Das patentierte Verfahren ermöglicht das Formpressen bei niedrigeren Drücken und spart so Anlageninvestitionen für die Plattenproduktion. #Klebstoffe #außerhalb des Autoklaven #Plattenformmasse
Es mag wie eine Holztür aussehen, aber in Wirklichkeit handelt es sich um eine geschichtete Nachbildung der SMC-Oberfläche, die mit dem neuen SMC-Formverfahren von Acell hergestellt wurde. Bei diesem Verfahren wird ein Phenolschaumkern verwendet, um durch einmaliges Niederdruckformen Türen und andere Bauplatten herzustellen. Quelle: Asell
Dieses Bild zeigt die Installation der Presse. Beachten Sie die erhöhte Schiene oben links, die das PiMC-Robotersprühsystem für die Pulverbeschichtung trägt. Quelle: Italpresse
Querschnitt einer gepressten Platte (ohne Holzrahmen), der zeigt, wie das SMC-Harz in die offenen Zellen des Schaumstoffkerns eindringt und eine mechanische Verriegelung erzeugt, um eine Delaminierung zu verhindern. Quelle: Asell
Acell-Paneele sind in Hunderten von Ausführungen erhältlich, einschließlich Marmormustern, wie hier gezeigt. Quelle: Asell
Schritt 1: Beim Gießen wird zunächst mit einem Verbundwerkstoff eine vernickelte Aluminiumform erstellt, um die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit wiederherzustellen. Diese Unterseite ist ein typisches Türpaneel. Quelle: Asell
Schritt 2: Das Negativ der glasfaserverstärkten Formmasse (SMC) wird auf das Werkzeug gelegt; In einem Produktionsszenario wird zunächst ein Oberflächenschleier auf die Form aufgetragen, um eine gleichbleibende Oberflächenqualität aufrechtzuerhalten. Quelle: Asell
Schritt 3: Das Türpaneel umfasst normalerweise einen Holzrahmen, sodass Sie Hardware-Löcher in die fertige Tür oder das fertige Paneel bohren und es entsprechend Ihrer Installation zuschneiden können. Quelle: Asell
Schritt 4: Der patentierte Phenolschaum von Acell (im Wesentlichen Feuer/Rauch/Virus) wird in den Holzrahmen gelegt. Quelle: Asell
Schritt 5: Legen Sie die obere SMC-Platte auf den Styropor- und Holzrahmen und formen Sie die andere Außenhaut des SMC- und Styropor-Sandwichs. Quelle: Asell
Schritt 6: Vergleichen Sie das fertige Panel mit dem Formular. Beachten Sie, dass Sie mit losem Schaumstoff die Konturen der Platten reproduzieren können. Quelle: Asell
„Wenn du es baust, werden sie kommen“ mag ein Hollywood-Schlagwort sein, aber es beschreibt auch die Entwicklungsstrategie, die die Verbundwerkstoffindustrie manchmal anwendet – die Einführung überzeugender Innovationen in der Hoffnung, dass sich der Markt im Laufe der Zeit weiterentwickelt. Passen Sie es an und akzeptieren Sie es. Die Sheet Moulding Compound (SMC)-Technologie von Acell ist eine dieser Innovationen. Dieses Verfahren wurde 2008 weltweit patentiert und 2010 in den USA eingeführt. Es bietet eine Kombination aus Material und Verfahren für das Hochleistungs-Sandwichformen nach Maß. Die Investitionskosten für die Platten sind viel niedriger als beim herkömmlichen Formpressen.
Erfinder dieser Innovation ist der italienische Chemietechnologiekonzern Acell (Mailand, Italien), der seit 25 Jahren einen einzigartigen offenzelligen Phenolschaumkern für feuerbeständige Gebäudestrukturen herstellt. Acell wollte einen breiteren Markt für seine Schaumstoffprodukte finden und entwickelte eine Methode zur Verwendung von Schaumstoff in Kombination mit SMC, um Türen und andere Plattenprodukte für den Baumarkt effizient herzustellen. Der technische Partner Acell Italpresse SpA (Bagnatica, Italien und Punta Gorda, Florida) hat eine komplette Produktionslinie für die Herstellung von Verbundplatten nach vorgegebenen Parametern entworfen und gebaut. „Wir glauben an unser Geschäftsmodell, Prozesse und Produkte für den globalen Einsatz zu entwickeln“, sagte Michael Free, Chief Commercial Officer von Acell.
