แผงแซนวิช SMC: กระบวนการแบบลีนเปิดประตู | โลกแห่งคอมโพสิต

กระบวนการที่ได้รับการจดสิทธิบัตรช่วยให้สามารถอัดขึ้นรูปด้วยแรงดันที่ต่ำกว่า ซึ่งช่วยประหยัดต้นทุนอุปกรณ์สำหรับการผลิตแผง #กาว #นอกหม้อนึ่ง #สารขึ้นรูปแผ่น
อาจดูเหมือนประตูไม้ แต่จริงๆ แล้วเป็นการจำลองพื้นผิว SMC เป็นชั้นๆ ซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้กระบวนการขึ้นรูปแบบ SMC ใหม่ของ Acell กระบวนการนี้ใช้แกนโฟมฟีนอลเพื่อสร้างประตูและแผงอาคารอื่นๆ ผ่านการขึ้นรูปแบบครั้งเดียวด้วยแรงดันต่ำ ที่มา: Asell
ภาพนี้แสดงการติดตั้งเครื่องกด โปรดสังเกตรางยกที่มองเห็นได้ที่ด้านซ้ายบนซึ่งรองรับระบบสเปรย์หุ่นยนต์ PiMC สำหรับการเคลือบสีฝุ่น ที่มา: Italpresse
ภาพตัดขวางของแผงอัดขึ้นรูป (ไม่มีโครงไม้) แสดงให้เห็นว่าเรซิน SMC แทรกซึมเข้าไปในเซลล์เปิดของแกนโฟมได้อย่างไร ทำให้เกิดการเชื่อมต่อทางกลเพื่อป้องกันการหลุดร่อน ที่มา: Asell
แผง Acell มีให้เลือกหลายร้อยแบบ รวมถึงลวดลายหินอ่อน ดังที่แสดงไว้ที่นี่ ที่มา: Asell
ขั้นตอนที่ 1: ในระหว่างการหล่อ แม่พิมพ์อลูมิเนียมชุบนิกเกิลจะถูกสร้างขึ้นในขั้นแรกโดยใช้ต้นแบบคอมโพสิตเพื่อสร้างพื้นผิวที่ต้องการขึ้นมาใหม่ ส่วนล่างนี้เป็นแผงประตูทั่วไป ที่มา: Asell
ขั้นตอนที่ 2: วางค่าลบของสารประกอบการขึ้นรูปแบบเติมแก้ว (SMC) ไว้บนเครื่องมือ ในสถานการณ์การผลิต ขั้นแรกจะมีการปิดบังพื้นผิวบนแม่พิมพ์เพื่อรักษาคุณภาพพื้นผิวที่สม่ำเสมอ ที่มา: Asell
ขั้นตอนที่ 3: แผงประตูมักจะมีกรอบไม้ ช่วยให้คุณสามารถเจาะรูฮาร์ดแวร์เข้าไปในประตูหรือแผงที่เสร็จแล้ว และตัดให้พอดีกับการติดตั้งของคุณ ที่มา: Asell
ขั้นตอนที่ 4: วางโฟมฟีนอลที่ได้รับสิทธิบัตรของ Acell (โดยพื้นฐานแล้วคือไฟ/ควัน/ไวรัส) ไว้ในโครงไม้ ที่มา: Asell
ขั้นตอนที่ 5: วางแผ่นด้านบนของ SMC ลงบนโฟมและโครงไม้ และสร้างผิวด้านนอกอีกด้านของ SMC และแซนวิชโฟม ที่มา: Asell
ขั้นตอนที่ 6: เปรียบเทียบแผงที่เสร็จแล้วกับแบบฟอร์ม โปรดทราบว่าโฟมหลวมช่วยให้คุณสร้างรูปทรงของแผงได้ ที่มา: Asell
“ถ้าคุณสร้างมัน พวกมันจะมา” อาจเป็นคำพูดติดปากของฮอลลีวูด แต่ยังอธิบายถึงกลยุทธ์การพัฒนาที่อุตสาหกรรมคอมโพสิตบางครั้งใช้ – นำเสนอนวัตกรรมที่น่าสนใจด้วยความหวังว่าตลาดจะพัฒนาไปตามกาลเวลา ปรับตัวและยอมรับมัน เทคโนโลยีการขึ้นรูปแบบแผ่น (SMC) ของ Acell เป็นหนึ่งในนวัตกรรมดังกล่าว กระบวนการนี้ได้รับการจดสิทธิบัตรทั่วโลกในปี 2551 และเปิดตัวในสหรัฐอเมริกาในปี 2553 โดยเป็นการผสมผสานระหว่างวัสดุและกระบวนการสำหรับการขึ้นรูปแซนวิชแบบกำหนดเองที่มีประสิทธิภาพสูง ต้นทุนอุปกรณ์ทุนของแผงต่ำกว่าการอัดขึ้นรูปทั่วไปมาก
