Het gepatenteerde proces maakt compressievormen bij lagere druk mogelijk, waardoor wordt bespaard op de kapitaalkosten van apparatuur voor de productie van panelen. #lijmen #buiten de autoclaaf #sheetforming compound
Het ziet er misschien uit als een houten deur, maar het is eigenlijk een gelaagde replica van het SMC-oppervlak, gemaakt met behulp van het nieuwe SMC-vormproces van Acell. Bij dit proces wordt gebruik gemaakt van een kern van fenolschuim om deuren en andere bouwpanelen te creëren door middel van eenmalig gieten onder lage druk. Bron: Asell
Deze afbeelding toont de installatie van de pers. Let op de verhoogde rail linksboven die het PiMC-robotspuitsysteem voor poedercoaten ondersteunt. Bron: Italpresse
Dwarsdoorsnede van een geperst paneel (zonder houten frame) dat laat zien hoe de SMC-hars de open cellen van de schuimkern binnendringt, waardoor een mechanische vergrendeling ontstaat om delaminatie te voorkomen. Bron: Asell
Acell-panelen zijn verkrijgbaar in honderden afwerkingen, inclusief marmerpatronen, zoals hier afgebeeld. Bron: Asell
Stap 1: Tijdens het gieten wordt eerst een vernikkelde aluminium mal gemaakt met behulp van een composietmaster om de gewenste oppervlakteafwerking te creëren. Dit ondervlak is een typisch deurpaneel. Bron: Asell
Stap 2: Het negatief van de met glas gevulde gietmassa (SMC) wordt op het gereedschap geplaatst; in een productiescenario wordt eerst een oppervlaktesluier op de mal aangebracht om een consistente oppervlaktekwaliteit te behouden. Bron: Asell
Stap 3: Het deurpaneel bevat meestal een houten frame, zodat u hardwaregaten in de afgewerkte deur of het afgewerkte paneel kunt boren en deze op maat kunt snijden voor uw installatie. Bron: Asell
Stap 4: Acell's gepatenteerde fenolschuim (voornamelijk vuur/rook/virus) wordt in het houten frame geplaatst. Bron: Asell
Stap 5: Plaats het bovenste vel SMC op het piepschuim- en houten frame en vorm de andere buitenhuid van de SMC- en piepschuimsandwich. Bron: Asell
Stap 6: Vergelijk het afgewerkte paneel met het formulier. Houd er rekening mee dat u met los schuim de contouren van de panelen kunt reproduceren. Bron: Asell
‘Als je het bouwt, zullen ze komen’ is misschien een Hollywood-slogan, maar het beschrijft ook de vooruitgangsstrategie die de composietenindustrie soms hanteert: het introduceren van overtuigende innovaties in de hoop dat de markt zich in de loop van de tijd zal ontwikkelen. Pas het aan en accepteer het. De Sheet Moulding Compound (SMC)-technologie van Acell is zo'n innovatie. Dit proces, wereldwijd gepatenteerd in 2008 en geïntroduceerd in de VS in 2010, biedt een combinatie van materiaal en proces voor hoogwaardig, op maat gemaakt sandwichgieten. De kapitaalkosten van de panelen zijn veel lager dan bij conventioneel compressiegieten.
De uitvinder van deze innovatie is het Italiaanse chemische technologieconcern Acell (Milaan, Italië), dat al 25 jaar een unieke opencellige fenolschuimkern produceert voor brandwerende bouwconstructies. Acell wilde een bredere markt vinden voor zijn schuimproducten en ontwikkelde een methode om schuim in combinatie met SMC te gebruiken om op efficiënte wijze deuren en andere paneelproducten voor de bouwmarkt te vervaardigen. Technische partner Acell Italpresse SpA (Bagnatica, Italië en Punta Gorda, Florida) ontwierp en bouwde een complete productielijn voor de productie van composietpanelen volgens gespecificeerde parameters. “Wij geloven in ons bedrijfsmodel voor het creëren van processen en producten voor wereldwijd gebruik”, aldus Michael Free, Chief Commercial Officer van Acell.
Misschien heeft hij gelijk. Dit zorgde voor veel belangstelling in de branche. Ashland Performance Materials (Columbus, Ohio) heeft zelfs een strategische alliantie gevormd met Acell om deze technologie in Noord-Amerika te promoten. Het Acell-proces werd in 2011 ook bekroond met de Composites Excellence Award (ACE) van de American Composite Manufacturers Association. (ACMA, Arlington, Virginia) Categorie Procesinnovatie.
