【門窗幕墻網】前言
自從2000年泰諾風公司將歐洲成熟的鋁合金隔熱技術引入國內，隔熱型材在國內的生產史已經有七年多了。隨著國家節能政策的執行力度加大，人民生活、工作舒適性要求提高，節能標準日益完善，節能指標逐漸提高，節能技術的覆蓋面越來越廣泛，作為鋁合金門窗幕墻節能技術的主要運用之一------穿條式隔熱型材，使用量越來越大。但是從近幾年國家相關部門對隔熱型材的抽查情況來看，在其質量方面還是存在一定的問題，特別是室溫縱向抗剪特征值。
對于穿條式隔熱型材的質量控制問題，筆者認為應該從系統設計階段、材料選擇階段和加工階段等三個方面來全過程控制，使我們最終生產出來的產品能夠滿足國標GB 5237.6《鋁合金建筑型材 第6部分：隔熱型材》的各項要求。
系統設計階段
在此階段最重要的就是鋁型材槽口和聚酰胺型材(隔熱條)頭部的標準化設計(如圖1和圖2所示)。
圖 1鋁型材標準槽口尺寸 圖 2 聚酰胺型材(隔熱條)標準頭部尺寸
在鋁型材標準槽口尺寸控制中，槽口上部尺寸(2.9+0.20)mm與下部尺寸(4.9+0.20)mm的控制，是為了與聚酰胺型材(隔熱條)配合，從而穿條更順暢;內夾頭的設計是為了聚酰胺型材(隔熱條)能夠垂直就位于鋁型材槽口中，在滾壓中起聚酰胺型材(隔熱條)的支撐作用;外夾頭的設計是為了在隔熱型材經滾壓后，外夾頭能插進聚酰胺型材(隔熱條)內，從而保證隔熱型材的各項機械性能;這些在后面的關于加工工藝的論述中將詳細解釋。
另外在槽口設計中還要注意的是外夾頭處的內倒圓弧角問題，因為在滾壓過程當中，隨著外夾頭插進聚酰胺型材(隔熱條)里，外夾頭根部位置是里邊受壓變形，會造成此處材料堆積，這樣就必然要預留位置來堆積這些材料。如果在鋁型材槽口中出現
內倒圓弧角缺失的現象(如圖3)，在滾壓過程中就勢必會造成外夾頭內跟部位置受壓的鋁材沒有位置堆積，只能向槽口內側突出，如果要使外夾頭同樣程度的插進聚酰胺型材(隔熱條)，就必然要增大滾壓力。這樣增大滾壓難度不算，還有可能造成的后
圖3 內倒圓弧角缺失現象
圖4 內倒圓弧角缺式的滾壓模擬情況
果會有兩種：其一是滾壓力過大，使得外夾頭在根部出現斷裂的現象(如圖4所示);其二是堆積在外夾頭根部的鋁材經過一段時間以后，其內應力得到釋放，使得外夾頭不能緊緊的咬合在聚酰胺型材(隔熱條)內，從而降低隔熱型材的機械性能，特別是縱向剪切特征值。
聚酰胺型材(隔熱條)頭部的標準化設計是為了與型材標準槽口配合，這樣在加工過程當中就能穿條順暢并有利于滾壓。
當然技術力量非常雄厚的公司可以自行開發自己的型材槽口和聚酰胺型材(隔熱條)頭部，但這是一個系統工程，在這過程當中要涉及到非常多的問題，比如型材槽口和聚酰胺型材(隔熱條)頭部的配合問題、滾壓力控制的問題等等，因此還是要慎重的好!
材料選擇階段
隔熱型材涉及到的材料就兩種：鋁材和聚酰胺型材(隔熱條)。
在聚酰胺型材(隔熱條)原材料方面，目前國際上公認的聚酰胺型材(隔熱條)的原材料配方是基材75%聚酰胺66(俗稱尼龍66，簡稱PA66)和強化物25%玻璃纖維(簡稱GF)，即PA66+GF25(如圖5、6所示)。這是因為PA66具有較高的機械性能和耐高溫性能，還可以保證聚酰胺型材(隔熱條)的尺寸精度的穩定性;而玻璃纖維可以進一部提高聚酰胺型材(隔熱條)的機械性能，使其滿足作為一個結構件的要求。作為基材的PA66與強化物玻璃纖維在經過精密擠壓而生產出來的聚酰胺型材(隔熱條)，在強度方面，其橫向抗拉強度≥120N/mm，足夠保證聚酰胺型材(隔熱條)在整窗中的各種荷載要求;在外形尺寸精度方面，聚酰胺型材(隔熱條)的公差≤0.1mm，保證了隔熱型材的外形尺寸精度和隔熱窗的裝配精度(0.2~0.5mm);在線膨脹系數方面，聚酰胺型材(隔熱條)的為2.0~3.5X10-5K-1，與鋁型材的(3.5X10-5K-1)極為相近;在耐候性方面，能夠充分保障正常極限溫度范圍內(-30oC~80oC)的使用要求。如果這兩種材料的任何一項或全部出現了變化或者配比有重大偏差，那么以上的各種優勢就無法保障，這是歐洲30多年的聚酰胺型材(隔熱條)發展史所充分證明的。
圖5 尼龍66 圖6 玻璃纖維