ผู้ประดิษฐ์นวัตกรรมนี้คือกลุ่มเทคโนโลยีเคมีของอิตาลี Acell (มิลาน ประเทศอิตาลี) ซึ่งผลิตแกนโฟมฟีนอลเซลล์เปิดที่มีเอกลักษณ์เฉพาะสำหรับโครงสร้างอาคารทนไฟมาเป็นเวลา 25 ปี Acell ต้องการค้นหาตลาดที่กว้างขึ้นสำหรับผลิตภัณฑ์โฟมของตน และพัฒนาวิธีการใช้โฟมร่วมกับ SMC เพื่อผลิตประตูและผลิตภัณฑ์แผงอื่นๆ สำหรับตลาดอาคารอย่างมีประสิทธิภาพ พันธมิตรด้านเทคนิค Acell Italpresse SpA (เมืองบักนาติกา ประเทศอิตาลี และเมืองปุนตากอร์ดา รัฐฟลอริดา) ได้ออกแบบและสร้างสายการผลิตที่สมบูรณ์สำหรับการผลิตแผงคอมโพสิตตามพารามิเตอร์ที่ระบุ “เราเชื่อในรูปแบบธุรกิจของเราในการสร้างกระบวนการและผลิตภัณฑ์สำหรับการใช้งานทั่วโลก” Michael Free ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายพาณิชย์ของ Acell กล่าว
บางทีเขาอาจจะพูดถูก สิ่งนี้สร้างความสนใจอย่างมากในอุตสาหกรรมนี้ ในความเป็นจริง Ashland Performance Materials (โคลัมบัส โอไฮโอ) ได้สร้างพันธมิตรเชิงกลยุทธ์กับ Acell เพื่อส่งเสริมเทคโนโลยีนี้ในอเมริกาเหนือ กระบวนการ Acell ยังได้รับรางวัล Composites Excellence Award (ACE) ประจำปี 2554 จากสมาคมผู้ผลิตคอมโพสิตแห่งอเมริกา (ACMA, อาร์ลิงตัน, เวอร์จิเนีย) หมวดนวัตกรรมกระบวนการ
กระบวนการขึ้นรูปใหม่เป็นการตกผลึกของการวิจัยและพัฒนาแผงแซนวิชจำนวนมาก Dave Ortmyer, COO ของ Italpresse USA อธิบายว่าการออกแบบประตูคอมโพสิตที่มีอยู่นั้นผลิตขึ้นผ่านกระบวนการหลายขั้นตอนและใช้แรงงานเข้มข้น ซึ่งรวมถึงการผลิตกรอบด้านใน การเคลือบผิว SMC การประกอบส่วนประกอบ และสุดท้าย โฟมโพลียูรีเทนถูกเทเข้าไปด้านใน สำหรับฉนวนกันความร้อน ในทางตรงกันข้าม กระบวนการของ Acell จะสร้างแผงประตูที่เทียบเท่ากันในขั้นตอนเดียวและมีต้นทุนเริ่มต้นที่ต่ำกว่ามาก “แม่พิมพ์ผิวประตู SMC แบบดั้งเดิมมีราคาสูงถึง 300,000 ดอลลาร์” ออร์ตไมเยอร์กล่าว “กระบวนการของเราช่วยให้คุณได้ประตูที่เสร็จสมบูรณ์ได้ในคราวเดียว โดยค่าเครื่องมือจะอยู่ที่ 20,000 ถึง 25,000 เหรียญสหรัฐ”
