Dobry, zły i przyszłość pianki strukturalnej
Wiele firm działa cyklicznie, ale dzikie zmiany rynkowe związane z formowaniem pianki strukturalnej wydają się rosnąć bardziej gwałtownie, gdy technologia zbliża się do czterdziestej rocznicy istnienia.
Boom: Jest rok 1972, a Russ LaBelle jest tak przekonany o obietnicy niskociśnieniowej pianki strukturalnej, że zakłada Wilmington Machinery w Wilmington w Północnej Karolinie, aby obsługiwać rozwijający się w okolicy przemysł meblarski. Tworzy wielostanowiskową maszynę indeksującą do formowania nóg i wrzecion mebli.
Boom: Komputery tworzą zupełnie nowy rynek dla iniekcji strukturalnej z obudowami wykonanymi z tlenku polifenylenu (PPO), w szczególności z norylu firmy GE. Biznes jest na tyle dobry, że LaBelle i Wilmington wprowadzili średniej wielkości maszynę wykorzystującą układ T, w którym jedna jednostka wtryskowa może podawać formy w dwóch zaciskach.
Popiersie: Do 1983 r., Kierowana rosnącą obecnością Japonii w elektronice i jej pragnieniem uzyskania mokrego wyglądu tworzyw sztucznych w porównaniu z tępym wirowaniem pianki strukturalnej, komputery przełączają się na wtrysk bezpośredni. Lata 80-te nadal są powolne, a jedynymi głównymi zastosowaniami pianki, popychanymi przez firmę Rubbermaid, są wózki, wyciskarki do mopów i inne produkty zabezpieczające, które są formowane na dużych maszynach, których Wilmington nie wytwarza.
Boom: przeładunek materiałów eksploduje we wczesnych latach 90-tych, a biznes pochodzi między innymi z palet i składanych pojemników. Wiele z nich jest przeznaczonych dla przemysłu motoryzacyjnego, który wykorzystuje pojemniki do przenoszenia komponentów przez systemy montażowe. Żywica około 0,28 USD / funt pomaga przyspieszyć ekspansję. Popiersie: osiągając szczyt w pozostałej części przemysłu tworzyw sztucznych pod koniec lat 90., pianka strukturalna spada następnie wraz z ogólną ekonomią produkcji.
Pojawienie się piany
Technologia niskociśnieniowego formowania pianki strukturalnej, pierwotnie będąca własnością byłego chemicznego giganta Union Carbide, została pierwotnie opracowana pod koniec lat 60. przez tę firmę jako sposób na sprzedaż polistyrenu. Zainteresowane sklepy zasadniczo budowały własne maszyny, oddzielnie kupując wytłaczarkę, prasę i licencję od Union Carbide, która również dorzuciła pakiet techniczny, w tym akumulator stopu, kolektor i dysze. Maszyny do pianki strukturalnej przypominają proste prasy wtryskowe pod względem umiejscowienia zacisku i jednostki wtryskowej, ale na tym podobieństwa się kończą. W procesie stosuje się wytłaczarkę do topienia żywicy, a następnie wprowadza się gaz obojętny i / lub chemiczny środek porotwórczy, obniżając gęstość materiału o 10% do 20%. Pozwala to na swobodny przepływ materiału do formy, która może być wykonana z aluminium ze względu na niższe ciśnienie wtrysku. Uzyskana część ma wysoki stosunek sztywności do masy, co zapewnia stosunkowo lekkie, wytrzymałe części konstrukcyjne. Części mają wyraźny wygląd powierzchni spowodowany przedostawaniem się gazu przez powierzchnię. Zostało to zaakceptowane, a nawet pożądane w Ameryce Północnej, gdzie szorstka powierzchnia wiąże się z wytrzymałością, a niektórzy nawet mylą ją z obecnością włókien wzmacniających.
