模板是建筑行业的基础部件之一,传统木模板的大量使用带来了严峻的环保问题。LFT-D热塑性复合材料模板,因其质量轻、强度高、可再生利用等特点,成为了建筑模板领域以塑代木的前沿方向。LFT-D复材模板的制造,主要通过在树脂基体中添加一定比例的增强纤维进行混合,并在模具中热压固化成型;模压过程中的成型工艺参数,尤其是模具温度均匀性,很大程度上决定了复材制品最终的品质。本文基于LFT-D复合材料的制造工艺特点,围绕LFT-D复材模板的结构设计、模压过程分析、模具镶块优化、成型温度控制等开展研究,课题的主要工作如下:1)面向建筑产业的需求,设计一种新型复合材料建筑模板。基于建筑模板的结构要求及校核方法,分析不同加强筋结构对模板承载变形的影响规律;结合曲线型加强筋,设计具有高强度特性的复材模板结构;分析复材模板的成型工艺过程,明确影响其成型质量的工艺参数。2)基于LFT-D成型工艺特点,设计成型模具的镶块及冷却系统。基于组合式的设计理念,设计复材模板成型模具的镶块结构;分析模压过程的相关成型参数值,结合镶块的结构特点,设计典型镶块的冷却系统,通过计算模具冷却系统相关参数,设计典型镶块的冷却流道结构。对具有冷却水井结构的镶块安装隔水片,在此基础上,分析冷却介质对模板及镶块温度的影响。3)结合冷却介质及内部流道等关键参数,研究成型中模板及镶块的换热特性。针对流道形式单一的边框模板及镶块,分析冷却液流速及温度的影响;针对中部带加筋位置模板及镶块,分析不同冷却结构下的散热特性及优选结构。针对镶块内部冷却水井,分析其结构参数对散热特性的影响。4)基于前文模板及镶块的结构设计与冷却系统分析,对成型过程及制品品质进行分析,以验证其是否满足建筑施工要求;结合3D打印理念,设计具有随形流道的模具镶块结构;针对所设计的基于随形流道的镶块冷却结构,分析其对制品成型质量的影响程度。本文的创新之处,在于设计一种新型的LFT-D复合材料模板,在分析其结构有效性基础上,围绕成型过程中温度控制难题,研究散热规律、设计并优化起主要温控作用的典型镶块结构,从而提出较为完整的工艺方案,这为建筑模板行业的“以塑代木”、绿色可持续发展提供了有益的参考。