วัสดุมีบทบาทสำคัญในกระบวนการนี้ แตกต่างจากโฟมฟีนอลส่วนใหญ่ ซึ่งมีความนุ่ม เปราะ และเปราะบาง (เช่น โฟมดอกไม้สีเขียวที่ใช้จัดดอกไม้) โฟม Acell เป็นส่วนผสมของส่วนผสมที่เป็นกรรมสิทธิ์เพื่อสร้างโฟมที่มีโครงสร้างแข็งแรงขึ้น ลบ.ม. (5 ถึง 50 ปอนด์/ฟุต3) โฟมมีคุณสมบัติเป็นฉนวนความร้อน ทนไฟ ควันและความเป็นพิษ (FST) และคุณสมบัติดูดซับเสียง มันยังมีจำหน่ายในเซลล์หลายขนาดอีกด้วย Free กล่าว SMC ที่เต็มไปด้วยแก้วที่ใช้ในแผงประตูผลิตโดย Acell เขากล่าว เนื่องจาก SMC มีแนวโน้มที่จะปล่อยก๊าซออกมาในระหว่างการขึ้นรูป Ortmeier กล่าวว่าโฟมทำหน้าที่เป็นวัสดุระบายอากาศได้ ช่วยให้ก๊าซหลุดออกจากแม่พิมพ์ผ่านรูได้
อย่างไรก็ตาม ประเด็นสำคัญคือการเข้าถึงได้ Ortmeier กล่าวว่าพันธมิตรหวังว่าจะจัดหาเครื่องมือที่คุ้มค่าแก่ผู้ผลิตรายย่อยหรือผู้ผลิตผลิตภัณฑ์หลายรายการโดยแจ้งให้ทราบล่วงหน้าในระยะเวลาอันสั้น ในการขึ้นรูปแบบอัดขึ้นรูปทั่วไปของ SMC เครื่องมือมีขนาดใหญ่และมีราคาแพง เขากล่าว ไม่เพียงเพราะชิ้นส่วนมีขนาดใหญ่เท่านั้น แต่ยังเป็นเพราะชิ้นส่วนเหล่านี้ต้องทนทานต่อการสึกหรอที่เกิดจากการเคลื่อนไหวและการไหลของ "ประจุ" จำนวนมากของ SMC ที่เรียงรายอยู่ ในแม่พิมพ์ - ภายใต้แรงกดดันที่ต้องใช้สูง
เนื่องจากโฟม Acell ที่มีโครงสร้างมากกว่ายังคง “เปราะ” (เปลี่ยนรูปได้) ภายใต้แรงกด แรงกดปกติจะบดอัดโฟมจนหมด ดังนั้นแรงกดในการขึ้นรูปจึงต้องค่อนข้างต่ำ ดังนั้นกระบวนการ Acell จึงใช้ SMC เพียงชั้นบางๆ บนผิวหนังเท่านั้น ไม่เคลื่อนที่หรือไหลไปด้านข้าง จึงไม่เสี่ยงต่อการสึกหรอบนพื้นผิวเครื่องมือ ในความเป็นจริง เรซิน SMC จะไหลในทิศทาง z เท่านั้น กระบวนการนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ความร้อนเพียงพอในแม่พิมพ์เพื่อทำให้เมทริกซ์ SMC กลายเป็นของเหลว ส่งผลให้เรซินบางส่วนซึมเข้าไปในเซลล์โฟมที่อยู่ติดกันในขณะที่มันแตกสลายเล็กน้อยภายใต้แรงกดดัน
“ในระหว่างรอบการขึ้นรูป เปลือก SMC ได้รับการแก้ไขโดยหลักกลไกและทางเคมีในโฟม” Frey อธิบาย และอ้างว่า “การแยกเปลือกเป็นไปไม่ได้” เครื่องมืออื่น ๆ ที่แข็งแกร่งเกินไป ต้นทุนของเม็ดมีดหล่อแบบบางสองเม็ด (ด้านบนและด้านล่าง) ที่มีรายละเอียดพื้นผิวที่ต้องการนั้นเป็นเพียงเศษเสี้ยวของต้นทุนที่จำเป็นในการผลิตเครื่องมือ SMC ที่เป็นเหล็กหรืออะลูมิเนียมกลึง พันธมิตรกล่าวว่าผลลัพธ์ที่ได้คือกระบวนการที่เหมาะสมที่นำเสนอธุรกรรมที่หลากหลายด้วยต้นทุนเงินทุนที่กำหนด
อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการจ่ายและความสามารถในการจ่ายไม่ได้จำกัดความสามารถในการปรับตัว มีการทดสอบหลายครั้งโดยรวมวัสดุทอไว้ในลามิเนต พวกมันถูกสร้างขึ้นในชั้นกลางเพื่อเพิ่มความแข็งแรงในการดัดงอของแผง จากข้อมูลของ Free ผ้าทออะรามิด รวงผึ้งโลหะ และแม้แต่เม็ดมีดที่ยื่นออกมาสามารถรวมเข้ากับแผงแซนวิชและกดในระหว่างการประมวลผลเพื่อเพิ่มความต้านทานแรงระเบิด การป้องกันการโจรกรรม และอื่นๆ “เราต้องการให้ผู้ผลิตเข้าใจว่ากระบวนการนี้มีความยืดหยุ่นและปรับเปลี่ยนได้มาก” เขาอธิบาย “สามารถผลิตแผงหนาหรือบางสั่งทำพิเศษด้วยต้นทุนที่ต่ำ โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการเพิ่มเติม เช่น การติดกาวหรือการยึด”
โรงงานผลิตที่ออกแบบโดย Italpresse สำหรับ Acell โดยเฉพาะ ประกอบด้วยเครื่องกดดาวน์สโตรกขนาด 120 ตันพร้อมแผ่นทำความร้อนเพื่อวางแม่พิมพ์สำหรับแผง แผ่นรองด้านล่างได้รับการออกแบบให้เคลื่อนเข้าและออกจากแท่นพิมพ์โดยอัตโนมัติ และ Ortmeier กล่าวว่าเป็นไปได้ที่จะเพิ่มแท่นรองด้านล่างที่ให้ความร้อนแผ่นที่สองที่ด้านตรงข้ามของเครื่องเพื่อวางบนแม่พิมพ์หนึ่งในขณะที่อีกอันอยู่ในแท่นพิมพ์โดยใช้ Layup สถานี. แผ่นคอนกรีตมีขนาด 2.6 ม./8.5 ฟุต x 1.3 ม./4.2 ฟุต สำหรับการใช้งาน "มาตรฐาน" เช่น ประตูตกแต่ง แต่แผ่นคอนกรีตสามารถสั่งทำพิเศษเพื่อให้เหมาะกับโครงการเฉพาะได้ เป็นที่น่าสังเกตว่ายังสามารถปรับเปลี่ยนการตั้งค่าการกดที่มีอยู่ให้ตรงกับกระบวนการ Acell ได้ด้วย โดยที่สามารถควบคุมแรงดันได้ (ผ่านไดสต็อป) เพื่อหลีกเลี่ยงการบีบอัดมากเกินไป
แม่พิมพ์ถูกสร้างขึ้นแยกกันสำหรับแต่ละโครงการแผง และสามารถทำได้โดยวิธีการหล่อแบบดั้งเดิม เพื่อให้ได้พื้นผิวแม่พิมพ์ที่มีความคมชัดสูงซึ่งเลียนแบบวัสดุธรรมชาติ เช่น ไม้หรือหิน แผงไฟเบอร์กลาส/โพลีเอสเตอร์จะถูกวางบนวัสดุที่เลือกโดยตรงเพื่อสร้างลวดลายหลักสำหรับเครื่องมือด้านบนและด้านล่าง โมเดลหลักทั้งสองจะถูกส่งไปยังโรงหล่อ โดยที่เครื่องมือจะถูกหล่อด้วยโลหะผสมอะลูมิเนียม-นิกเกิล เครื่องมือที่ค่อนข้างบางจะร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว และสามารถยกและเคลื่อนย้ายได้โดยผู้ปฏิบัติงานสองคนเมื่อไม่ได้ใช้งาน มีตัวเลือกเครื่องมืออื่นๆ ให้เลือก แต่เทคนิคการหล่อทำให้ได้เครื่องมือในราคาที่สมเหตุสมผล และโดยทั่วไปจะมีความหนา 0.75″ ถึง 1″ (20 ถึง 25 มม.)
