El proceso patentado permite el moldeo por compresión a presiones más bajas, ahorrando costos de capital en equipos para la producción de paneles. #adhesivos #fuera del autoclave #compuesto formador de láminas
Puede parecer una puerta de madera, pero en realidad es una réplica en capas de la superficie SMC, fabricada mediante el nuevo proceso de moldeado SMC de Acell. Este proceso utiliza un núcleo de espuma fenólica para crear puertas y otros paneles de construcción mediante un moldeado único a baja presión. Fuente: Asell
Esta imagen muestra la instalación de la prensa. Observe el riel elevado visible en la parte superior izquierda que soporta el sistema de pulverización robótica PiMC para recubrimiento en polvo. Fuente: Italpresse
Sección transversal de un panel prensado (sin estructura de madera) que muestra cómo la resina SMC penetra las celdas abiertas del núcleo de espuma, creando un bloqueo mecánico para evitar la delaminación. Fuente: Asell
Los paneles Acell están disponibles en cientos de acabados, incluidos patrones de mármol, como se muestra aquí. Fuente: Asell
Paso 1: Durante la fundición, primero se crea un molde de aluminio niquelado utilizando un maestro compuesto para recrear el acabado superficial deseado. Esta cara inferior es un panel de puerta típico. Fuente: Asell
Paso 2: Se coloca el negativo del compuesto de moldeo relleno de vidrio (SMC) sobre la herramienta; En un escenario de producción, primero se aplica un velo superficial al molde para mantener una calidad superficial constante. Fuente: Asell
Paso 3: El panel de la puerta generalmente incluye un marco de madera, lo que le permite perforar orificios para herrajes en la puerta o panel terminado y cortarlo para que se ajuste a su instalación. Fuente: Asell
Paso 4: La espuma fenólica patentada de Acell (esencialmente fuego/humo/virus) se coloca en el marco de madera. Fuente: Asell
Paso 5: Coloque la hoja superior de SMC sobre el marco de madera y espuma de poliestireno y forme la otra capa exterior del sándwich de espuma de poliestireno y SMC. Fuente: Asell
Paso 6: compare el panel terminado con el formulario. Tenga en cuenta que la espuma suelta le permite reproducir los contornos de los paneles. Fuente: Asell
“Si lo construyes, ellos vendrán” puede ser un eslogan de Hollywood, pero también describe la estrategia de avance que a veces emplea la industria de los compuestos: introducir innovaciones convincentes con la esperanza de que el mercado evolucione con el tiempo. Adáptate y acéptalo. La tecnología de compuestos de moldeo de láminas (SMC) de Acell es una de esas innovaciones. Patentado en todo el mundo en 2008 e introducido en los EE. UU. en 2010, este proceso proporciona una combinación de material y proceso para moldeo tipo sándwich personalizado de alto rendimiento. El costo de capital de los paneles es mucho menor que el del moldeo por compresión convencional.
El inventor de esta innovación es el grupo italiano de tecnología química Acell (Milán, Italia), que lleva 25 años produciendo un núcleo único de espuma fenólica de células abiertas para estructuras de construcción resistentes al fuego. Acell quería encontrar un mercado más amplio para sus productos de espuma y desarrolló un método de uso de espuma en combinación con SMC para fabricar eficientemente puertas y otros productos de paneles para el mercado de la construcción. El socio técnico Acell Italpresse SpA (Bagnatica, Italia y Punta Gorda, Florida) diseñó y construyó una línea de producción completa para la producción de paneles compuestos según parámetros especificados. "Creemos en nuestro modelo de negocio de creación de procesos y productos para uso global", dijo el director comercial de Acell, Michael Free.
Quizás tenga razón. Esto generó mucho interés en la industria. De hecho, Ashland Performance Materials (Columbus, Ohio) ha formado una alianza estratégica con Acell para promocionar esta tecnología en Norteamérica. El proceso Acell también recibió el Premio a la Excelencia en Compuestos (ACE) 2011 otorgado por la Asociación Estadounidense de Fabricantes de Compuestos. (ACMA, Arlington, Virginia) Categoría Innovación de Procesos.
