[发明专利]利用优化集料级配界面性能的人造岗石制造前处理方法

说明书

本发明公开了一种利用优化集料级配界面性能的人造岗石制造前处理方法，包括以下步骤：（1）人造岗石集料表征及甄选决策数据集建立；（2）粉体级配与材料内部参数获取及机器学习数据集优选；（3）获取人造岗石集料级配‑树脂系统协同增效的适配条件，建立人造岗石智能生产大数据集平台，根据订制需求，直接反向生成适配的人造岗石配方。本发明基于实验、LBM‑DEM计算机仿真预混合分析结果的数据集，机器学习完成自动决策过程，结合一体化设备完成各级配粉体的选择与调配，预测、监测模具内混合体复杂流动行为，提前模拟混合过程，由此反推生产中适宜的多元偶联剂等助剂用量，定量控制集料的疏水化改性工艺，利用高度智能化生产人造岗石。

技术领域

本发明属于人造岗石制造技术领域，具体涉及了一种利用优化集料级配界面性能的人造岗石制造前处理方法。

背景技术

人造岗石是目前应用最广泛、使用量最大的一种人造石材，以天然大理石碎料、石粉为主要原料，以不饱和聚酯树脂为胶结剂，采用高压、振动方式使之成型，再经过室温固化，切割、打磨、抛光等工序制成板材。目前，在广西区内乃至国内传统人造石制造行业领域中，尚存在人为操作及经验等因素对人造石产品性能和成本的影响显著等共性难点与痛点。在人造岗石制样和试产阶段，多由经验调试集料系统的比例，往往需要多次试制和调配才能得到较为理想的比例配方，试产流程周期长，成本高；在面对大集料产品和实际生产过程中，人造岗石原料配比一直都沿袭经验配方，生产工艺相对落后，导致产品同质化严重，过于依赖生产技术人员经验操作。在生产效率低下的同时，尚缺乏可指导人造岗石生产的定量化、科学化、智能化的关键技术研究。

无法获取人造岗石集料配方如何从内部影响人造岗石产品整体力学性能，长期困扰着人造岗石行业内的技术人员，目前仍然亟需探索获得理想化人造岗石配方的标准化方法、突破传统生产工艺并以智能制造的方式改进传统工艺，是从本质上降低人造岗石生产成本、提高生产效率有效途径之一。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种利用优化集料级配界面性能的人造岗石制造前处理方法。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种利用优化集料级配界面性能的人造岗石制造前处理方法，包括以下步骤：

（1）人造岗石集料表征及甄选决策数据集建立；

①人造岗石选材前处理工序：综合分析其化学组分、三维微观形貌、颗粒度和级配组成，获得人造岗石集料表征数据；

②通过实验与仿真研究岗石集料堆积理论并表征及分类，获得结构稳定、粒径分布均匀的人造岗石集料，按标签类型分类纳入机器学习的集料信息数据集；

（2）粉体级配与材料内部参数获取及机器学习数据集优选；

①编写基于C++语言的实验和格子玻尔兹曼-离散元法的人造岗石专用仿真程序，考察粉体级配与人造石材料的内部条件参数；

②在此基础上，获得针对仿真模拟所需参数设定，通过实验与模拟，对比研究得出其相容性指标参数，完成标定后归纳其中关键控制参数，形成配套的带标签的优选机器学习数据集；

（3）针对人造岗石集料级配-树脂系统协同增效的智能体系；

①选取合适的机器学习训练模型，寻求集料级配——树脂系统协同增强力学性能、缩小膨胀与成本间的理想平衡关系；级配体系、助剂及树脂种类等因素对加工过程中物料的流变性、粘度、应力分布、真空压力与温度等理想适配条件；

②建立人造岗石智能生产大数据集平台，根据订制需求，直接反向生成适配的人造岗石配方。

本发明进一步说明，所述的人造岗石专用仿真程序的计算流程包括：

1）导入人造岗石集料的三维重构模型；

2）初始化流场信息和人造岗石集料的位置、平动速度及角速度；

3）在每个时间步的起点t₀，输入流场信息和颗粒的位置、平动速度及角速度；