特許取得済みのプロセスにより、より低い圧力での圧縮成形が可能になり、パネル製造の設備投資コストを節約できます。 #接着剤 #オートクレーブの外 #シート成形コンパウンド
木製のドアのように見えるかもしれませんが、実際には、Acell の新しい SMC 成形プロセスを使用して作られた、SMC 表面の層状レプリカです。このプロセスでは、フェノールフォームコアを使用し、低圧ワンタイム成形でドアやその他の建築パネルを作成します。出典: アセル
この画像はプレス機の設置状況を示しています。左上に見える盛り上がったレールに注目してください。これは粉体塗装用の PiMC ロボット スプレー システムをサポートしています。出典: イタルプレス
プレスされたパネル (木枠なし) の断面図。SMC 樹脂がフォームコアの連続気泡に浸透し、層間剥離を防ぐ機械的連結を形成する様子を示しています。出典: アセル
Acell パネルは、ここに示すように大理石模様など、数百種類の仕上げが用意されています。出典: アセル
ステップ 1: 鋳造中、まず複合マスターを使用してニッケルメッキアルミニウム金型を作成し、目的の表面仕上げを再現します。この底面は一般的なドアパネルです。出典: アセル
ステップ 2: ガラス充填成形材料 (SMC) のネガをツール上に置きます。生産シナリオでは、一貫した表面品質を維持するために、最初に表面ベールが金型に適用されます。出典: アセル
ステップ 3: 通常、ドア パネルには木製フレームが含まれており、完成したドアまたはパネルに金具の穴を開け、設置場所に合わせてカットすることができます。出典: アセル
ステップ 4: Acell の特許取得済みのフェノールフォーム (本質的に火/煙/ウイルス) を木製フレームに配置します。出典: アセル
ステップ 5: SMC のトップシートを発泡スチロールと木枠の上に置き、SMC と発泡スチロールのサンドイッチのもう一方の外皮を形成します。出典: アセル
ステップ 6: 完成したパネルとフォームを比較します。緩いフォームを使用すると、パネルの輪郭を再現できることに注意してください。出典: アセル
「あなたが作れば、彼らはやって来る」はハリウッドのキャッチフレーズかもしれませんが、市場が時間の経過とともに進化することを期待して魅力的なイノベーションを導入するという、複合材料業界が時々採用する進歩戦略も表しています。適応して受け入れてください。 Acell のシート モールディング コンパウンド (SMC) 技術は、そのようなイノベーションの 1 つです。 2008 年に世界中で特許を取得し、2010 年に米国で導入されたこのプロセスは、高性能のカスタムサンドイッチ成形のための材料とプロセスの組み合わせを提供します。パネルの資本設備コストは、従来の圧縮成形よりもはるかに低くなります。
このイノベーションの発明者は、イタリアの化学技術グループである Acell (イタリア、ミラノ) で、25 年間にわたって耐火建築構造用の独自の連続気泡フェノールフォームコアを製造してきました。 Acell は自社のフォーム製品のより広い市場を開拓したいと考え、建築市場向けのドアやその他のパネル製品を効率的に製造するために SMC と組み合わせてフォームを使用する方法を開発しました。技術パートナーである Acell Italpresse SpA (イタリアのバグナティカおよびフロリダのプンタゴルダ) は、指定されたパラメータに従って複合パネルを製造するための完全な生産ラインを設計および構築しました。 「私たちは、世界中で使用できるプロセスと製品を開発するという当社のビジネス モデルを信じています」と、Acell の最高商業責任者である Michael Free 氏は述べています。
おそらく彼は正しい。これは業界で大きな関心を集めました。実際、Ashland Performance Materials (オハイオ州コロンバス) は、北米でこの技術を推進するために Acell と戦略的提携を結んでいます。 Acell プロセスは、米国複合材料製造業者協会から 2011 年 Composites Excellence Award (ACE) も受賞しました。 (ACMA、バージニア州アーリントン) プロセス イノベーション カテゴリ。
