諸永明

ZHU Yongming

(浙江省一建建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江 杭州310013)

1 工程概況

杭州市高科技企業(yè)孵化器二期工程位于杭州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)6 號路452 號，總建筑面積136 323 m2，地下1 層，地上24 層，框剪結(jié)構(gòu)，大樓48 個(gè)衛(wèi)生間中有96 個(gè)下水地漏，浴室、泵房、廚房等有排水要求的地漏25 個(gè)，均采用了衛(wèi)生間地漏石材套割打磨技術(shù)。

2 石材套割打磨特點(diǎn)

(1)地漏石材套割打磨技術(shù)采用水刀切割機(jī)、電腦數(shù)控雕刻機(jī)作為石材開孔與坡度打磨機(jī)具，加工操作簡單、幾何形狀精細(xì)美觀。

(2)水刀切割可完成鉆孔及各種不同形狀切割功能，不會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)、變形或細(xì)微的裂縫，不會(huì)產(chǎn)生毛邊，切口細(xì)，一次即可完成工件切割且擁有良好的切邊品質(zhì)。

(3)石材雕刻機(jī)為計(jì)算機(jī)同步控制，可以實(shí)現(xiàn)提升全過程的精細(xì)控制，打磨過程平穩(wěn)，石材邊角損傷小。

(4)施工效率高，能夠有效縮短地面石材鋪貼的工期。

(5)工廠化加工有效降低石材破損率，成本降低。

(6)觀感質(zhì)量佳，排水暢，加工質(zhì)量均質(zhì)性強(qiáng)。

3 適用范圍

(1)適用于有排水要求的地面石材加工，尤其是單塊料的開孔、下沉弧度打磨。

(2)適用于建筑物墻面石材刻字、浮雕、線雕、切割及石材鏤空。

(3)電腦雕刻機(jī)集編輯、排版、雕刻諸功能于一體，能方便快捷地在各種材料上雕刻出逼真、精致、耐久的二維圖形文字及三維立體浮雕。

4 工藝原理

4.1 水刀切割機(jī)工作原理

普通的水通過加壓蓄能的方法可獲得200～400 MPa 及以上的高壓能再通過小孔(φ 0. 15～0.05 mm)噴射而產(chǎn)生800～1 000 m/s 的高速射流，運(yùn)用這束高速“水箭”或再加入少量細(xì)砂對物體進(jìn)行擊打和運(yùn)動(dòng)而形成切割，其產(chǎn)生的溫度最高在60 ℃內(nèi)，而這束射流幾乎可以切割從軟到硬的任何材料，我們通常稱之為“冷態(tài)切割技術(shù)”。

4.2 電腦數(shù)控雕刻機(jī)工藝原理

電腦數(shù)控雕刻機(jī)由電腦、雕刻機(jī)主機(jī)和雕刻機(jī)控制系統(tǒng)三部分組成，通過繪圖軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和排版，并由計(jì)算機(jī)把設(shè)計(jì)與排版的信息自動(dòng)傳送至雕刻機(jī)控制系統(tǒng)中，再由控制系統(tǒng)把這些信息轉(zhuǎn)化成能驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的帶有功率的信號(脈沖串)，控制雕刻機(jī)主機(jī)生成X、Y、Z 三軸的雕刻走刀路徑。同時(shí)雕刻機(jī)上的高速旋轉(zhuǎn)雕刻頭，按加工材質(zhì)配置相應(yīng)的刀具，對固定于主機(jī)工作臺(tái)上的加工材料進(jìn)行切削，即可雕刻出在計(jì)算面中設(shè)計(jì)的各種平面或立體的浮雕圖形及文字，實(shí)現(xiàn)雕刻自動(dòng)化作業(yè)。數(shù)控雕刻機(jī)工作原理見圖1。

圖1 數(shù)控雕刻機(jī)工作原理

5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

5.1 施工工藝流程

加工方案確定→石材選料及防護(hù)→水刀開孔→數(shù)控機(jī)打磨圓弧→手工粗磨→手工細(xì)磨→手工精磨→拋光打蠟。

5.2 操作要點(diǎn)

5.2.1 加工方案確定

5.2.1.1 石材加工條件分析 針對創(chuàng)精品項(xiàng)目要求，詳細(xì)研究相關(guān)圖紙，掌握衛(wèi)生間等用水房間的排水孔(地漏)位置及地面塊料模數(shù)的關(guān)聯(lián)情況，還應(yīng)進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施現(xiàn)場勘察，熟悉現(xiàn)場平面布置情況，繪制多張分塊策劃圖，并進(jìn)行分析比較優(yōu)選。

5.2.1.2 方案設(shè)計(jì)內(nèi)容 根據(jù)分塊策劃圖，對施工方案進(jìn)行具體化。包括材料選擇、現(xiàn)場標(biāo)高及平面尺寸的復(fù)核、石材的排塊、地漏居中板塊、地漏石材加工圖、石材的防護(hù)、石材打孔及圓弧加工、石材打磨拋光打蠟等。

