關鍵詞：製作工藝 杆件 紙帶
一、引言
《結構模型設計競賽》是一門面對土建類大學本科學生,旨在培養知識運用能力和創新能力的新型學科競賽。到目前為止,他已有十多年的歷史。近年來,我國基礎建設飛速發展,各種結構形式相繼湧出,那些形式新穎、自重輕,承載大,形態優美的結構形式則更是備受青睞。雖然土建類學生與日俱增,但由於理論與現實的差異性,他們還缺乏那種獨立創新的能力。面對這種形勢,為了培養學生的創新能力與動手能力,眾多高校和部分地區相繼推出了結構模型設計競賽。
而模型製作就相當於現實生活中建築物的施工,施工質量的好壞直接決定了建築物承載力和使用效能。毫無疑問,製作工藝是結構模型設計大賽中至關重要的,是成敗與否的關鍵。
二、模型構件的製作
模型的主要構件有杆件和紙帶,杆件又分三角形,方形,圓形。下面就幾種主要構件的製作進行詳細講解。
(一)方形杆件的製作(以1cm×1.5cm尺寸為例)
動手前有兩個重要工序:一、分工合作,在製作模型前分配好每個人的任務,一個代表隊一般由三人組成,其中一人專門負責塗膠水,從頭到尾由此一人承擔,另外兩人則專門負責卷杆及裁紙。二、計算,所要製作杆件厚度為兩層,那麼要用的白紙的寬度大概為1.5 1 1.5 1 0.3×4 1.5 1 1.5 1=11.2cm,因考慮到外層紙比內層紙要寬。為敘述方便,三名同學分別用A、B、C代名,負責卷杆的同學分別為A、B同學,塗膠水的為C同學,接下來進入實際操作。
三個人分配好位置,A、B兩人緊靠坐在書桌的.一邊,C同學站立在對面,將玻璃板平鋪在書桌上,玻璃板的一邊與書桌的一邊平齊,再將白紙平鋪到玻璃板上,注意是要沿著順紋方向卷杆。A、B同學將木棍與白紙邊緣齊平,向前轉動90度,卷的時候木棍與白紙緊貼不能滑動,此時C同學緊緊按住白紙不讓白紙滑動,A、B同學則同時將木棍與白紙使勁向後拉,讓白紙出現一個明顯的稜角,此時A、B同學還可以用手指甲在白紙上來回移動,有助於稜角的形成,但注意不要傷紙。當一邊的稜角出來後,C同學繼續按緊白紙,A、B同學按緊白紙與木棍將其一塊向前轉動90度,同時使勁往後拉,重複上面步驟使其出現另外一個稜角,依此類推不斷向前轉動,直到木棍的每條邊上都有兩層白紙。為使紙層之間接觸更加緊密,稜角更鮮明,在向前捲動的過程中可以用一個比較光滑的實物如玻璃杯,利用杯壁來回用力壓實木棍上的白紙。卷完兩圈後,將木棍向後退回一圈,使木棍的每邊只保留一層白紙,接下來開始塗膠水。A、B同學保持白紙緊貼木棍,並保持木棍不動,C同學則在被退回的白紙上塗膠,為避免膠水乾燥太快,一次只能塗一條邊。C同學將膠水從A端連續擠到B端成一直線,再用卡片將膠水沿白紙順紋方向前後抹開,前後來回兩次,再將卡片從A到B來回兩次,塗膠過程中卡片應保持一定角度,用力要適中,使得從A到B的紙面上的膠水厚度均勻。塗膠完畢,C同學按緊白紙,A、B同學則用力往後拉木棍,用力均勻向前捲動木棍,向前捲動90°後保持不動,用力按木棍使膠水與兩紙面粘合密實,不留空隙,防止起泡,此時可藉助玻璃杯來回壓實將多餘的膠水從側面排出。這樣就完成了一條邊的塗膠製作,重複上面的步驟卷完所有的邊。卷完最後一邊用劃紙刀用力一次性切斷白紙,再將白紙的邊緣用手輕輕粘到卷好的杆上。做完一根杆件後不要急於將木棍抽出,因為此時的白紙處於溼態,非常軟,必須等杆件完全乾燥後再抽出。為加快乾燥可藉助吹風機直接烘乾,但不要太近,吹風機得來回移動,使杆件受熱均勻,這樣乾燥後軸向抗拉壓強度也均勻。
在卷杆的過程需要注意的問題有:1. C同學最好面對光源,讓光線射到剛塗的膠水上,這樣反光容易看清膠水是否塗均勻,同時A、B同學可從側面看膠水哪裡有薄有厚。2. C同學塗膠水不能太多,只需薄薄一層附在白紙上即可,動作得迅速熟練,以避免膠水乾燥。3. 木棍比製作的杆件稍長,以使卷杆時方便拉緊木棍與白紙也方便抽出。