Den patenterede proces giver mulighed for kompressionsstøbning ved lavere tryk, hvilket sparer på udstyrskapitalomkostninger til panelproduktion. #klæbemidler #udenfor autoklaven #arkdannende masse
Det kan ligne en trædør, men det er faktisk en lagdelt kopi af SMC-overfladen, lavet ved hjælp af Acells nye SMC-støbeproces. Denne proces bruger en phenolskum kerne til at skabe døre og andre bygningspaneler gennem lavtryk engangsstøbning. Kilde: Asell
Dette billede viser installationen af pressen. Bemærk den hævede skinne, der er synlig øverst til venstre, og som understøtter PiMC-robotspraysystemet til pulverlakering. Kilde: Italpresse
Tværsnit af et presset panel (uden træramme), der viser, hvordan SMC-harpiksen trænger ind i de åbne celler i skumkernen, hvilket skaber en mekanisk sammenlåsning for at forhindre delaminering. Kilde: Asell
Acell-paneler fås i hundredvis af finish, inklusive marmormønstre, som vist her. Kilde: Asell
Trin 1: Under støbningen skabes først en forniklet aluminiumsform ved hjælp af en kompositmaster for at genskabe den ønskede overfladefinish. Denne bundflade er et typisk dørpanel. Kilde: Asell
Trin 2: Negativet af den glasfyldte formmasse (SMC) placeres på værktøjet; i et produktionsscenarie påføres først et overfladeslør på formen for at opretholde en ensartet overfladekvalitet. Kilde: Asell
Trin 3: Dørpanelet inkluderer normalt en træramme, så du kan bore hardwarehuller i den færdige dør eller panel og skære den til, så den passer til din installation. Kilde: Asell
Trin 4: Acells patenterede fenolskum (i det væsentlige brand/røg/virus) placeres i trærammen. Kilde: Asell
Trin 5: Placer det øverste lag af SMC på styrofoam og trærammen og form den anden ydre hud af SMC og styrofoam sandwich. Kilde: Asell
Trin 6: Sammenlign det færdige panel med formularen. Bemærk, at løst skum giver dig mulighed for at gengive panelernes konturer. Kilde: Asell
"Hvis du bygger det, vil de komme" kan være et slagord fra Hollywood, men det beskriver også den fremskridtsstrategi, som kompositindustrien nogle gange anvender - og introducerer overbevisende innovationer i håbet om, at markedet vil udvikle sig over tid. Tilpas og accepter det. Acells sheet molding compound (SMC) teknologi er en sådan innovation. Patenteret over hele verden i 2008 og introduceret i USA i 2010, denne proces giver en kombination af materiale og proces til højtydende brugerdefineret sandwichstøbning. Kapitaludgifterne til panelerne er meget lavere end konventionel kompressionsstøbning.
Opfinderen af denne innovation er den italienske kemiske teknologigruppe Acell (Milano, Italien), som i 25 år har produceret en unik åbencellet fenolskumkerne til brandsikre bygningskonstruktioner. Acell ønskede at finde et bredere marked for sine skumprodukter og udviklede en metode til at bruge skum i kombination med SMC til effektivt at fremstille døre og andre panelprodukter til byggemarkedet. Teknisk partner Acell Italpresse SpA (Bagnatica, Italien og Punta Gorda, Florida) har designet og bygget en komplet produktionslinje til produktion af kompositpaneler i henhold til specificerede parametre. "Vi tror på vores forretningsmodel for at skabe processer og produkter til global brug," sagde Acells Chief Commercial Officer Michael Free.
Måske har han ret. Dette skabte stor interesse i branchen. Faktisk har Ashland Performance Materials (Columbus, Ohio) dannet en strategisk alliance med Acell for at fremme denne teknologi i Nordamerika. Acell-processen blev også tildelt 2011 Composites Excellence Award (ACE) af American Composite Manufacturers Association. (ACMA, Arlington, Virginia) Kategori for procesinnovation.
Den nye støbeproces er en krystallisering af en stor mængde forskning og udvikling af sandwichpaneler. Dave Ortmyer, COO for Italpresse USA, forklarede, at eksisterende kompositdørdesigns fremstilles gennem en flertrins og arbejdskrævende proces, der omfatter fremstilling af den indvendige ramme, laminering af SMC-beklædningen, samling af komponenterne, og til sidst hældes polyurethanskum indeni. til termisk isolering. I modsætning hertil producerer Acells proces et tilsvarende dørpanel i blot ét trin og til en væsentlig lavere startpris. "En traditionel SMC dørhudsform kan koste op til $300.000," sagde Ortmyer. "Vores proces kan give dig en færdig dør på én gang, prisen på værktøjer vil være $20.000 til $25.000."