El nuevo proceso de moldeado es la cristalización de una gran cantidad de investigación y desarrollo de paneles sándwich. Dave Ortmyer, director de operaciones de Italpresse USA, explicó que los diseños de puertas compuestas existentes se fabrican mediante un proceso de varios pasos y que requiere mucha mano de obra que incluye la fabricación del marco interior, la laminación de la piel de SMC, el ensamblaje de los componentes y, finalmente, se vierte espuma de poliuretano en el interior. para aislamiento térmico. Por el contrario, el proceso de Acell produce un panel de puerta equivalente en un solo paso y con un coste inicial significativamente menor. “Un molde de revestimiento de puerta tradicional de SMC puede costar hasta 300.000 dólares”, dijo Ortmyer. "Nuestro proceso puede brindarle una puerta terminada de una sola vez, el costo de las herramientas será de $20 000 a $25 000".
Los materiales juegan un papel clave en el proceso. A diferencia de la mayoría de las espumas fenólicas, que son suaves, quebradizas y frágiles (como la espuma verde de floristería que se usa para arreglos florales), la espuma Acell es una combinación de ingredientes patentados para crear una espuma estructural más fuerte. m3 (5 a 50 lb/pie3). La espuma tiene propiedades de aislamiento térmico, resistencia al fuego, al humo y a la toxicidad (FST) y propiedades de absorción acústica. También está disponible en una variedad de tamaños de celda, dijo Free. El SMC relleno de vidrio utilizado en los paneles de las puertas es fabricado por Acell, dijo. Debido a que el SMC es propenso a desgasificarse durante el moldeo, dice Ortmeier, la espuma actúa como un material transpirable, permitiendo que el gas escape del molde a través de los agujeros.
Sin embargo, la cuestión clave es la accesibilidad. Ortmeier dijo que los socios esperan proporcionar herramientas rentables a los productores de pequeña escala o a aquellos que producen múltiples productos en poco tiempo. En el moldeo por compresión típico de SMC, las herramientas son voluminosas y costosas, dice, no sólo porque las piezas son voluminosas, sino también porque tienen que soportar el desgaste causado por el movimiento y el flujo de las muchas “cargas” de SMC alineadas. en el molde. . bajo una presión aplicada necesariamente alta.
Debido a que la espuma Acell, más estructural, permanece "quebradiza" (deformable) bajo presión, la presión normal de prensado la aplastará por completo, por lo que la presión de moldeo debe ser relativamente baja. Por lo tanto, el proceso Acell sólo utiliza una fina capa de SMC sobre la piel. No se mueve ni fluye lateralmente, por lo que no hay riesgo de desgaste en la superficie de la herramienta. De hecho, la resina SMC solo fluye en la dirección z: el proceso está diseñado para proporcionar suficiente calor en el molde para licuar la matriz SMC, lo que hace que parte de la resina se filtre en las células de espuma adyacentes a medida que se desmorona ligeramente bajo presión.
"Durante el ciclo de moldeo, la cubierta de SMC se fija esencialmente mecánica y químicamente en la espuma", explica Frey, y afirma que "la delaminación de la cubierta es imposible". otra herramienta demasiado fuerte. El costo de dos insertos de fundición delgados (superior e inferior) con el detalle de superficie requerido es solo una fracción del costo requerido para producir una herramienta SMC de acero o aluminio mecanizado. El resultado, dicen los socios, es un proceso asequible que ofrece una amplia gama de transacciones a un costo de capital nominal.
Sin embargo, la asequibilidad y la asequibilidad no excluyen la adaptabilidad. Se llevaron a cabo una serie de pruebas en las que se incluyeron materiales tejidos en el laminado. Simplemente se integran en la capa intermedia, lo que aumenta la resistencia a la flexión de los paneles. Según Free, se pueden integrar tejidos de aramida, panales de metal e incluso inserciones pultruidas en paneles sándwich y prensarlos durante el procesamiento para mayor resistencia a explosiones, protección contra robo y más. "Queremos que los fabricantes comprendan que este proceso es muy flexible y adaptable", explicó. "Puede producir paneles gruesos o delgados hechos a medida a bajo costo sin procesamiento adicional como pegado o fijación".
La planta de proceso, diseñada por Italpresse específicamente para Acell, consta de una prensa de 120 toneladas de carrera descendente con placas calentadas para colocar los moldes de los paneles. La placa inferior está diseñada para entrar y salir de la prensa automáticamente, y Ortmeier dice que es posible agregar una segunda placa inferior calentada en el lado opuesto de la máquina para colocarla en un molde mientras otro está en la prensa usando Layup. estación. Las losas miden 2,6 m/8,5 pies x 1,3 m/4,2 pies para aplicaciones “estándar” como puertas decorativas, pero las losas se pueden fabricar a medida para adaptarse a proyectos específicos. Vale la pena señalar que también es posible modificar las configuraciones de prensa existentes para que coincidan con el proceso Acell, siempre que la presión se pueda controlar (mediante paradas de matriz) para evitar la sobrecompresión.
