Den patenterte prosessen tillater kompresjonsstøping ved lavere trykk, og sparer på utstyrskapitalkostnader for panelproduksjon. #lim #utenfor autoklaven #arkformingsmasse
Det kan se ut som en tredør, men det er faktisk en lagdelt kopi av SMC-overflaten, laget ved hjelp av Acells nye SMC-støpeprosess. Denne prosessen bruker en fenolisk skumkjerne for å lage dører og andre bygningspaneler gjennom lavtrykk engangsstøping. Kilde: Asell
Dette bildet viser installasjonen av pressen. Legg merke til den hevede skinnen som er synlig øverst til venstre som støtter PiMC-robotspraysystemet for pulverlakkering. Kilde: Italpresse
Tverrsnitt av et presset panel (uten treramme) som viser hvordan SMC-harpiksen trenger inn i de åpne cellene i skumkjernen, og skaper en mekanisk låsing for å forhindre delaminering. Kilde: Asell
Acell-paneler er tilgjengelige i hundrevis av utførelser, inkludert marmormønstre, som vist her. Kilde: Asell
Trinn 1: Under støpingen lages først en forniklet aluminiumsform ved hjelp av en komposittmaster for å gjenskape ønsket overflatefinish. Denne undersiden er et typisk dørpanel. Kilde: Asell
Trinn 2: Negativet til den glassfylte støpemassen (SMC) plasseres på verktøyet; i et produksjonsscenario påføres først et overflateslør på formen for å opprettholde en jevn overflatekvalitet. Kilde: Asell
Trinn 3: Dørpanelet inkluderer vanligvis en treramme, slik at du kan bore maskinvarehull inn i den ferdige døren eller panelet og kutte det slik at det passer til installasjonen din. Kilde: Asell
Trinn 4: Acells patenterte fenolskum (i hovedsak brann/røyk/virus) plasseres i trerammen. Kilde: Asell
Trinn 5: Plasser det øverste arket med SMC på styrofoam- og trerammen og form den andre ytre huden på SMC- og styrofoam-sandwichen. Kilde: Asell
Trinn 6: Sammenlign det ferdige panelet med skjemaet. Merk at løst skum lar deg gjengi konturene til panelene. Kilde: Asell
"Hvis du bygger det, vil de komme" kan være et slagord fra Hollywood, men det beskriver også fremskrittsstrategien komposittindustrien noen ganger bruker – og introduserer overbevisende innovasjoner i håp om at markedet vil utvikle seg over tid. Tilpass og aksepter det. Acells sheet molding compound (SMC)-teknologi er en slik innovasjon. Patentert over hele verden i 2008 og introdusert i USA i 2010, denne prosessen gir en kombinasjon av materiale og prosess for høyytelses tilpasset sandwichstøping. Kapitalutstyrskostnaden for panelene er mye lavere enn konvensjonell kompresjonsstøping.
Oppfinneren av denne innovasjonen er den italienske kjemiske teknologigruppen Acell (Milan, Italia), som har produsert en unik åpencellet fenolskumkjerne for brannbestandige bygningskonstruksjoner i 25 år. Acell ønsket å finne et bredere marked for sine skumprodukter og utviklet en metode for å bruke skum i kombinasjon med SMC for å effektivt produsere dører og andre panelprodukter for byggmarkedet. Teknisk partner Acell Italpresse SpA (Bagnatica, Italia og Punta Gorda, Florida) designet og bygget en komplett produksjonslinje for produksjon av komposittpaneler i henhold til spesifiserte parametere. "Vi tror på vår forretningsmodell for å lage prosesser og produkter for global bruk," sa Acells kommersielle direktør Michael Free.
Kanskje han har rett. Dette skapte stor interesse i bransjen. Faktisk har Ashland Performance Materials (Columbus, Ohio) dannet en strategisk allianse med Acell for å markedsføre denne teknologien i Nord-Amerika. Acell-prosessen ble også tildelt 2011 Composites Excellence Award (ACE) av American Composite Manufacturers Association. (ACMA, Arlington, Virginia) Kategori for prosessinnovasjon.