新しい成形プロセスは、サンドイッチ パネルの膨大な研究開発の結晶です。 Italpresse USA の COO、Dave Ortmyer 氏は、既存の複合ドア設計は、内部フレームの製造、SMC スキンの積層、コンポーネントの組み立て、そして最後に内側にポリウレタン フォームを流し込むことを含む多段階の労働集約的なプロセスを経て製造されていると説明しました。断熱用に。対照的に、Acell のプロセスでは、わずか 1 ステップで同等のドア パネルが大幅に低い初期コストで製造されます。 「従来の SMC ドアスキンモールドには最大 30 万ドルの費用がかかる場合があります」とオルトマイヤー氏は言います。 「私たちのプロセスでは、一度でドアを完成させることができます。工具のコストは 20,000 ドルから 25,000 ドルになります。」
材料はプロセスにおいて重要な役割を果たします。柔らかく、もろく、壊れやすいほとんどのフェノールフォーム (フラワーアレンジメントに使用されるグリーンフローリストフォームなど) とは異なり、Acell フォームは独自の成分を組み合わせて、より強力な構造フォームを作成します。 m3 (5 ～ 50 ポンド/フィート 3)。フォームには断熱特性、耐火性、耐煙性、毒性 (FST) 性、吸音性があります。フリー氏によると、さまざまなセルサイズも用意されているという。ドアパネルに使用されているガラス入りSMCはAcell製だという。 SMC は成形中にガスが発生しやすいため、フォームが通気性のある素材として機能し、ガスが穴を通って金型から逃げることができるとオルトマイヤー氏は言います。
ただし、重要な問題はアクセシビリティです。オルトマイヤー氏は、両パートナーは小規模生産者や複数の製品を短期間で生産する生産者に費用対効果の高いツールを提供したいと考えていると述べた。典型的な SMC 圧縮成形では、工具がかさばって高価です。これは部品がかさばるだけでなく、並んでいる多数の SMC の「装入物」の動きや流れによって引き起こされる磨耗に耐えなければならないためでもあると同氏は言います。型の中で。 。必然的に高い圧力がかかる状態。
より構造的な Acell フォームは圧力下でも「脆い」(変形しやすい) ままであるため、通常のプレス圧力では完全に押しつぶされてしまうため、成形圧力は比較的低くなければなりません。したがって、Acell プロセスでは、皮膚上に SMC の薄い層のみを使用します。横揺れや横流れがないため、工具表面の摩耗の心配がありません。実際、SMC 樹脂は Z 方向にのみ流れます。このプロセスは、SMC マトリックスを液化するのに十分な熱を金型内に提供するように設計されており、圧力がかかるとわずかに崩れて樹脂の一部が隣接する発泡セルに浸透します。
「成形サイクル中、SMC シェルは本質的に機械的および化学的にフォーム内に固定されます」とフレイ氏は説明し、「シェルの層間剥離は不可能である」と主張します。その他 強すぎる道具。必要な表面詳細を備えた 2 つの薄い鋳造インサート (上部と下部) のコストは、スチールまたは機械加工されたアルミニウムの SMC ツールの製造に必要なコストのほんの一部です。その結果、名目上の資本コストで幅広い取引を提供する手頃なプロセスが実現したとパートナーらは述べている。
ただし、手頃な価格と手頃な価格は適応性を排除するものではありません。織物材料をラミネートに含めて、多くのテストが実行されました。中間層に組み込むだけでパネルの曲げ強度が高まります。フリー氏によると、アラミド織物、金属ハニカム、さらには引抜成形インサートをサンドイッチパネルに統合し、加工中にプレスすることで、耐爆風性や盗難防止などを強化できるという。 「このプロセスは非常に柔軟で順応性があることをメーカーに理解してもらいたいのです」と彼は説明した。 「接着や固定などの追加加工を必要とせず、カスタムメイドの厚いパネルや薄いパネルを低コストで生産できます。」
Italpresse が Acell のために特別に設計したこのプロセス プラントは、パネルの金型を配置するための加熱プレートを備えた 120 トンのダウンストローク プレスで構成されています。下部プラテンはプレス機に自動的に出入りするように設計されており、オルトマイヤー氏によると、機械の反対側に 2 番目の加熱された下部プラテンを追加して、レイアップを使用して 1 つの金型をプレス機内に置いている間に別の金型の上に置くことが可能だという。駅。スラブは装飾ドアなどの「標準」用途では 2.6 m/8.5 フィート x 1.3 m/4.2 フィートですが、特定のプロジェクトに合わせてカスタムメイドすることもできます。過圧縮を避けるために圧力を（ダイストップ経由で）制御できる場合には、Acell プロセスに合わせて既存のプレス設定を変更することも可能であることは注目に値します。