Los moldes se fabrican individualmente para cada proyecto de panel y se pueden fabricar mediante métodos de fundición tradicionales. Para obtener una superficie de molde de alta definición que imite materiales naturales como madera o piedra, se colocan paneles de fibra de vidrio/poliéster directamente sobre el material elegido para crear patrones maestros para las herramientas superiores e inferiores. Los dos modelos maestros se envían a la fundición, donde se funden las herramientas en una aleación de aluminio y níquel. La herramienta relativamente delgada se calienta rápidamente y dos operadores pueden levantarla y moverla cuando está inactiva. Hay otras opciones de herramientas disponibles, pero las técnicas de fundición producen herramientas a un costo razonable y generalmente de 0,75 ″ a 1 ″ (20 a 25 mm) de espesor.
Durante la producción, el molde se prepara según el acabado superficial deseado del panel. Free explicó que hay disponibles una variedad de recubrimientos y acabados de moldeo, incluido el recubrimiento en polvo para moldeo (PiMC), un pigmento en polvo pulverizable ampliamente utilizado que se funde y reacciona con SMC para formar un recubrimiento resistente a los rayos UV y a los rayones. Color de la superficie del panel. Otras opciones incluyen verter arena coloreada o natural sobre el molde para simular piedra, o aplicar un velo impreso que puede agregar textura y patrón. A continuación, se coloca el filamento de la superficie sobre el molde, luego la capa de SMC rellena de vidrio se corta en forma de malla y se coloca plana sobre el molde preparado.
Luego se colocó un trozo de espuma Acell de 1 ″/26 mm de espesor (también cortada en forma de malla) encima del SMC. La segunda capa de SMC se aplica a la espuma junto con la segunda película para facilitar la liberación de piezas y proporcionar un conducto para los volátiles emitidos por el SMC. La matriz inferior, que se coloca encima de la placa calentada, luego se introduce mecánica o manualmente en la prensa, donde se alcanza una temperatura de proceso de 130 °C a 150 °C (266 °F a 302 °F). Baje el molde superior sobre la pila, dejando un pequeño espacio de aire entre los moldes, y presione la capa intermedia con una fuerza de 5 kg/cm2 (71 psi) durante aproximadamente cinco minutos para formar un panel sólido como en el paso 6. Durante el ciclo de estampado, las cuentas se deslizan hacia afuera y se retira la pieza.
Para crear un panel de puerta típico, se modificó el proceso agregando un marco de madera tipo sándwich alrededor del borde de la pieza (paso 3) e instalando espuma dentro del marco. La madera con bordes permite cortar las puertas a dimensiones precisas y las bisagras y accesorios de montaje se pueden instalar fácilmente, explica Fritsch.
Si bien la mayoría de las puertas compuestas tradicionales se fabrican actualmente en Asia, Ortmayer afirma que el proceso Acell “permite la producción 'local' en tierra debido a su menor costo. Es una forma de crear puestos de trabajo en el sector manufacturero con un coste de capital razonable. Actualmente hay siete licenciatarios en Europa que utilizan el proceso Acell para fabricar puertas y otros productos de paneles, y el interés en Estados Unidos ha crecido rápidamente desde que recibió el premio ACMA en 2011, afirma Free, que espera ver más en componentes de construcción para exteriores. Este proceso, que se utiliza a menudo, por ejemplo, como paneles de revestimiento (ver foto), es excelente en términos de aislamiento térmico, resistencia a los rayos UV y resistencia a los impactos.
Otra ventaja es que los paneles Acell son 100% reciclables: hasta el 20% del material reciclado se reutiliza en la producción de espuma. "Hemos creado un proceso de moldeado SMC económico y ecológico", afirmó Free. Mike Wallenhorst dijo que se espera que la alianza estratégica con Ashland haga que la tecnología sea más conocida. Director de Gestión de Productos en Ashland. "Es una pieza de tecnología impresionante que merece una audiencia más amplia".
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Hora de publicación: 01-sep-2023