Opatentowany proces umożliwia formowanie tłoczne przy niższych ciśnieniach, co pozwala zaoszczędzić na kosztach kapitałowych sprzętu do produkcji paneli. #kleje #poza autoklawem #masa do formowania arkuszy
Może wyglądać jak drewniane drzwi, ale w rzeczywistości jest to warstwowa replika powierzchni SMC, wykonana przy użyciu nowego procesu formowania SMC firmy Acell. W procesie tym wykorzystuje się rdzeń z pianki fenolowej do tworzenia drzwi i innych paneli budowlanych poprzez jednorazowe formowanie niskociśnieniowe. źródło: Asel
To zdjęcie przedstawia instalację prasy. Zwróć uwagę na podniesioną szynę widoczną w lewym górnym rogu, która podtrzymuje zrobotyzowany system natryskowy PiMC do malowania proszkowego. źródło: Italpresse
Przekrój prasowanego panelu (bez drewnianej ramy) pokazujący, jak żywica SMC wnika w otwarte komórki rdzenia pianki, tworząc mechaniczną blokadę zapobiegającą rozwarstwianiu. źródło: Asell
Panele Acell są dostępne w setkach wykończeń, w tym z wzorami marmuru, jak pokazano tutaj. źródło: Asell
Krok 1: Podczas odlewania najpierw tworzona jest niklowana forma aluminiowa przy użyciu matrycy kompozytowej w celu odtworzenia pożądanego wykończenia powierzchni. Ta dolna powierzchnia jest typowym panelem drzwiowym. źródło: Asell
Krok 2: Na narzędziu umieszcza się negatyw masy formierskiej wypełnionej szkłem (SMC); w scenariuszu produkcyjnym najpierw na formę nakłada się welon powierzchniowy, aby utrzymać stałą jakość powierzchni. źródło: Asell
Krok 3: Panel drzwi zwykle zawiera drewnianą ramę, która umożliwia wywiercenie otworów na okucia w gotowych drzwiach lub panelu i przycięcie ich w celu dopasowania do instalacji. źródło: Asell
Krok 4: Opatentowana przez Acell pianka fenolowa (zasadniczo ogień/dym/wirus) jest umieszczana w drewnianej ramie. źródło: Asell
Krok 5: Umieść górny arkusz SMC na styropianowo-drewnianej ramie i uformuj drugą zewnętrzną warstwę kanapki SMC i styropianu. źródło: Asell
Krok 6: Porównaj gotowy panel z formą. Należy pamiętać, że luźna pianka pozwala na odtworzenie konturów paneli. źródło: Asell
„Jeśli to zbudujesz, oni przyjdą” może być hollywoodzkim sloganem, ale opisuje także strategię rozwoju stosowaną czasami przez przemysł kompozytów – wprowadzanie fascynujących innowacji w nadziei, że rynek będzie ewoluował z biegiem czasu. Dostosuj się i zaakceptuj to. Jedną z takich innowacji jest technologia firmy Acell do formowania arkuszy (SMC). Proces ten, opatentowany na całym świecie w 2008 r. i wprowadzony w USA w 2010 r., zapewnia połączenie materiału i procesu w celu uzyskania wysokiej wydajności niestandardowego formowania warstwowego. Koszt wyposażenia kapitałowego paneli jest znacznie niższy niż w przypadku konwencjonalnego formowania tłocznego.
Pomysłodawcą tej innowacji jest włoska grupa technologii chemicznej Acell (Mediolan, Włochy), która od 25 lat produkuje unikalny rdzeń z pianki fenolowej o otwartych komórkach do ognioodpornych konstrukcji budowlanych. Firma Acell chciała znaleźć szerszy rynek dla swoich produktów piankowych i opracowała metodę wykorzystania pianki w połączeniu z SMC w celu wydajnej produkcji drzwi i innych produktów panelowych dla rynku budowlanego. Partner techniczny Acell Italpresse SpA (Bagnatica, Włochy i Punta Gorda, Floryda) zaprojektował i zbudował kompletną linię produkcyjną do produkcji paneli kompozytowych według określonych parametrów. „Wierzymy w nasz model biznesowy polegający na tworzeniu procesów i produktów do użytku globalnego” – powiedział Michael Free, dyrektor handlowy Acell.