Het nieuwe gietproces is een kristallisatie van een grote hoeveelheid onderzoek en ontwikkeling van sandwichpanelen. Dave Ortmyer, COO van Italpresse USA, legde uit dat bestaande composietdeurontwerpen worden vervaardigd via een meerstaps en arbeidsintensief proces dat bestaat uit het vervaardigen van het binnenframe, het lamineren van de SMC-huid, het assembleren van de componenten en ten slotte wordt er polyurethaanschuim in gegoten. voor thermische isolatie. Het proces van Acell produceert daarentegen in slechts één stap en tegen aanzienlijk lagere initiële kosten een gelijkwaardig deurpaneel. "Een traditionele SMC-deurhuidvorm kan tot $ 300.000 kosten", zei Ortmyer. "Ons proces kan u in één keer een voltooide deur opleveren, de kosten voor gereedschap bedragen $ 20.000 tot $ 25.000."
Materialen spelen een sleutelrol in het proces. In tegenstelling tot de meeste fenolschuimen, die zacht, broos en kwetsbaar zijn (zoals het groene bloemistenschuim dat voor bloemstukken wordt gebruikt), is Acell-schuim een combinatie van gepatenteerde ingrediënten om een sterker structuurschuim te creëren. m3 (5 tot 50 lb/ft3). Het schuim heeft thermische isolatie-eigenschappen, is bestand tegen brand, rook en toxiciteit (FST) en heeft geluidsabsorberende eigenschappen. Het is ook verkrijgbaar in verschillende celgroottes, zei Free. De met glas gevulde SMC die in de deurpanelen wordt gebruikt, is gemaakt door Acell, zei hij. Omdat SMC tijdens het gieten gevoelig is voor ontgassing, zegt Ortmeier, fungeert het schuim als een ademend materiaal, waardoor gas via de gaten uit de mal kan ontsnappen.
Het belangrijkste probleem is echter de toegankelijkheid. Ortmeier zei dat de partners hopen kosteneffectieve hulpmiddelen te bieden aan kleinschalige producenten of producenten die op korte termijn meerdere producten produceren. Bij het typische SMC-persgieten zijn de gereedschappen omvangrijk en duur, zegt hij, niet alleen omdat de onderdelen omvangrijk zijn, maar ook omdat ze bestand moeten zijn tegen de slijtage veroorzaakt door de beweging en stroming van de vele SMC-"ladingen" die op een rij staan. in de mal. . onder noodzakelijkerwijs hoge uitgeoefende druk.
Omdat het meer structurele Acell-schuim onder druk “bros” (vervormbaar) blijft, zal de normale persdruk het volledig verpletteren, dus de vormdruk moet relatief laag zijn. Daarom gebruikt het Acell-proces slechts een dunne laag SMC op de huid. Het beweegt of stroomt niet zijwaarts, dus er is geen risico op slijtage van het gereedschapsoppervlak. In feite stroomt de SMC-hars alleen in de z-richting – het proces is ontworpen om voldoende warmte in de mal te leveren om de SMC-matrix vloeibaar te maken, waardoor een deel van de hars in aangrenzende schuimcellen sijpelt terwijl deze onder druk enigszins afbrokkelt.
“Tijdens de gietcyclus wordt de SMC-schaal in wezen mechanisch en chemisch in het schuim gefixeerd”, legt Frey uit, en beweert dat “delaminatie van de schaal onmogelijk is.” ander Te sterk hulpmiddel. De kosten van twee dun gegoten wisselplaten (boven en onder) met het vereiste oppervlaktedetail vormen slechts een fractie van de kosten die nodig zijn om een SMC-gereedschap van staal of machinaal bewerkt aluminium te produceren. Het resultaat, zeggen partners, is een betaalbaar proces dat een breed scala aan transacties biedt tegen nominale kapitaalkosten.
Betaalbaarheid en betaalbaarheid sluiten aanpassingsvermogen echter niet uit. Er zijn een aantal tests uitgevoerd waarbij geweven materialen in het laminaat zijn verwerkt. Ze worden eenvoudigweg in de tussenlaag ingebouwd, waardoor de buigsterkte van de panelen toeneemt. Volgens Free kunnen geweven aramideweefsels, metalen honingraten en zelfs gepultrudeerde inzetstukken in sandwichpanelen worden geïntegreerd en tijdens de verwerking worden geperst voor extra explosiebestendigheid, diefstalbeveiliging en meer. “We willen dat fabrikanten begrijpen dat dit proces zeer flexibel en aanpasbaar is”, legt hij uit. “Het kan tegen lage kosten op maat gemaakte dikke of dunne panelen produceren zonder extra bewerkingen zoals lijmen of bevestigen.”
De procesinstallatie, speciaal door Italpresse voor Acell ontworpen, bestaat uit een 120 ton neerwaartse pers met verwarmde platen om de mallen voor de panelen te plaatsen. De onderplaat is ontworpen om automatisch in en uit de pers te bewegen, en Ortmeier zegt dat het mogelijk is om een tweede verwarmde onderplaat aan de andere kant van de machine toe te voegen om op de ene mal te leggen terwijl de andere zich in de pers bevindt met behulp van Layup. station. Platen zijn 2,6 m/8,5 ft x 1,3 m/4,2 ft voor “standaard” toepassingen zoals decoratieve deuren, maar platen kunnen op maat worden gemaakt voor specifieke projecten. Het is vermeldenswaard dat het ook mogelijk is om bestaande persopstellingen aan te passen aan het Acell-proces, op voorwaarde dat de druk kan worden geregeld (via matrijsstops) om overcompressie te voorkomen.
