لوحة ساندويتش SMC: عملية بسيطة تفتح الأبواب | عالم المركبات

تسمح العملية الحاصلة على براءة اختراع بقولبة الضغط عند ضغوط أقل، مما يوفر تكاليف رأس المال للمعدات لإنتاج الألواح. #المواد_اللاصقة #خارج_الأوتوكلاف #مجمع_تشكيل_الصفائح
قد يبدو مثل باب خشبي، ولكنه في الواقع نسخة طبق الأصل من سطح SMC، مصنوع باستخدام عملية صب SMC الجديدة من Acell. تستخدم هذه العملية قلبًا من الرغوة الفينولية لإنشاء أبواب وألواح بناء أخرى من خلال قولبة منخفضة الضغط لمرة واحدة. المصدر: أسيل
هذه الصورة توضح تركيب المطبعة. لاحظ السكة المرتفعة المرئية في الجزء العلوي الأيسر والتي تدعم نظام الرش الآلي PiMC لطلاء المسحوق. المصدر: إيتالبريس
مقطع عرضي للوحة مضغوطة (بدون إطار خشبي) يُظهر كيف يخترق راتينج SMC الخلايا المفتوحة لقلب الرغوة، مما يخلق تشابكًا ميكانيكيًا لمنع التصفيح. المصدر: أسيل
تتوفر لوحات Acell بمئات من التشطيبات النهائية، بما في ذلك الأنماط الرخامية، كما هو موضح هنا. المصدر: أسيل
الخطوة 1: أثناء الصب، يتم أولاً إنشاء قالب ألومنيوم مطلي بالنيكل باستخدام مركب رئيسي لإعادة إنشاء السطح النهائي المطلوب. هذا الوجه السفلي عبارة عن لوحة باب نموذجية. المصدر: أسيل
الخطوة 2: يتم وضع سلبية مركب القولبة المملوء بالزجاج (SMC) على الأداة؛ في سيناريو الإنتاج، يتم أولاً تطبيق غطاء السطح على القالب للحفاظ على جودة سطح ثابتة. المصدر: أسيل
الخطوة 3: تتضمن لوحة الباب عادةً إطارًا خشبيًا، مما يسمح لك بحفر ثقوب الأجهزة في الباب أو اللوحة النهائية وقطعها لتناسب التثبيت الخاص بك. المصدر: أسيل
الخطوة 4: يتم وضع رغوة الفينول الحاصلة على براءة اختراع من Acell (أساسًا النار/الدخان/الفيروس) في الإطار الخشبي. المصدر: أسيل
الخطوة 5: ضع الطبقة العلوية من SMC على إطار الستايروفوم والخشب وشكل الجلد الخارجي الآخر لـ SMC وساندويتش الستايروفوم. المصدر: أسيل
الخطوة 6: قارن اللوحة النهائية بالنموذج. لاحظ أن الرغوة السائبة تسمح لك بإعادة إنتاج ملامح الألواح. المصدر: أسيل
قد تكون عبارة "إذا قمت ببنائها فسوف يأتون" عبارة مشهورة في هوليوود، ولكنها تصف أيضاً استراتيجية التقدم التي توظفها صناعة المواد المركبة في بعض الأحيان ــ تقديم ابتكارات مقنعة على أمل أن يتطور السوق بمرور الوقت. التكيف وقبوله. تعد تقنية مركب تشكيل الألواح (SMC) من Acell أحد هذه الابتكارات. حصلت هذه العملية على براءة اختراع في جميع أنحاء العالم في عام 2008 وتم تقديمها في الولايات المتحدة في عام 2010، وتوفر مزيجًا من المواد والعملية لتشكيل الساندويتشات المخصصة عالية الأداء. تكلفة المعدات الرأسمالية للألواح أقل بكثير من قوالب الضغط التقليدية.
مخترع هذا الابتكار هو مجموعة التكنولوجيا الكيميائية الإيطالية Acell (ميلان، إيطاليا)، التي تنتج نواة فريدة من نوعها من رغوة الفينول ذات الخلية المفتوحة لهياكل البناء المقاومة للحريق لمدة 25 عامًا. أرادت شركة Acell العثور على سوق أوسع لمنتجاتها الرغوية وطوّرت طريقة لاستخدام الرغوة مع SMC لتصنيع الأبواب ومنتجات الألواح الأخرى بكفاءة لسوق البناء. قام الشريك الفني Acell Italpresse SpA (باجناتيكا، إيطاليا وبونتا جوردا، فلوريدا) بتصميم وبناء خط إنتاج كامل لإنتاج الألواح المركبة وفقًا لمعايير محددة. وقال مايكل فري، الرئيس التجاري لشركة Acell: "نحن نؤمن بنموذج أعمالنا المتمثل في إنشاء عمليات ومنتجات للاستخدام العالمي".