Być może ma rację. Wywołało to duże zainteresowanie w branży. W rzeczywistości firma Ashland Performance Materials (Columbus, Ohio) zawarła strategiczny sojusz z firmą Acell w celu promowania tej technologii w Ameryce Północnej. Proces Acell został również nagrodzony nagrodą Composites Excellence Award 2011 (ACE) od Amerykańskiego Stowarzyszenia Producentów Kompozytów. (ACMA, Arlington, Wirginia) Kategoria Innowacja Procesowa.
Nowy proces formowania jest efektem wielu prac badawczo-rozwojowych nad płytami warstwowymi. Dave Ortmyer, dyrektor operacyjny Italpresse USA, wyjaśnił, że istniejące konstrukcje drzwi kompozytowych są wytwarzane w wieloetapowym i pracochłonnym procesie, który obejmuje wykonanie ramy wewnętrznej, laminowanie powłoki SMC, montaż komponentów, a na koniec wlewanie pianki poliuretanowej do środka do izolacji termicznej. Natomiast w procesie Acell można uzyskać równoważny panel drzwiowy w zaledwie jednym etapie i przy znacznie niższych kosztach początkowych. „Tradycyjna forma poszycia drzwi SMC może kosztować nawet 300 000 dolarów” – powiedział Ortmyer. „Nasz proces umożliwia wykonanie gotowych drzwi za jednym razem, a koszt narzędzi wyniesie od 20 000 do 25 000 dolarów”.
Materiały odgrywają kluczową rolę w tym procesie. W przeciwieństwie do większości pianek fenolowych, które są miękkie, łamliwe i kruche (jak zielona pianka kwiaciarska stosowana do kompozycji kwiatowych), pianka Acell to połączenie zastrzeżonych składników, które tworzą mocniejszą piankę strukturalną. m3 (5 do 50 funtów/stopę3). Pianka posiada właściwości termoizolacyjne, odporność na ogień, dym i toksyczność (FST) oraz właściwości dźwiękochłonne. Jest również dostępny w różnych rozmiarach komórek, powiedział Free. Dodał, że wypełnione szkłem SMC stosowane w panelach drzwi produkuje firma Acell. Ortmeier twierdzi, że ponieważ SMC jest podatne na odgazowanie podczas formowania, pianka działa jak materiał oddychający, umożliwiając ucieczkę gazu z formy przez otwory.
Kluczową kwestią jest jednak dostępność. Ortmeier powiedział, że partnerzy mają nadzieję zapewnić opłacalne narzędzia drobnym producentom lub tym, którzy wytwarzają wiele produktów w krótkim czasie. W typowym procesie formowania tłocznego SMC narzędzia są nieporęczne i drogie, mówi, nie tylko ze względu na nieporęczne części, ale także dlatego, że muszą wytrzymywać zużycie spowodowane ruchem i przepływem wielu ułożonych w szeregu „ładunków” SMC w formie. . pod koniecznie wysokim przyłożonym ciśnieniem.
Ponieważ bardziej strukturalna pianka Acell pozostaje „krucha” (odkształcalna) pod ciśnieniem, normalne ciśnienie prasowania całkowicie ją zmiażdży, dlatego ciśnienie formowania musi być stosunkowo niskie. Dlatego w procesie Acell wykorzystuje się jedynie cienką warstwę SMC na skórze. Nie przesuwa się i nie spływa na boki, dzięki czemu nie ma ryzyka zużycia powierzchni narzędzia. W rzeczywistości żywica SMC przepływa tylko w kierunku z – proces ma na celu zapewnienie wystarczającej ilości ciepła w formie do upłynnienia matrycy SMC, powodując przedostanie się części żywicy do sąsiednich komórek pianki, gdy ta lekko kruszy się pod ciśnieniem.