Den nye støpeprosessen er en krystallisering av en stor mengde forskning og utvikling av sandwichpaneler. Dave Ortmyer, COO i Italpresse USA, forklarte at eksisterende komposittdørdesign produseres gjennom en flertrinns og arbeidskrevende prosess som inkluderer fremstilling av den indre rammen, laminering av SMC-skinnet, montering av komponentene, og til slutt helles polyuretanskum på innsiden. for termisk isolasjon. I motsetning til dette produserer Acells prosess et tilsvarende dørpanel i bare ett trinn og til en betydelig lavere startkostnad. "En tradisjonell SMC-dørskinnsform kan koste opptil $300 000," sa Ortmyer. "Prosessen vår kan gi deg en ferdig dør på én gang, kostnaden for verktøy vil være $20.000 til $25.000."
Materialer spiller en nøkkelrolle i prosessen. I motsetning til de fleste fenolskum, som er myke, sprø og skjøre (som det grønne blomsterskummet som brukes til blomsteroppsatser), er Acell-skum en kombinasjon av proprietære ingredienser for å skape et sterkere strukturelt skum. m3 (5 til 50 lb/ft3). Skummet har varmeisolasjonsegenskaper, motstand mot brann, røyk og toksisitet (FST), og lydabsorberende egenskaper. Den er også tilgjengelig i en rekke cellestørrelser, sa Free. Den glassfylte SMC-en som brukes i dørpanelene er laget av Acell, sa han. Fordi SMC er utsatt for avgassing under støping, sier Ortmeier, fungerer skummet som et pustende materiale, som lar gass slippe ut av formen gjennom hullene.
Hovedspørsmålet er imidlertid tilgjengelighet. Ortmeier sa at partnerne håper å kunne tilby kostnadseffektive verktøy til småskalaprodusenter eller de som produserer flere produkter på kort varsel. Ved typisk SMC-pressstøping er verktøyene klumpete og dyre, sier han, ikke bare fordi delene er klumpete, men også fordi de må tåle slitasjen forårsaket av bevegelsen og flyten til de mange SMC-"ladningene" som står på rad. i formen. . under nødvendigvis høyt påført trykk.
Fordi det mer strukturelle Acell-skummet forblir "sprøtt" (deformerbart) under trykk, vil normalt pressetrykk knuse det fullstendig, så støpetrykket må være relativt lavt. Derfor bruker Acell-prosessen kun et tynt lag med SMC på huden. Den beveger seg ikke eller flyter sidelengs, så det er ingen risiko for slitasje på verktøyets overflate. Faktisk flyter SMC-harpiksen bare i z-retningen – prosessen er designet for å gi nok varme i formen til å gjøre SMC-matrisen flytende, noe som får noe av harpiksen til å siver inn i tilstøtende skumceller når den smuldrer litt under trykk.
"Under støpesyklusen er SMC-skallet i hovedsak mekanisk og kjemisk festet i skummet," forklarer Frey, og hevder at "delaminering av skallet er umulig." annet For sterkt verktøy. Kostnaden for to tynne støpte innsatser (topp og bunn) med de nødvendige overflatedetaljene er bare en brøkdel av kostnadene som kreves for å produsere et SMC-verktøy i stål eller maskinert aluminium. Resultatet, sier partnere, er en rimelig prosess som tilbyr et bredt spekter av transaksjoner til en nominell kapitalkostnad.
Rimelighet og rimelighet utelukker imidlertid ikke tilpasningsevne. Det ble utført en rekke tester hvor vevde materialer ble inkludert i laminatet. De er ganske enkelt innebygd i mellomlaget, noe som øker bøyestyrken til panelene. I følge Free kan vevde aramidstoffer, metallbikaker og til og med pultruderte innsatser integreres i sandwichpaneler og presses under bearbeiding for ekstra sprengningsmotstand, tyveribeskyttelse og mer. "Vi vil at produsenter skal forstå at denne prosessen er veldig fleksibel og tilpasningsdyktig," forklarte han. "Den kan produsere skreddersydde tykke eller tynne paneler til en lav kostnad uten ekstra bearbeiding som liming eller festing."
Prosessanlegget, designet av Italpresse spesielt for Acell, består av en 120 tonns nedslagspresse med oppvarmede plater for å plassere formene til panelene. Bunnplaten er designet for å bevege seg inn og ut av pressen automatisk, og Ortmeier sier at det er mulig å legge til en andre oppvarmet bunnplate på motsatt side av maskinen for å legge på en form mens en annen er i pressen ved hjelp av Layup. stasjon. Platene er 2,6 m/8,5 fot x 1,3 m/4,2 fot for "standard" applikasjoner som dekorative dører, men plater kan skreddersys for å passe spesifikke prosjekter. Det er verdt å merke seg at det også er mulig å modifisere eksisterende presseoppsett for å matche Acell-prosessen, forutsatt at trykket kan kontrolleres (via dysestopper) for å unngå overkomprimering.