5.2.1.3 石材加工系統(tǒng)配置 水刀系統(tǒng)裝置由脈沖噴嘴、切割臺(tái)、數(shù)控柜、步進(jìn)電機(jī)、高壓磨料罐、三缸柱塞泵、溢流閥等硬件系統(tǒng)裝置組成。數(shù)控軟件系統(tǒng)由整套數(shù)控水刀軟件包括全繪編程、參數(shù)設(shè)置、矢量位圖、文件處理和幫助信息等幾大模塊組成。電腦數(shù)控雕刻機(jī)硬件主要由雕刻頭電機(jī)、電腦控制器、絲桿、導(dǎo)軌等組成，軟件有“文泰雕刻軟件”“精雕雕刻軟件”“海爾雕刻軟件”“TYPE3”“ARTCAM”“CIMATRON”等，軟件功能強(qiáng)大，無論是2D、3D 效果，還是浮雕，都可以處理。5.2.2 石材選料及防護(hù)

(1)要求加工的石材應(yīng)與整個(gè)房間的用材相同，如顏色、密度、環(huán)保［1］要求以及厚度、平面尺寸等。

(2)石材應(yīng)六面涂刷防護(hù)劑，必須待石材的水分干透后方可涂刷防護(hù)劑。如水分還未干透，工期又緊的情況下，可先刷五面防護(hù)劑，待項(xiàng)目完成后，石材面水分完全蒸發(fā)后才做最后一道的正面石材防護(hù)劑處理，最后石材打蠟。

5.2.3 水刀開孔

(1)用CAD 軟件繪制所需加工圖形(地漏同直徑圓孔)，直接轉(zhuǎn)換成數(shù)控文件進(jìn)行控制切割走刀。

(2)在切割之前，首先要設(shè)置好相關(guān)切割參數(shù)，如噴嘴直徑(0.3 mm)、工作壓力(350 MPa)、最大水流量(3 L/min)、切割速度(100 mm/min)等，見圖2。

圖2 水刀開孔

5.2.4 數(shù)控機(jī)打磨圓弧

(1)按計(jì)算機(jī)內(nèi)配置的專用雕刻軟件進(jìn)行排水圓弧打磨設(shè)計(jì)，并由計(jì)算機(jī)把設(shè)計(jì)圖案的信息自動(dòng)傳送至雕刻機(jī)控制器中，再由控制器把這些信息轉(zhuǎn)化成能驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)帶有功率的信號(脈沖串)，控制雕刻機(jī)主機(jī)生成X、Y、Z 三軸的雕刻走刀路徑。同時(shí)，雕刻機(jī)上的高速旋轉(zhuǎn)雕刻頭，通過石材加工專用刀具，對固定于主機(jī)工作臺(tái)上的加工石材進(jìn)行切削，即可雕刻出在計(jì)算機(jī)中設(shè)計(jì)的排水圓弧，實(shí)現(xiàn)雕刻自動(dòng)化作業(yè)。

(2)在石材雕刻機(jī)開機(jī)之前首先確定機(jī)床與計(jì)算機(jī)所有連接正常，然后打開機(jī)床電源和計(jì)算機(jī)電源，在系統(tǒng)啟動(dòng)完畢后，進(jìn)入NCStudio 數(shù)控系統(tǒng)。確定相關(guān)雕刻參數(shù)，主軸轉(zhuǎn)速24 000 r/min、最大運(yùn)行速度20 000 mm/min、最大雕刻速度10 000 mm/min、分辨率0.005 mm、工作電壓AC380V/50Hz、功率2 000W等，見圖3。

圖3 雕刻機(jī)打磨圓弧

5.2.5 手工打磨、拋光

石材開孔及圓弧打磨完成后，即進(jìn)行手工打磨。

(1)粗磨:采用弧面板磨光機(jī)，120#大理石磨料，磨削效率高，主要清除石材在前道工序中留有的痕跡并將石材的造型面磨削到位;

(2)半細(xì)磨:采用400#大理石磨料，將粗磨痕跡清除，形成新的較細(xì)的紋路，使石材表面平整、順滑;

(3)細(xì)磨:采用800#大理石磨料，細(xì)磨后的石材表面花紋、顆粒、顏色已清楚地顯示出來，表面細(xì)膩、光滑，開始有微弱的光澤度;

(4)精磨:采用1 000#大理石磨料，精磨后的石材表面無肉眼察覺的痕跡。表面越來越光滑，光澤度最高可達(dá)到55 度以上;

(5)拋光:使用專用的花崗巖拋光機(jī)，1 500#水砂紙拋光，致使地面光亮平整如新;

(6)打蠟:采用拋光蠟(白蠟)，能提高石材產(chǎn)品光度，實(shí)體效果［2］見圖4。

圖4 實(shí)體效果

6 結(jié) 語

杭州市孵化器有限公司二期工程衛(wèi)生間及屋頂室外樓梯平臺(tái)等處采用了石材套割打磨施工技術(shù)，與以往整塊石材裁成四塊中間開孔相比，不僅解決了用水地面在排水口單塊石材找坡與套割難題，還保證了地漏處排水暢通，觀感質(zhì)量明顯提升。同時(shí)，還大大減少了鋪貼用工，節(jié)約了材料，加快了工程進(jìn)度，工程竣工后經(jīng)過兩年多的使用，效果良好，物業(yè)及業(yè)主非常滿意。

［1］ 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). GB 6566—2010 建筑材料放射性核素限量［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

［2］ 中國建筑科學(xué)研究院.GB 50210—2001 建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2001.