Vielleicht hat er recht. Dies löste großes Interesse in der Branche aus. Tatsächlich hat Ashland Performance Materials (Columbus, Ohio) eine strategische Allianz mit Acell geschlossen, um diese Technologie in Nordamerika zu fördern. Das Acell-Verfahren wurde außerdem von der American Composite Manufacturers Association mit dem Composites Excellence Award (ACE) 2011 ausgezeichnet. (ACMA, Arlington, Virginia) Kategorie „Prozessinnovation“.
Das neue Formverfahren ist das Ergebnis einer umfangreichen Forschungs- und Entwicklungsarbeit im Bereich Sandwichpaneele. Dave Ortmyer, COO von Italpresse USA, erklärte, dass bestehende Türkonstruktionen aus Verbundwerkstoff in einem mehrstufigen und arbeitsintensiven Prozess hergestellt werden, der die Herstellung des Innenrahmens, das Laminieren der SMC-Haut, den Zusammenbau der Komponenten und schließlich das Eingießen von Polyurethanschaum in das Innere umfasst zur Wärmedämmung. Im Gegensatz dazu produziert das Verfahren von Acell ein gleichwertiges Türpaneel in nur einem Schritt und zu deutlich geringeren Anschaffungskosten. „Eine herkömmliche SMC-Türverkleidungsform kann bis zu 300.000 US-Dollar kosten“, sagte Ortmyer. „Mit unserem Verfahren erhalten Sie in einem Arbeitsgang eine fertige Tür, die Werkzeugkosten betragen 20.000 bis 25.000 US-Dollar.“
Materialien spielen dabei eine Schlüsselrolle. Im Gegensatz zu den meisten Phenolschäumen, die weich, spröde und zerbrechlich sind (wie der grüne Floristenschaum, der für Blumenarrangements verwendet wird), ist Acell-Schaum eine Kombination proprietärer Inhaltsstoffe, um einen stärkeren Strukturschaum zu erzeugen. m3 (5 bis 50 lb/ft3). Der Schaum verfügt über Wärmedämmeigenschaften, Feuer-, Rauch- und Toxizitätsbeständigkeit (FST) sowie schallabsorbierende Eigenschaften. Laut Free ist es auch in verschiedenen Zellgrößen erhältlich. Das in den Türverkleidungen verwendete glasfaserverstärkte SMC werde von Acell hergestellt, sagte er. Da SMC während des Formens zum Ausgasen neigt, fungiert der Schaum laut Ortmeier als atmungsaktives Material, sodass Gas durch die Löcher aus der Form entweichen kann.
Das zentrale Problem ist jedoch die Zugänglichkeit. Ortmeier sagte, die Partner hoffen, Kleinproduzenten oder solchen, die kurzfristig mehrere Produkte herstellen, kostengünstige Werkzeuge zur Verfügung zu stellen. Beim typischen SMC-Formpressen seien die Werkzeuge sperrig und teuer, sagt er, nicht nur, weil die Teile sperrig sind, sondern auch, weil sie dem Verschleiß standhalten müssen, der durch die Bewegung und den Fluss der vielen aufgereihten SMC-„Chargen“ entsteht in der Form. . unter zwangsläufig hohem Anpressdruck.
Da der strukturellere Acell-Schaum unter Druck „spröde“ (verformbar) bleibt, wird er durch den normalen Pressdruck vollständig zerdrückt, sodass der Formdruck relativ niedrig sein muss. Daher kommt beim Acell-Verfahren nur eine dünne SMC-Schicht auf der Haut zum Einsatz. Es bewegt sich nicht und fließt nicht seitwärts, so dass keine Gefahr einer Abnutzung der Werkzeugoberfläche besteht. Tatsächlich fließt das SMC-Harz nur in Z-Richtung – der Prozess ist darauf ausgelegt, genügend Wärme in der Form bereitzustellen, um die SMC-Matrix zu verflüssigen, wodurch ein Teil des Harzes in benachbarte Schaumzellen sickert, während es unter Druck leicht zerbröckelt.