ربما كان على حق. وقد ولّد هذا الكثير من الاهتمام في هذه الصناعة. في الواقع، قامت Ashland Performance Materials (كولومبوس، أوهايو) بتشكيل تحالف استراتيجي مع Acell للترويج لهذه التكنولوجيا في أمريكا الشمالية. حصلت عملية Acell أيضًا على جائزة التميز للمركبات (ACE) لعام 2011 من قبل الجمعية الأمريكية لمصنعي المركبات. (ACMA، أرلينغتون، فيرجينيا) فئة ابتكار العمليات.
تعد عملية التشكيل الجديدة بمثابة بلورة لكمية كبيرة من البحث والتطوير للألواح العازلة. وأوضح ديف أورتمير، المدير التنفيذي للعمليات في شركة Italpresse بالولايات المتحدة الأمريكية، أن تصميمات الأبواب المركبة الحالية يتم تصنيعها من خلال عملية متعددة الخطوات وتتطلب عمالة مكثفة تتضمن تصنيع الإطار الداخلي، وتصفيح غلاف SMC، وتجميع المكونات، وأخيرًا، يتم صب رغوة البولي يوريثان في الداخل. للعزل الحراري . وفي المقابل، تنتج عملية Acell لوحة باب مكافئة في خطوة واحدة فقط وبتكلفة أولية أقل بكثير. وقال أورتمير: "يمكن أن يكلف قالب جلد الباب التقليدي SMC ما يصل إلى 300 ألف دولار". "يمكن أن تمنحك عمليتنا بابًا نهائيًا دفعة واحدة، وستتراوح تكلفة الأدوات من 20,000 إلى 25,000 دولار."
تلعب المواد دورًا رئيسيًا في هذه العملية. على عكس معظم الرغاوي الفينولية، التي تتميز بأنها ناعمة وهشة وهشة (مثل رغوة الزهور الخضراء المستخدمة في تنسيق الزهور)، فإن رغوة أسيل عبارة عن مزيج من المكونات الخاصة لإنشاء رغوة هيكلية أقوى. م3 (5 إلى 50 رطل/قدم3). تتميز الرغوة بخصائص العزل الحراري ومقاومة الحرائق والدخان والسمية (FST) وخصائص امتصاص الصوت. وقال فري إنه متوفر أيضًا في مجموعة متنوعة من أحجام الخلايا. وقال إن SMC المملوء بالزجاج المستخدم في ألواح الأبواب من صنع شركة Acell. نظرًا لأن SMC عرضة لإطلاق الغازات أثناء عملية التشكيل، كما يقول Ortmeier، فإن الرغوة تعمل كمواد قابلة للتنفس، مما يسمح للغاز بالهروب من القالب عبر الثقوب.
ومع ذلك، فإن القضية الرئيسية هي إمكانية الوصول. وقال أورتمير إن الشركاء يأملون في توفير أدوات فعالة من حيث التكلفة لصغار المنتجين أو أولئك الذين ينتجون منتجات متعددة في وقت قصير. في قوالب ضغط SMC النموذجية، تكون الأدوات ضخمة ومكلفة، كما يقول، ليس فقط لأن الأجزاء ضخمة، ولكن أيضًا لأنها يجب أن تتحمل التآكل الناجم عن حركة وتدفق العديد من "شحنات" SMC المصطفة. في القالب. . تحت ضغط مطبق مرتفع بالضرورة.
نظرًا لأن رغوة Acell الأكثر هيكلية تظل "هشة" (قابلة للتشوه) تحت الضغط، فإن ضغط الضغط العادي سوف يسحقها تمامًا، لذلك يجب أن يكون ضغط القولبة منخفضًا نسبيًا. لذلك، تستخدم عملية Acell فقط طبقة رقيقة من SMC على الجلد. إنها لا تتحرك أو تتدفق بشكل جانبي، لذلك لا يوجد خطر تآكل سطح الأداة. في الواقع، يتدفق راتنج SMC فقط في الاتجاه z - تم تصميم العملية لتوفير حرارة كافية في القالب لتسييل مصفوفة SMC، مما يتسبب في تسرب بعض الراتينج إلى خلايا الرغوة المجاورة حيث ينهار قليلاً تحت الضغط.