Former lages individuelt for hvert panelprosjekt og kan lages etter tradisjonelle støpemetoder. For å oppnå en høyoppløst formoverflate som etterligner naturlige materialer som tre eller stein, legges glassfiber/polyesterpaneler direkte på det valgte materialet for å lage mastermønstre for de øvre og nedre verktøyene. De to mastermodellene sendes til støperiet, hvor verktøyene støpes i aluminium-nikkel-legering. Det relativt tynne verktøyet varmes raskt opp og kan løftes og flyttes av to operatører når det ikke er i bruk. Andre verktøyalternativer er tilgjengelige, men støpeteknikker produserer verktøy til en rimelig pris og vanligvis 0,75" til 1" (20 til 25 mm) tykke.
Under produksjonen tilberedes formen i henhold til ønsket overflatefinish på panelet. En rekke støpebelegg og -finisher er tilgjengelig, forklart gratis, inkludert støpepulverbelegg (PiMC), et mye brukt spraybart pigmentpulver som smelter og reagerer med SMC for å danne et UV- og ripebestandig belegg. Panel overflatefarge. Andre alternativer inkluderer å helle farget eller naturlig sand over formen for å simulere stein, eller å bruke et trykt slør som kan legge til tekstur og mønster. Deretter legges overflatefilamentet på formen, deretter kuttes laget med glassfylt SMC i en maskeform og legges flatt på den forberedte formen.
Et stykke 1″/26 mm tykt Acell-skum (også kuttet til maskeform) ble deretter plassert på toppen av SMC. Det andre laget av SMC påføres skummet sammen med den andre filmen for å lette frigjøringen av deler og gi en kanal for de flyktige stoffene som sendes ut av SMC. Bunndysen, som er plassert på toppen av den oppvarmede platen, mates deretter mekanisk eller manuelt inn i pressen hvor en prosesstemperatur på 130°C til 150°C (266°F til 302°F) nås. Senk den øverste formen ned på stabelen, la det være en liten luftspalte mellom formene, og trykk på mellomlaget med en kraft på 5 kg/cm2 (71 psi) i omtrent fem minutter for å danne et solid panel som i trinn 6. stemplingssyklus, perlene glir ut og delen fjernes.
For å lage et typisk dørpanel ble prosessen modifisert ved å legge til en sandwich-treramme rundt kanten av stykket (trinn 3) og installere skum inne i rammen. Kantet tre gjør at dører kan kuttes til nøyaktige dimensjoner og monteringshengsler og beslag kan enkelt monteres, forklarer Fritsch.
Mens de fleste tradisjonelle komposittdører nå lages i Asia, sier Ortmayer at Acell-prosessen "tillater 'lokal' produksjon på land på grunn av lavere kostnader. Det er en måte å skape produksjonsjobber til en rimelig kapitalkostnad. Det er for tiden syv lisenshavere i Europa som bruker Acell-prosessen til å lage dører og andre panelprodukter, og interessen for USA har vokst raskt siden de mottok en ACMA-pris i 2011, sier Free, som håper å se mer innen utendørs bygningskomponenter. Ofte brukt, for eksempel som kledningspaneler (se bilde), er denne prosessen utmerket når det gjelder termisk isolasjon, UV-motstand og slagfasthet.
En annen fordel er at Acell-paneler er 100 % resirkulerbare: opptil 20 % av det resirkulerte materialet gjenbrukes i skumproduksjon. "Vi har skapt en økonomisk og grønn SMC-støpeprosess," sa Free. Mike Wallenhorst sa at den strategiske alliansen med Ashland forventes å gjøre teknologien mer kjent. Direktør for produktledelse i Ashland. "Det er et imponerende stykke teknologi som fortjener et bredere publikum."
USA ser ut til å være klare til å investere tungt i infrastruktur. Klarer komposittindustrien dette?
Brannhemmende komposittpaneler gir struktur, lufttetthet og ikoniske fasader til banebrytende bygninger i Dubai.
Det modulære byggekonseptet har tatt komposittbygging et skritt videre, og tilbyr et bredt utvalg av rimelige boligløsninger for alle typer byggherrer.
Innleggstid: Sep-01-2023