Ta chropowatość powierzchni może być złagodzona przez nowsze procesy, w tym zewnętrzne formowanie gazowe, które wykorzystuje gaz wprowadzany od strony wtrysku zacisku do dociskania zewnętrznej powierzchni części do ściany wnęki; przeciwciśnienie gazu, w którym forma jest uszczelniona, aby zawierać gaz lub środek spieniający w żywicy, tak aby nie przebijał się przez czoło przepływu stopu; lub formowanie wstęgi strukturalnej, w którym ciśnienie jest zmniejszane poprzez zamykanie formy w dwóch etapach.
Wilmington obecnie współpracuje z Incoe (Troy, MI) nad procesem, który miałby formować materiał laminowany od tyłu i zapewniać wagę, wytrzymałość i korzyści kosztowe pianki strukturalnej, ale pokrywać plastikową powierzchnię winylem lub skórą. W tym procesie laminat byłby umieszczany w formie, pianka byłaby wystrzeliwana za nią, a następnie, w połączeniu z zewnętrznym formowaniem gazowym, część byłaby pakowana, z laminatem przylegającym do podłoża żywicznego. Potencjalne rynki obejmują motoryzację, gdzie wytrzymałość do wagi pianki strukturalnej sprawia, że jest ona atrakcyjna z punktu widzenia oszczędności paliwa, a laminat zapewnia czyste wykończenie powierzchni.
Po stronie maszyn Wilmington zwiększył moment obrotowy wytłaczarki i zbudował solidniejsze kolektory i dysze, które mogą przetwarzać w 100% przemiał. LaBelle twierdzi, że w wyniku tego procesu powstały części o lepszych właściwościach niż pierwotne żywice o szybkości płynięcia od 6 do 8 g / 10 min. Żywice o wyższym natężeniu przepływu były tradycyjnie używane, ponieważ maszyny nie miały efektu? według LaBelle do spuszczania żywicy niezgodnej ze specyfikacją lub żywicy o dużej zawartości wypełniaczy, takich jak len, drewno lub talk. Firma ma również nadzieję, że do końca roku wprowadzi system, który pozwoli na szybsze czyszczenie akumulatorów, dysz i kolektora podczas wymiany form. W obecnym stanie wymiana narzędzia w formie od 60 do 70 dysz może zająć 30 godzin. Jeśli chodzi o gaz, LaBelle szuka alternatywy dla azotu, mówiąc, że gaz, choć tani, nie jest całkowicie przyjazny dla polimerów. LaBelle był w pobliżu, gdy próby użycia pentanu (łatwopalnego) i freonu (szkodliwego dla ozonu) nie powiodły się, ale mówi, że Wilmington poczynił postępy z innym gazem: dwutlenkiem węgla.
Przyszłość piany
Jeśli te i inne postępy odniosą sukces, pianka strukturalna może ponownie przenieść się na obszar boomu, zwłaszcza jeśli przezwycięży problemy z ognioodpornością i kosztami, które sprawiają, że palety Świętego Graala są w dużej mierze poza zasięgiem. ? Są wyzwania [z paletami] ,? Morgan z Wilmington mówi: „ale to trochę jak piwo i PET; kiedy już się pojawi, jest tam ogromny wolumen.? W styczniu 2004 r. W ramach inicjatywy Integrated Pollution Prevention & Control, która dotyczy między innymi Unii Europejskiej, Chin i Australii, zdecydowano, że palety drewniane muszą być poddane obróbce i oznakowane, co podnosi ich koszt i uciążliwość, a jednocześnie potencjalnie otwiera rynek dla tworzyw sztucznych. jeszcze raz.
Biorąc pod uwagę wzloty i upadki, które widział w przypadku pianki strukturalnej, LaBelle patrzy z daleka na wszelkie zmiany, ale jego nadrzędny sentyment pozostaje optymistyczny. „Myślałem, że pianka strukturalna prawie umarła w latach 80-tych”. LaBelle mówi, „ale myślę, że to tylko proces czekający na kolejną dużą aplikację”.