يوضح فراي: "خلال دورة التشكيل، يتم تثبيت غلاف SMC بشكل ميكانيكي وكيميائي في الرغوة"، ويدعي أن "تصفيح القشرة مستحيل". أداة أخرى قوية جدًا. إن تكلفة إدراجتين مصبوبتين رفيعتين (علوية وسفلية) مع تفاصيل السطح المطلوبة ليست سوى جزء بسيط من التكلفة المطلوبة لإنتاج أداة SMC من الفولاذ أو الألومنيوم المُشكَّل آليًا. والنتيجة، كما يقول الشركاء، هي عملية ميسورة التكلفة تقدم مجموعة واسعة من المعاملات بتكلفة رمزية لرأس المال.
ومع ذلك، فإن القدرة على تحمل التكاليف والقدرة على تحمل التكاليف لا تستبعد القدرة على التكيف. تم إجراء عدد من الاختبارات التي تم فيها تضمين المواد المنسوجة في الصفائح. لقد تم دمجها ببساطة في الطبقة المتوسطة، مما يزيد من قوة ثني الألواح. وفقًا لـ Free، يمكن دمج أقمشة الأراميد المنسوجة وأقراص العسل المعدنية وحتى الإدخالات النابضة في ألواح الساندويتش والضغط عليها أثناء المعالجة لمزيد من مقاومة الانفجار والحماية من السرقة والمزيد. وأوضح: "نريد أن يفهم المصنعون أن هذه العملية مرنة للغاية وقابلة للتكيف". "يمكنها إنتاج ألواح سميكة أو رفيعة حسب الطلب بتكلفة منخفضة دون الحاجة إلى معالجة إضافية مثل الإلتصاق أو التثبيت."
مصنع المعالجة، الذي صممته Italpresse خصيصًا لشركة Acell، يتكون من مكبس سفلي بوزن 120 طنًا مزود بألواح ساخنة لوضع قوالب الألواح. تم تصميم اللوحة السفلية للتحرك داخل وخارج المطبعة تلقائيًا، ويقول Ortmeier إنه من الممكن إضافة لوحة سفلية مسخنة ثانية على الجانب الآخر من الماكينة لوضعها على قالب واحد بينما يوجد قالب آخر في المطبعة باستخدام Layup. محطة. تبلغ أبعاد الألواح 2.6 م/8.5 قدم × 1.3 م/4.2 قدم للتطبيقات "القياسية" مثل الأبواب المزخرفة، ولكن يمكن تصنيع الألواح خصيصًا لتناسب مشاريع محددة. تجدر الإشارة إلى أنه من الممكن أيضًا تعديل إعدادات الضغط الحالية لتتناسب مع عملية Acell، بشرط إمكانية التحكم في الضغط (عن طريق توقف القالب) لتجنب الضغط الزائد.
يتم تصنيع القوالب بشكل فردي لكل مشروع لوحة ويمكن تصنيعها بطرق الصب التقليدية. للحصول على سطح قالب عالي الوضوح يحاكي المواد الطبيعية مثل الخشب أو الحجر، يتم وضع ألواح الألياف الزجاجية/البوليستر مباشرة على المادة المختارة لإنشاء أنماط رئيسية للأدوات العلوية والسفلية. يتم إرسال النموذجين الرئيسيين إلى المسبك، حيث يتم صب الأدوات من سبائك الألومنيوم والنيكل. تسخن الأداة الرفيعة نسبيًا بسرعة ويمكن رفعها وتحريكها بواسطة مشغلين عندما تكون في وضع الخمول. تتوفر خيارات أدوات أخرى، لكن تقنيات الصب تنتج أدوات بتكلفة معقولة ويبلغ سمكها عادة 0.75 إلى 1 بوصة (20 إلى 25 ملم).