„Podczas cyklu formowania skorupa SMC jest zasadniczo mechanicznie i chemicznie utrwalana w piance” – wyjaśnia Frey i twierdzi, że „rozwarstwienie skorupy jest niemożliwe”. inne Zbyt mocne narzędzie. Koszt dwóch cienkich płytek odlewanych (górnej i dolnej) o wymaganej szczegółowości powierzchni to tylko ułamek kosztów wymaganych do wyprodukowania narzędzia SMC ze stali lub obrobionego maszynowo aluminium. W rezultacie, jak twierdzą partnerzy, powstał niedrogi proces oferujący szeroki zakres transakcji po nominalnym koszcie kapitału.
Jednak przystępność cenowa i przystępna cena nie wykluczają możliwości adaptacji. Przeprowadzono szereg badań, w których w laminacie znalazły się materiały tkane. Są po prostu wbudowane w warstwę pośrednią, zwiększając wytrzymałość paneli na zginanie. Według Free tkane tkaniny aramidowe, metalowe struktury o strukturze plastra miodu, a nawet wkładki pultrudowane można zintegrować z płytami warstwowymi i prasować podczas obróbki, aby zwiększyć odporność na wybuch, ochronę przed kradzieżą i nie tylko. „Chcemy, aby producenci zrozumieli, że proces ten jest bardzo elastyczny i można go dostosować” – wyjaśnił. „Może niewielkim kosztem produkować grube lub cienkie panele na zamówienie, bez dodatkowej obróbki, takiej jak klejenie lub mocowanie”.
Instalacja procesowa, zaprojektowana przez Italpresse specjalnie dla Acell, składa się ze 120-tonowej prasy o ruchu dolnym z podgrzewanymi płytami do umieszczania form do paneli. Dolna płyta jest zaprojektowana tak, aby automatycznie wchodzić i wychodzić z prasy, a Ortmeier twierdzi, że możliwe jest dodanie drugiej podgrzewanej płyty dolnej po przeciwnej stronie maszyny, aby leżała na jednej formie, podczas gdy druga znajduje się w prasie, korzystając z funkcji Layup. stacja. Płyty mają wymiary 2,6 m/8,5 stopy x 1,3 m/4,2 stopy do „standardowych” zastosowań, takich jak drzwi dekoracyjne, ale płyty można wykonać na zamówienie, aby pasowały do konkretnych projektów. Warto zauważyć, że możliwa jest również modyfikacja istniejących ustawień pras, aby dopasować je do procesu Acell, pod warunkiem, że ciśnienie można kontrolować (za pomocą ograniczników matrycy), aby uniknąć nadmiernego ściskania.
Formy wykonywane są indywidualnie pod każdy projekt panelu i mogą być wykonane tradycyjnymi metodami odlewniczymi. Aby uzyskać powierzchnię formy o wysokiej rozdzielczości imitującą naturalne materiały, takie jak drewno lub kamień, panele z włókna szklanego/poliestru są układane bezpośrednio na wybranym materiale w celu stworzenia wzorcowych wzorów dla górnych i dolnych narzędzi. Dwa modele wzorcowe wysyłane są do odlewni, gdzie narzędzia są odlewane ze stopu aluminiowo-niklowego. Stosunkowo cienkie narzędzie szybko się nagrzewa, a w stanie bezczynności może je podnosić i przenosić dwóch operatorów. Dostępne są inne opcje narzędzi, ale techniki odlewania pozwalają uzyskać narzędzia po rozsądnej cenie i zazwyczaj o grubości od 20 do 25 mm (0,75–1″).