Materialer spiller en nøglerolle i processen. I modsætning til de fleste fenolskum, som er bløde, skøre og skrøbelige (som det grønne blomsterskum, der bruges til blomsterarrangementer), er Acell-skum en kombination af proprietære ingredienser for at skabe et stærkere strukturelt skum. m3 (5 til 50 lb/ft3). Skummet har varmeisolerende egenskaber, modstand mod brand, røg og toksicitet (FST) og lydabsorberende egenskaber. Det er også tilgængeligt i en række cellestørrelser, sagde Free. Den glasfyldte SMC, der bruges i dørpanelerne, er lavet af Acell, sagde han. Fordi SMC er tilbøjelig til at udgasse under støbning, siger Ortmeier, skummet fungerer som et åndbart materiale, der tillader gas at undslippe formen gennem hullerne.
Det centrale spørgsmål er dog tilgængelighed. Ortmeier sagde, at partnerne håber at kunne levere omkostningseffektive værktøjer til småskalaproducenter eller dem, der producerer flere produkter med kort varsel. Ved typisk SMC-kompressionsstøbning er værktøjerne omfangsrige og dyre, siger han, ikke kun fordi delene er omfangsrige, men også fordi de skal modstå slitage forårsaget af bevægelsen og flowet af de mange SMC-ladninger, der er stillet op. i formen. . under nødvendigvis højt påført tryk.
Fordi det mere strukturelle Acell-skum forbliver "skørt" (deformerbart) under tryk, vil normalt pressetryk knuse det fuldstændigt, så støbetrykket skal være relativt lavt. Derfor bruger Acell-processen kun et tyndt lag SMC på huden. Den bevæger sig eller flyder ikke sidelæns, så der er ingen risiko for slid på værktøjets overflade. Faktisk flyder SMC-harpiksen kun i z-retningen - processen er designet til at give tilstrækkelig varme i formen til at gøre SMC-matrixen flydende, hvilket får noget af harpiksen til at sive ind i tilstødende skumceller, da den smuldrer let under tryk.
"Under støbecyklussen er SMC-skallen i det væsentlige mekanisk og kemisk fikseret i skummet," forklarer Frey og hævder, at "skaldelaminering er umulig." andet For stærkt værktøj. Omkostningerne ved to tynde støbte skær (top og bund) med den nødvendige overfladedetalje er kun en brøkdel af de omkostninger, der kræves for at producere et stål eller bearbejdet aluminium SMC værktøj. Resultatet, siger partnere, er en overkommelig proces, der tilbyder en bred vifte af transaktioner til en nominel kapitalomkostning.
Overkommelighed og overkommelighed udelukker dog ikke tilpasningsevne. Der blev udført en række tests, hvor vævede materialer indgik i laminatet. De er simpelthen indbygget i mellemlaget, hvilket øger panelernes bøjningsstyrke. Ifølge Free kan vævede aramidstoffer, metalbikager og endda pultruderede indsatser integreres i sandwichpaneler og presses under forarbejdning for øget eksplosionsmodstand, tyveribeskyttelse og mere. "Vi ønsker, at producenter skal forstå, at denne proces er meget fleksibel og tilpasningsdygtig," forklarede han. "Det kan producere specialfremstillede tykke eller tynde paneler til en lav pris uden yderligere forarbejdning såsom limning eller fastgørelse."
Procesanlægget, der er designet af Italpresse specifikt til Acell, består af en 120 tons nedadgående presse med opvarmede plader til at placere formene til panelerne. Bundpladen er designet til at bevæge sig ind og ud af pressen automatisk, og Ortmeier siger, at det er muligt at tilføje en anden opvarmet bundplade på den modsatte side af maskinen til at lægge på en form, mens en anden er i pressen ved hjælp af Layup. station. Plader er 2,6 m/8,5 fod x 1,3 m/4,2 fod til "standard" applikationer såsom dekorative døre, men plader kan specialfremstilles, så de passer til specifikke projekter. Det er værd at bemærke, at det også er muligt at ændre eksisterende presseopsætninger, så de passer til Acell-processen, forudsat at trykket kan styres (via matricestop) for at undgå overkomprimering.