أثناء الإنتاج، يتم تحضير القالب وفقًا للتشطيب السطحي المطلوب للوحة. تتوفر مجموعة متنوعة من الطلاءات والتشطيبات، كما أوضح مجانًا، بما في ذلك مسحوق الطلاء (PiMC)، وهو مسحوق صبغة قابل للرش يستخدم على نطاق واسع ويذوب ويتفاعل مع SMC لتشكيل طلاء مقاوم للأشعة فوق البنفسجية والخدش. لون سطح اللوحة. تشمل الخيارات الأخرى صب الرمل الملون أو الطبيعي على القالب لمحاكاة الحجر، أو وضع حجاب مطبوع يمكن أن يضيف نسيجًا ونمطًا. بعد ذلك، يتم وضع خيوط السطح على القالب، ثم يتم قطع طبقة SMC المملوءة بالزجاج إلى شكل شبكي ووضعها بشكل مسطح على القالب المُجهز.
تم بعد ذلك وضع قطعة من رغوة Acell بسمك 1 بوصة/26 مم (مقطعة أيضًا إلى شكل شبكي) أعلى SMC. يتم تطبيق الطبقة الثانية من SMC على الرغوة مع الفيلم الثاني لتسهيل تحرير الأجزاء وتوفير قناة للمواد المتطايرة المنبعثة من SMC. يتم بعد ذلك تغذية القالب السفلي، الذي يتم وضعه أعلى الصفيحة الساخنة، ميكانيكيًا أو يدويًا في المكبس حيث يتم الوصول إلى درجة حرارة العملية من 130 درجة مئوية إلى 150 درجة مئوية (266 درجة فهرنهايت إلى 302 درجة فهرنهايت). قم بخفض القالب العلوي على الكومة، مع ترك فجوة هوائية صغيرة بين القوالب، ثم اضغط على الطبقة المتوسطة بقوة 5 كجم/سم2 (71 رطل لكل بوصة مربعة) لمدة خمس دقائق تقريبًا لتشكيل لوحة صلبة كما في الخطوة 6. أثناء دورة الختم، تنزلق الخرزات للخارج ويتم إزالة الجزء.
لإنشاء لوحة باب نموذجية، تم تعديل العملية عن طريق إضافة إطار خشبي شطيرة حول حافة القطعة (الخطوة 3) وتركيب الرغوة داخل الإطار. يوضح فريتش أن الخشب ذو الحواف يسمح بقطع الأبواب بأبعاد دقيقة ويمكن تركيب مفصلات وتركيبات التثبيت بسهولة.
وفي حين أن معظم الأبواب المركبة التقليدية تُصنع الآن في آسيا، يقول أورتماير إن عملية Acell "تسمح بالإنتاج "المحلي" على الأرض بسبب تكلفتها المنخفضة. إنها طريقة لخلق وظائف صناعية بتكلفة رأسمالية معقولة. يوجد حاليًا سبعة مرخصين في أوروبا يستخدمون عملية Acell لتصنيع الأبواب ومنتجات الألواح الأخرى، وقد نما الاهتمام بالولايات المتحدة بسرعة منذ حصوله على جائزة ACMA في عام 2011، كما يقول فري، الذي يأمل في رؤية المزيد في مكونات البناء الخارجية. غالبًا ما تستخدم هذه العملية، على سبيل المثال، كألواح تكسية (انظر الصورة)، وهي ممتازة من حيث العزل الحراري ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية ومقاومة الصدمات.
وهناك ميزة أخرى وهي أن ألواح Acell قابلة لإعادة التدوير بنسبة 100%: حيث يتم إعادة استخدام ما يصل إلى 20% من المواد المعاد تدويرها في إنتاج الرغوة. وقال فري: "لقد أنشأنا عملية صب SMC اقتصادية وخضراء". وقال مايك والينهورست إن التحالف الاستراتيجي مع أشلاند من المتوقع أن يجعل هذه التكنولوجيا معروفة على نطاق أوسع. مدير إدارة المنتجات في Ashland. "إنها قطعة تقنية رائعة تستحق جمهورًا أوسع."
ويبدو أن الولايات المتحدة مستعدة للاستثمار بكثافة في البنية التحتية. هل تستطيع صناعة المواد المركبة التعامل مع هذا؟
توفر الألواح المركبة المقاومة للحريق البنية والمقاومة للهواء والواجهات المميزة للمباني الرائدة في دبي.
لقد أخذ مفهوم البناء المعياري البناء المركب خطوة أخرى إلى الأمام، حيث يقدم مجموعة واسعة من حلول الإسكان بأسعار معقولة لجميع أنواع شركات البناء.