„Während des Formzyklus wird die SMC-Schale im Wesentlichen mechanisch und chemisch im Schaum fixiert“, erklärt Frey und behauptet, dass „eine Schalenablösung unmöglich ist.“ Sonstiges Zu starkes Werkzeug. Die Kosten für zwei dünne Gusseinsätze (oben und unten) mit den erforderlichen Oberflächendetails betragen nur einen Bruchteil der Kosten, die für die Herstellung eines SMC-Werkzeugs aus Stahl oder bearbeitetem Aluminium erforderlich sind. Das Ergebnis ist laut Partnern ein erschwinglicher Prozess, der eine breite Palette von Transaktionen zu nominalen Kapitalkosten bietet.
Erschwinglichkeit und Erschwinglichkeit schließen jedoch Anpassungsfähigkeit nicht aus. Es wurden mehrere Tests durchgeführt, bei denen gewebte Materialien in das Laminat eingearbeitet wurden. Sie werden einfach in die Zwischenschicht eingebaut und erhöhen so die Biegefestigkeit der Platten. Laut Free können gewebte Aramidgewebe, Metallwaben und sogar pultrudierte Einsätze in Sandwichpaneele integriert und während der Verarbeitung gepresst werden, um zusätzliche Explosionsbeständigkeit, Diebstahlschutz und mehr zu erreichen. „Wir möchten, dass die Hersteller verstehen, dass dieser Prozess sehr flexibel und anpassungsfähig ist“, erklärte er. „Es kann zu geringen Kosten maßgeschneiderte dicke oder dünne Platten ohne zusätzliche Bearbeitung wie Kleben oder Befestigen herstellen.“
Die von Italpresse speziell für Acell entworfene Prozessanlage besteht aus einer 120-Tonnen-Abwärtspresse mit beheizten Platten zum Platzieren der Formen für die Platten. Die Unterplatte ist so konzipiert, dass sie sich automatisch in die Presse hinein- und herausbewegt, und Ortmeier sagt, dass es möglich ist, eine zweite beheizte Unterplatte auf der gegenüberliegenden Seite der Maschine anzubringen, um sie mithilfe von Layup auf eine Form zu legen, während sich eine andere in der Presse befindet. Station. Die Platten sind 2,6 m/8,5 Fuß x 1,3 m/4,2 Fuß groß und eignen sich für „Standard“-Anwendungen wie dekorative Türen. Platten können jedoch auch individuell für bestimmte Projekte angefertigt werden. Es ist erwähnenswert, dass es auch möglich ist, bestehende Pressenkonfigurationen an den Acell-Prozess anzupassen, vorausgesetzt, der Druck kann (über Matrizenanschläge) gesteuert werden, um eine Überkomprimierung zu vermeiden.
Formen werden für jedes Plattenprojekt individuell angefertigt und können mit traditionellen Gussverfahren hergestellt werden. Um eine hochauflösende Formoberfläche zu erhalten, die natürliche Materialien wie Holz oder Stein nachahmt, werden Glasfaser-/Polyesterplatten direkt auf das Material Ihrer Wahl gelegt, um Muster für die Ober- und Unterwerkzeuge zu erstellen. Die beiden Urmodelle werden in die Gießerei geschickt, wo die Werkzeuge in einer Aluminium-Nickel-Legierung gegossen werden. Das relativ dünne Werkzeug erwärmt sich schnell und kann im Leerlauf von zwei Bedienern angehoben und bewegt werden. Es stehen auch andere Werkzeugoptionen zur Verfügung, aber Gusstechniken produzieren Werkzeuge zu angemessenen Kosten und typischerweise mit einer Dicke von 0,75″ bis 1″ (20 bis 25 mm).