聚酰胺型材(隔熱條)的外形尺寸精度是我們選擇聚酰胺型材(隔熱條)的一項重要的注意事項。如圖7外形尺寸好的聚酰胺型材(隔熱條)的兩頭能夠緊密的貼在鋁型材槽口內，在加工過程中也不會出現什么問題;但是如果使用外形較差的聚酰胺型材(隔熱條)，首先是其兩頭與型材槽口留有縫隙，其次是在滾壓后，外夾頭與聚酰胺型材(隔熱條)咬合處必然存在著應力集中，此處如果受到外力影響，應力一旦釋放，那么結果就是聚酰胺型材(隔熱條)開裂，后果嚴重。如果說內外鋁型材槽口底部不是平行的，也會出象這種狀況。
圖7 不同外形尺寸精度的聚酰胺型材(隔熱條)裝配情形
所以我們在選擇聚酰胺型材(隔熱條)時就應該選擇外形尺寸較好的聚酰胺型材(隔熱條)。
在鋁型材方面，我僅談談鋁型材的外型尺寸精度要求。在GB5237.6《鋁合金建筑型材 第6部分：隔熱型材》中對隔熱型材的外形尺寸精度要求是：符合GB 5237.1《鋁合金建筑型材 第1部分：基材》的相關規定。就是說隔熱型材的內、外腔型材和聚酰胺型材(隔熱條)這三部分材料的擠壓加上一道復合工序所積累的偏差要等于原本一次擠壓成型的基材，也就是我們常說的“1”=“3+1”。所以鋁型材自身的精度也極為重要。
圖8 鋁型材槽口精度差導致的結果
如圖8所示，鋁型材槽口精度太差，經滾壓后，聚酰胺型材(隔熱條)已經開裂了。
加工階段
圖9 慕勒設備開齒情形 圖10 隔熱型材滾壓后情形
在系統設計階段我們提到過內夾頭的設計是為了聚酰胺型材(隔熱條)能夠垂直就位于鋁型材槽口中，在滾壓中起聚酰胺型材(隔熱條)的支撐作用;外夾頭的設計是為了在隔熱型材經滾壓后，外夾頭能插進聚酰胺型材(隔熱條)內，從而保證隔熱型材的各項機械性能;另外還有就是這樣的設計能夠使聚酰胺型材(隔熱條)頭部與型材槽口緊密結合，確保了聚酰胺型材(隔熱條)與型材之間的最低限度的水滲漏、空氣滲透的問題。從以上情況和圖10可以看出來，隔熱型材在經過滾壓后，只有外夾頭的齒紋插進了聚酰胺型材(隔熱條)內，所以在開齒過程中保證在外夾頭上有深而鋒利的齒紋對經滾壓后的隔熱型材是非常重要的。這樣的話就要使得開齒盤必須定位在夾頭槽口之間略偏外夾頭處(如圖9所示)。
圖11 最佳開齒 圖12 好的開齒
圖13 差的開齒 圖14 沒有開齒
還有就是外夾頭齒紋的鋒利情況，類似圖11和圖12是好的開齒，齒紋深而鋒利，在滾壓過程中，齒紋能夠插進聚酰胺型材(隔熱條)內，從而能確保隔熱型材的各項機械性能(特別是縱向剪切特征值)，如圖15所示。類似圖13則反之，更不用說圖14了。
圖15 齒紋插進聚酰胺型材(隔熱條) 圖16 齒紋沒有插進聚酰胺型材(隔熱條)
圖17是隔熱型材不同開齒情況在不同狀態下的抗剪性能差別，在這里我們可以看出來，不管怎樣的檢測狀態，開齒質量直接影響到最終隔熱鋁型材的抗剪切特征值，開齒質量越高。抗剪切特征值越高。
另外就是滾壓這道工序。
這道工序中最重要的就是滾壓設備一定要配備滾壓力顯示器。因為在滾壓過程中，滾壓輪有可能偏位，或聚酰胺型材(隔熱條)精度較差，或型材槽口有誤，這些問題都會使得滾壓力增大或者減小，最終隔熱型材不是出現這樣的問題，就是那樣的問題，總之就是不能滿足GB 5237.6的要求。如果配置了滾壓力顯示器，在滾壓過程中出現了滾壓力波動較大的情況，將直接顯示在滾壓力顯示器中，這時生產工人就可以停機檢查原因。如果沒有，那么只能在最后的檢測中，才能發現問題，這時已經是“木已成舟”，而且根本就不能知道是哪一時段生產的隔熱型材出現了問題。
還有就是根據ISO控制理論中的關鍵環節------全過程控制，如何對滾壓工序進行全過程控制?那也只有全過程監控滾壓力顯示器。
圖17 隔熱型材不同開齒情況在不同狀態下的抗剪性能差別
圖18 滾壓設備的壓力顯示器
其它因素
當然要控制好穿條式隔熱型材的質量，還要按照GB/T 5237.6的要求作好組批檢驗和出廠檢驗。還有就是建立健全工廠生產控制程序：包括內部質量管理程序和質量管理的監控程序等等。
總之，工廠要生產出質量優良的穿條式隔熱型材，首先在系統設計階段，鋁型材槽口和聚酰胺型材(隔熱條)頭部要采用標準化設計，這是整個生產過程的前提;其次是選材階段，必須選擇尺寸精度優良、力學性能良好的鋁型材和聚酰胺型材(隔熱條)，這是整個生產過程的必要條件;最后是加工階段，對于開齒和滾壓這兩道關鍵工序的控制，這是整個生產過程的決定性因素。
在滿足這些條件下生產出來的隔熱型材，必然能夠滿足國標GB/T 5237.6的要求!