Forme laves individuelt til hvert panelprojekt og kan laves ved traditionelle støbemetoder. For at opnå en high definition formoverflade, der efterligner naturlige materialer såsom træ eller sten, lægges glasfiber/polyesterpaneler direkte på det valgte materiale for at skabe mastermønstre for de øvre og nedre værktøjer. De to mastermodeller sendes til støberiet, hvor værktøjerne er støbt i aluminium-nikkel-legering. Det relativt tynde værktøj opvarmes hurtigt og kan løftes og flyttes af to operatører, når det ikke er i brug. Andre værktøjsmuligheder er tilgængelige, men støbeteknikker producerer værktøjer til en rimelig pris og typisk 0,75" til 1" (20 til 25 mm) tykke.
Under produktionen forberedes formen i henhold til panelets ønskede overfladefinish. En række forskellige støbebelægninger og finish er tilgængelige, forklaret gratis, herunder støbepulverbelægning (PiMC), et udbredt sprøjtbart pigmentpulver, der smelter og reagerer med SMC for at danne en UV- og ridsefast belægning. Panel overflade farve. Andre muligheder inkluderer at hælde farvet eller naturligt sand over formen for at simulere sten eller påføre et trykt slør, der kan tilføje tekstur og mønster. Dernæst lægges overfladefilamentet på formen, derefter skæres laget af glasfyldt SMC i en maskeform og lægges fladt på den forberedte form.
Et stykke 1″/26 mm tykt Acell-skum (også skåret i maskeform) blev derefter placeret oven på SMC'en. Det andet lag af SMC påføres skummet sammen med den anden film for at lette frigivelsen af dele og tilvejebringe en kanal for de flygtige stoffer, der udsendes af SMC. Den nederste matrice, som er placeret oven på den opvarmede plade, føres derefter mekanisk eller manuelt ind i pressen, hvor en procestemperatur på 130°C til 150°C (266°F til 302°F) nås. Sænk den øverste form ned på stakken, efterlad en lille luftspalte mellem formene, og tryk på det mellemliggende lag med en kraft på 5 kg/cm2 (71 psi) i cirka fem minutter for at danne et solidt panel som i trin 6. stemplingscyklus, glider perlerne ud, og delen fjernes.
For at skabe et typisk dørpanel blev processen modificeret ved at tilføje en sandwich-træramme rundt om kanten af stykket (trin 3) og installere skum inde i rammen. Kantet træ gør det muligt at skære døre til præcise mål, og monteringshængsler og beslag kan nemt monteres, forklarer Fritsch.
Mens de fleste traditionelle kompositdøre nu fremstilles i Asien, siger Ortmayer, at Acell-processen "tillader 'lokal' produktion på land på grund af dens lavere omkostninger. Det er en måde at skabe produktionsjob til en rimelig kapitalomkostning. Der er i øjeblikket syv licenstagere i Europa, der bruger Acell-processen til at lave døre og andre panelprodukter, og interessen i USA er vokset hurtigt, siden de modtog en ACMA-pris i 2011, siger Free, som håber at se mere inden for udendørs bygningskomponenter. Ofte brugt, for eksempel som beklædningspaneler (se foto), er denne proces fremragende med hensyn til varmeisolering, UV-bestandighed og slagfasthed.
En anden fordel er, at Acell paneler er 100 % genanvendelige: op til 20 % af det genbrugte materiale genbruges i skumproduktion. "Vi har skabt en økonomisk og grøn SMC-støbeproces," sagde Free. Mike Wallenhorst sagde, at den strategiske alliance med Ashland forventes at gøre teknologien mere kendt. Director of Product Management hos Ashland. "Det er et imponerende stykke teknologi, der fortjener et bredere publikum."
USA ser ud til at være klar til at investere kraftigt i infrastruktur. Kan kompositindustrien klare dette?
Brandhæmmende kompositpaneler giver struktur, lufttæthed og ikoniske facader til banebrydende bygninger i Dubai.
Det modulære byggekoncept har taget kompositbyggeri et skridt videre og tilbyder en bred vifte af prisvenlige boligløsninger til alle typer bygherrer.
Indlægstid: 01-09-2023