金型はパネルプロジェクトごとに個別に作成され、従来の鋳造方法で作成できます。木や石などの天然素材を模倣した高精細な金型表面を得るために、グラスファイバー/ポリエステル パネルを選択した素材の上に直接配置して、上部および下部ツールのマスター パターンを作成します。 2 つのマスター モデルは鋳造工場に送られ、そこでツールがアルミニウム - ニッケル合金で鋳造されます。比較的薄いツールはすぐに加熱されるため、アイドル状態では 2 人のオペレーターが持ち上げて移動できます。他の工具オプションも利用できますが、鋳造技術により合理的なコストで、通常は厚さ 0.75 ～ 1 インチ (20 ～ 25 mm) の工具が製造されます。
製造中に、パネルの所望の表面仕上げに応じて金型が準備されます。フリー氏は、さまざまな成形コーティングと仕上げが利用可能であると説明しました。その中には、溶融して SMC と反応して UV および耐傷性コーティングを形成する、広く使用されているスプレー可能な顔料パウダーである成形パウダー コーティング (PiMC) も含まれます。パネル表面の色です。その他のオプションには、色付きの砂または天然の砂を型の上に注いで石を模倣したり、テクスチャやパターンを追加できる印刷されたベールを適用したりすることが含まれます。次に、表面フィラメントを金型上に置き、次にガラス充填SMCの層をメッシュ形状に切断し、準備された金型上に平らに置きます。
次に、厚さ 1 インチ/26 mm の Acell フォーム片 (これもメッシュ形状に切断) を SMC の上に置きました。 SMC の 2 番目の層は、部品の取り外しを容易にし、SMC から放出される揮発性物質の導管を提供するために、2 番目のフィルムとともにフォームに適用されます。加熱されたプラテンの上に置かれた下部ダイは、機械的または手動でプレスに送られ、130°C ～ 150°C (266°F ～ 302°F) のプロセス温度に達します。上部モールドをスタック上に下げ、モールド間に小さな空隙を残し、中間層を 5 kg/cm2 (71 psi) の力で約 5 分間プレスして、ステップ 6 と同様に固体パネルを形成します。スタンピングサイクルにより、ビーズが滑り出て部品が取り外されます。
典型的なドアパネルを作成するには、ピースの端の周りにサンドイッチ木製フレームを追加し (ステップ 3)、フレームの内側にフォームを取り付けることでプロセスを変更しました。エッジ付きの木材を使用すると、ドアを正確な寸法に切断でき、取り付け用のヒンジや金具を簡単に取り付けることができるとフリッチュ氏は説明します。
従来の複合ドアのほとんどは現在アジアで製造されていますが、オルトマイヤー氏は、Acell プロセスは「コストが低いため、陸上での『現地』生産が可能です」と述べています。これは、合理的な資本コストで製造業の雇用を創出する方法です。現在、ヨーロッパにはドアやその他のパネル製品の製造に Acell プロセスを使用しているライセンシーが 7 社あり、2011 年に ACMA 賞を受賞して以来、米国への関心が急速に高まっているとフリー氏は述べ、屋外建築コンポーネントの分野でのさらなる期待を寄せています。このプロセスは、外装パネル (写真参照) などによく使用され、断熱性、耐紫外線性、耐衝撃性の点で優れています。
もう 1 つの利点は、Acell パネルが 100% リサイクル可能であることです。リサイクルされた材料の最大 20% がフォームの製造に再利用されます。 「私たちは経済的で環境に優しい SMC 成形プロセスを開発しました」とフリー氏は言います。マイク・ウォレンホースト氏は、アッシュランドとの戦略的提携により、この技術がより広く知られるようになることが期待されると述べた。 Ashland の製品管理ディレクター。 「これは、より幅広い視聴者にふさわしい素晴らしいテクノロジーです。」
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投稿日時: 2023 年 9 月 1 日