Mallen worden voor elk paneelproject individueel gemaakt en kunnen via traditionele gietmethoden worden gemaakt. Om een high-definition maloppervlak te verkrijgen dat natuurlijke materialen zoals hout of steen nabootst, worden glasvezel/polyesterpanelen rechtstreeks op het materiaal van keuze gelegd om masterpatronen voor het bovenste en onderste gereedschap te creëren. De twee mastermodellen worden naar de gieterij gestuurd, waar de gereedschappen worden gegoten in een aluminium-nikkellegering. Het relatief dunne gereedschap warmt snel op en kan in rusttoestand door twee operators worden opgetild en verplaatst. Er zijn andere gereedschapsopties beschikbaar, maar giettechnieken produceren gereedschappen tegen redelijke kosten en zijn doorgaans 20 tot 25 mm dik.
Tijdens de productie wordt de mal voorbereid op basis van de gewenste oppervlakteafwerking van het paneel. Er is een verscheidenheid aan gietcoatings en afwerkingen beschikbaar, gratis uitgelegd, waaronder gietpoedercoating (PiMC), een veelgebruikt spuitbaar pigmentpoeder dat smelt en reageert met SMC om een UV- en krasbestendige coating te vormen. Kleur van het paneeloppervlak. Andere opties zijn onder meer het gieten van gekleurd of natuurlijk zand over de mal om steen te simuleren, of het aanbrengen van een bedrukte sluier die textuur en patroon kan toevoegen. Vervolgens wordt het oppervlaktefilament op de mal gelegd, vervolgens wordt de laag met glas gevuld SMC in een maasvorm gesneden en plat op de voorbereide mal gelegd.
Een stuk Acell-schuim van 26 mm dik (ook in maasvorm gesneden) werd vervolgens bovenop de SMC geplaatst. De tweede laag SMC wordt samen met de tweede film op het schuim aangebracht om het loslaten van onderdelen te vergemakkelijken en een kanaal te vormen voor de vluchtige stoffen die door de SMC worden uitgestoten. De onderste matrijs, die bovenop de verwarmde plaat wordt geplaatst, wordt vervolgens mechanisch of handmatig in de pers gevoerd, waar een procestemperatuur van 130 °C tot 150 °C (266 °F tot 302 °F) wordt bereikt. Laat de bovenste mal op de stapel zakken, laat een kleine luchtspleet tussen de mallen open, en druk de tussenlaag met een kracht van 5 kg/cm2 (71 psi) gedurende ongeveer vijf minuten aan om een stevig paneel te vormen, zoals in stap 6. Tijdens het stempelcyclus, de kralen glijden eruit en het onderdeel wordt verwijderd.
Om een typisch deurpaneel te maken, werd het proces aangepast door een sandwichhouten frame rond de rand van het stuk toe te voegen (stap 3) en schuim in het frame te plaatsen. Dankzij het hout met randen kunnen deuren op precieze afmetingen worden gesneden en kunnen scharnieren en beslag eenvoudig worden geïnstalleerd, legt Fritsch uit.
Terwijl de meeste traditionele composietdeuren nu in Azië worden gemaakt, zegt Ortmayer dat het Acell-proces “lokale” productie op land mogelijk maakt vanwege de lagere kosten. Het is een manier om tegen redelijke kapitaalkosten banen in de industrie te creëren. Er zijn momenteel zeven licentiehouders in Europa die het Acell-proces gebruiken om deuren en andere paneelproducten te maken, en de belangstelling in de VS is snel gegroeid sinds het ontvangen van een ACMA-onderscheiding in 2011, zegt Free, die hoopt meer te zien in bouwcomponenten voor buitengebruik. Dit proces wordt vaak gebruikt als bekledingspanelen (zie foto) en is uitstekend qua thermische isolatie, UV-bestendigheid en slagvastheid.
Een ander voordeel is dat Acell-panelen 100% recyclebaar zijn: tot 20% van het gerecyclede materiaal wordt hergebruikt bij de schuimproductie. “We hebben een economisch en groen SMC-vormproces gecreëerd”, aldus Free. Mike Wallenhorst zei dat de strategische alliantie met Ashland naar verwachting de technologie breder bekend zal maken. Directeur Productmanagement bij Ashland. “Het is een indrukwekkend stukje technologie dat een breder publiek verdient.”
De VS lijken bereid om zwaar te investeren in infrastructuur. Kan de composietenindustrie dit aan?
Brandvertragende composietpanelen bieden structuur, luchtdichtheid en iconische gevels aan baanbrekende gebouwen in Dubai.
Het modulaire bouwconcept brengt composiet bouwen een stap verder en biedt een breed scala aan betaalbare woonoplossingen voor alle soorten bouwers.
Posttijd: 01-sep-2023