Bei der Produktion wird die Form entsprechend der gewünschten Oberflächenbeschaffenheit der Platte vorbereitet. Free erklärte, dass eine Vielzahl von Formbeschichtungen und -oberflächen verfügbar seien, darunter Formpulverbeschichtung (PiMC), ein weit verbreitetes sprühbares Pigmentpulver, das schmilzt und mit SMC reagiert, um eine UV- und kratzfeste Beschichtung zu bilden. Farbe der Paneloberfläche. Weitere Optionen sind das Übergießen der Form mit farbigem oder natürlichem Sand, um Stein zu simulieren, oder das Aufbringen eines bedruckten Schleiers, der Textur und Muster hinzufügen kann. Als nächstes wird das Oberflächenfilament auf die Form gelegt, dann wird die Schicht aus glasfaserverstärktem SMC in Netzform geschnitten und flach auf die vorbereitete Form gelegt.
Anschließend wurde ein Stück 1″/26 mm dicker Acell-Schaumstoff (ebenfalls in Maschenform zugeschnitten) auf das SMC gelegt. Die zweite SMC-Schicht wird zusammen mit der zweiten Folie auf den Schaum aufgetragen, um das Lösen von Teilen zu erleichtern und einen Kanal für die vom SMC abgegebenen flüchtigen Stoffe bereitzustellen. Die untere Matrize, die oben auf der beheizten Platte platziert wird, wird dann mechanisch oder manuell in die Presse eingeführt, wo eine Prozesstemperatur von 130 °C bis 150 °C (266 °F bis 302 °F) erreicht wird. Senken Sie die obere Form auf den Stapel ab, lassen Sie dabei einen kleinen Luftspalt zwischen den Formen und drücken Sie etwa fünf Minuten lang mit einer Kraft von 5 kg/cm2 (71 psi) auf die Zwischenschicht, um eine feste Platte wie in Schritt 6 zu bilden. Während des Beim Stanzzyklus gleiten die Perlen heraus und das Teil wird entnommen.
Um ein typisches Türpaneel zu erstellen, wurde der Prozess modifiziert, indem ein Sandwich-Holzrahmen um die Kante des Teils angebracht wurde (Schritt 3) und Schaumstoff in den Rahmen eingebaut wurde. Mit besäumtem Holz lassen sich Türen passgenau zuschneiden und Montagescharniere und Beschläge lassen sich problemlos montieren, erklärt Fritsch.
Während die meisten traditionellen Verbundtüren heute in Asien hergestellt werden, ermöglicht das Acell-Verfahren laut Ortmayer „aufgrund der geringeren Kosten eine ‚lokale‘ Produktion an Land.“ Es ist eine Möglichkeit, mit angemessenen Kapitalkosten Arbeitsplätze in der Fertigung zu schaffen. Derzeit gibt es in Europa sieben Lizenznehmer, die das Acell-Verfahren zur Herstellung von Türen und anderen Plattenprodukten verwenden, und das Interesse in den USA ist seit der Verleihung einer ACMA-Auszeichnung im Jahr 2011 schnell gewachsen, sagt Free, der hofft, mehr bei Baukomponenten für den Außenbereich zu sehen. Dieses Verfahren wird häufig beispielsweise als Verkleidungsplatten verwendet (siehe Foto) und weist hervorragende Eigenschaften hinsichtlich Wärmedämmung, UV-Beständigkeit und Schlagfestigkeit auf.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Acell-Platten zu 100 % recycelbar sind: Bis zu 20 % des recycelten Materials werden in der Schaumstoffproduktion wiederverwendet. „Wir haben einen wirtschaftlichen und umweltfreundlichen SMC-Formprozess entwickelt“, sagte Free. Mike Wallenhorst sagte, die strategische Allianz mit Ashland soll die Technologie bekannter machen. Direktor für Produktmanagement bei Ashland. „Es ist ein beeindruckendes Stück Technologie, das ein breiteres Publikum verdient.“
Die USA scheinen bereit zu sein, massiv in die Infrastruktur zu investieren. Kann die Verbundwerkstoffindustrie damit umgehen?
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 01.09.2023