ในระหว่างการผลิต แม่พิมพ์จะถูกเตรียมตามพื้นผิวที่ต้องการของแผง มีการเคลือบและการตกแต่งการขึ้นรูปที่หลากหลาย อธิบายได้ฟรี รวมถึงการเคลือบผงการขึ้นรูป (PiMC) ซึ่งเป็นผงเม็ดสีแบบพ่นได้ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งจะละลายและทำปฏิกิริยากับ SMC เพื่อสร้างการเคลือบที่ทนต่อรังสียูวีและรอยขีดข่วน สีพื้นผิวแผง ตัวเลือกอื่นๆ ได้แก่ การเททรายสีหรือทรายธรรมชาติลงบนแม่พิมพ์เพื่อจำลองหิน หรือใช้ผ้าคลุมพิมพ์ลายที่สามารถเพิ่มพื้นผิวและลวดลายได้ ถัดไป เส้นใยพื้นผิวจะถูกวางบนแม่พิมพ์ จากนั้นชั้นของ SMC ที่เติมแก้วจะถูกตัดเป็นรูปร่างตาข่าย และวางราบบนแม่พิมพ์ที่เตรียมไว้
จากนั้นจึงวางแผ่นโฟม Acell หนา 1″/26 มม. (ตัดเป็นรูปทรงตาข่ายด้วย) ไว้ที่ด้านบนของ SMC ชั้นที่สองของ SMC ถูกนำไปใช้กับโฟมพร้อมกับฟิล์มชั้นที่สองเพื่ออำนวยความสะดวกในการปลดชิ้นส่วนและเป็นท่อสำหรับสารระเหยที่ปล่อยออกมาจาก SMC แม่พิมพ์ด้านล่างซึ่งวางอยู่บนแท่นวางที่ให้ความร้อน จะถูกป้อนเข้าเครื่องอัดโดยกลไกหรือด้วยตนเอง ที่อุณหภูมิกระบวนการถึง 130°C ถึง 150°C (266°F ถึง 302°F) วางแม่พิมพ์ด้านบนลงบนปล่อง โดยเว้นช่องว่างอากาศเล็กๆ ระหว่างแม่พิมพ์ และกดชั้นกลางด้วยแรง 5 กก./ซม.2 (71 psi) เป็นเวลาประมาณห้านาทีเพื่อสร้างแผงทึบดังในขั้นตอนที่ 6 ในระหว่าง รอบการปั๊ม ลูกปัดจะเลื่อนออกและถอดชิ้นส่วนออก
ในการสร้างแผงประตูทั่วไป กระบวนการได้รับการแก้ไขโดยเพิ่มโครงไม้แซนวิชรอบขอบของชิ้น (ขั้นตอนที่ 3) และติดตั้งโฟมไว้ภายในกรอบ ไม้ที่มีขอบช่วยให้สามารถตัดประตูให้ได้ขนาดที่แม่นยำ และสามารถติดตั้งบานพับและอุปกรณ์ต่างๆ ได้อย่างง่ายดาย Fritsch อธิบาย
ในขณะที่ประตูคอมโพสิตแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ผลิตในเอเชีย Ortmayer กล่าวว่ากระบวนการ Acell “ช่วยให้สามารถผลิต 'ในท้องถิ่น' บนบกได้เนื่องจากมีต้นทุนที่ต่ำกว่า เป็นวิธีการสร้างงานด้านการผลิตด้วยต้นทุนทุนที่สมเหตุสมผล ปัจจุบันมีผู้ได้รับใบอนุญาต 7 รายในยุโรปที่ใช้กระบวนการ Acell ในการผลิตประตูและผลิตภัณฑ์แผงอื่นๆ และความสนใจในสหรัฐอเมริกาก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วนับตั้งแต่ได้รับรางวัล ACMA ในปี 2554 Free ซึ่งหวังว่าจะเห็นส่วนประกอบของอาคารกลางแจ้งมากขึ้นกล่าว ตัวอย่างเช่น มักใช้เป็นแผงหุ้ม (ดูรูป) กระบวนการนี้ทำได้ดีเยี่ยมในแง่ของฉนวนกันความร้อน ทนต่อรังสียูวี และทนต่อแรงกระแทก
ข้อดีอีกประการหนึ่งคือแผง Acell สามารถรีไซเคิลได้ 100% โดยวัสดุรีไซเคิลมากถึง 20% จะถูกนำมาใช้ซ้ำในการผลิตโฟม “เราได้สร้างกระบวนการขึ้นรูปแบบ SMC ที่ประหยัดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม” ฟรีกล่าว Mike Wallenhorst กล่าวว่าการเป็นพันธมิตรเชิงกลยุทธ์กับ Ashland คาดว่าจะทำให้เทคโนโลยีนี้เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางมากขึ้น ผู้อำนวยการฝ่ายบริหารผลิตภัณฑ์ที่ Ashland “มันเป็นเทคโนโลยีที่น่าประทับใจซึ่งสมควรแก่ผู้ชมในวงกว้าง”
ดูเหมือนว่าสหรัฐฯ พร้อมที่จะลงทุนมหาศาลในโครงสร้างพื้นฐาน อุตสาหกรรมคอมโพสิตสามารถจัดการเรื่องนี้ได้หรือไม่?
แผงคอมโพสิตสารหน่วงไฟมอบโครงสร้าง สุญญากาศ และส่วนหน้าอาคารอันเป็นเอกลักษณ์ให้กับอาคารบุกเบิกในดูไบ
แนวคิดการสร้างแบบโมดูลาร์ได้ยกระดับการสร้างแบบคอมโพสิตไปอีกขั้น โดยนำเสนอโซลูชั่นที่อยู่อาศัยราคาไม่แพงที่หลากหลายสำหรับผู้สร้างทุกประเภท