Podczas produkcji forma jest przygotowywana pod kątem pożądanego wykończenia powierzchni panelu. Dostępnych jest wiele powłok i wykończeń do formowania, jak wyjaśniono bezpłatnie, w tym powłoka proszkowa do formowania (PiMC), szeroko stosowany proszek pigmentowy do natryskiwania, który topi się i reaguje z SMC, tworząc powłokę odporną na promieniowanie UV i zarysowania. Kolor powierzchni panelu. Inne opcje obejmują wysypanie formy kolorowym lub naturalnym piaskiem w celu imitacji kamienia lub nałożenie drukowanego welonu, który może dodać teksturę i wzór. Następnie na formę kładzie się powierzchniowy żarnik, następnie warstwę SMC wypełnionego szkłem wycina się w kształt siateczki i układa na płasko na przygotowanej formie.
Następnie na wierzchu SMC umieszczono kawałek pianki Acell o grubości 1″/26 mm (również przycięty do kształtu siatki). Drugą warstwę SMC nakłada się na piankę wraz z drugą folią, aby ułatwić uwalnianie części i zapewnić kanał dla substancji lotnych emitowanych przez SMC. Dolna matryca, która jest umieszczona na górze podgrzewanej płyty dociskowej, jest następnie mechanicznie lub ręcznie wprowadzana do prasy, gdzie osiągana jest temperatura procesu od 130°C do 150°C (266°F do 302°F). Opuść górną formę na stos, pozostawiając niewielką szczelinę powietrzną pomiędzy formami i dociśnij warstwę pośrednią z siłą 5 kg/cm2 (71 psi) przez około pięć minut, aby utworzyć solidny panel, jak w kroku 6. Podczas cyklu tłoczenia, koraliki wysuwają się i część jest usuwana.
Aby stworzyć typowy panel drzwiowy, proces został zmodyfikowany poprzez dodanie ramy z drewna warstwowego wokół krawędzi elementu (krok 3) i zainstalowanie pianki wewnątrz ościeżnicy. Obrzynane drewno umożliwia przycięcie drzwi do dokładnych wymiarów, a zawiasy montażowe i okucia można łatwo zamontować, wyjaśnia Fritsch.
Chociaż większość tradycyjnych drzwi kompozytowych jest obecnie produkowana w Azji, Ortmayer twierdzi, że proces Acell „umożliwia „lokalną” produkcję na lądzie ze względu na niższy koszt. Jest to sposób na utworzenie miejsc pracy w sektorze produkcyjnym przy rozsądnych kosztach kapitału. Obecnie w Europie siedmiu licencjobiorców wykorzystuje proces Acell do produkcji drzwi i innych produktów panelowych, a zainteresowanie w USA gwałtownie wzrosło od czasu otrzymania nagrody ACMA w 2011 r., mówi Free, który ma nadzieję zobaczyć więcej w zakresie zewnętrznych komponentów budowlanych. Często stosowany na przykład jako panele elewacyjne (patrz zdjęcie). Proces ten jest doskonały pod względem izolacji termicznej, odporności na promieniowanie UV i udarności.
Kolejną zaletą jest to, że panele Acell w 100% nadają się do recyklingu: aż 20% materiału pochodzącego z recyklingu jest ponownie wykorzystywane do produkcji pianki. „Stworzyliśmy ekonomiczny i ekologiczny proces formowania SMC” – powiedział Free. Mike Wallenhorst powiedział, że oczekuje się, że strategiczny sojusz z Ashland sprawi, że technologia będzie szerzej znana. Dyrektor ds. zarządzania produktami w Ashland. „To imponujący kawałek technologii, który zasługuje na szerszą publiczność”.
Wydaje się, że Stany Zjednoczone są gotowe do znacznych inwestycji w infrastrukturę. Czy przemysł kompozytów może sobie z tym poradzić?
Ognioodporne panele kompozytowe zapewniają strukturę, szczelność i charakterystyczne fasady pionierskim budynkom w Dubaju.
Koncepcja budynków modułowych poszła o krok dalej w budownictwie kompozytowym, oferując szeroką gamę niedrogich rozwiązań mieszkaniowych dla wszystkich typów budowniczych.
Czas publikacji: 01 września 2023 r