Il processo brevettato consente lo stampaggio a compressione a pressioni più basse, risparmiando sui costi di capitale delle attrezzature per la produzione dei pannelli. #adesivi #fuori autoclave #composti per la formatura della lamiera
Potrebbe sembrare una porta di legno, ma in realtà è una replica a strati della superficie SMC, realizzata utilizzando il nuovo processo di stampaggio SMC di Acell. Questo processo utilizza un'anima in schiuma fenolica per creare porte e altri pannelli da costruzione attraverso uno stampaggio una tantum a bassa pressione. Fonte: Asell
Questa immagine mostra l'installazione della pressa. Da notare la guida rialzata visibile in alto a sinistra che supporta il sistema di spruzzatura robotizzata PiMC per la verniciatura a polvere. Fonte: Italpresse
Sezione trasversale di un pannello pressato (senza cornice in legno) che mostra come la resina SMC penetra nelle cellule aperte dell'anima in schiuma, creando un incastro meccanico per prevenire la delaminazione. Fonte: Asell
I pannelli Acell sono disponibili in centinaia di finiture, compresi i modelli in marmo, come mostrato qui. Fonte: Asell
Fase 1: Durante la fusione, viene innanzitutto creato uno stampo in alluminio nichelato utilizzando un master composito per ricreare la finitura superficiale desiderata. Questa faccia inferiore è un tipico pannello di porta. Fonte: Asell
Passaggio 2: il negativo del composto per stampaggio caricato con vetro (SMC) viene posizionato sullo strumento; in uno scenario di produzione, allo stampo viene prima applicato un velo superficiale per mantenere una qualità superficiale costante. Fonte: Asell
Passaggio 3: Il pannello della porta solitamente include un telaio in legno, che consente di praticare fori per l'hardware nella porta o nel pannello finito e tagliarlo per adattarlo all'installazione. Fonte: Asell
Fase 4: La schiuma fenolica brevettata di Acell (essenzialmente fuoco/fumo/virus) viene posizionata nel telaio di legno. Fonte: Asell
Passaggio 5: posizionare il foglio superiore di SMC sul telaio in polistirolo e legno e formare l'altro rivestimento esterno del sandwich in SMC e polistirolo. Fonte: Asell
Passaggio 6: confrontare il pannello finito con il modulo. Si noti che la schiuma sfusa consente di riprodurre i contorni dei pannelli. Fonte: Asell
“Se lo costruisci, arriveranno” potrebbe essere uno slogan di Hollywood, ma descrive anche la strategia di progresso talvolta adottata dall’industria dei compositi, ovvero l’introduzione di innovazioni convincenti nella speranza che il mercato si evolva nel tempo. Adattatevi e accettatelo. La tecnologia Sheet Moulding Compound (SMC) di Acell è una di queste innovazioni. Brevettato in tutto il mondo nel 2008 e introdotto negli Stati Uniti nel 2010, questo processo fornisce una combinazione di materiale e processo per lo stampaggio sandwich personalizzato ad alte prestazioni. Il costo dei beni strumentali dei pannelli è molto inferiore rispetto allo stampaggio a compressione convenzionale.
L'inventore di questa innovazione è il gruppo italiano di tecnologia chimica Acell (Milano, Italia), che da 25 anni produce un'anima in schiuma fenolica a celle aperte unica nel suo genere per strutture edili resistenti al fuoco. Acell desiderava trovare un mercato più ampio per i suoi prodotti in schiuma e ha sviluppato un metodo per utilizzare la schiuma in combinazione con SMC per produrre in modo efficiente porte e altri prodotti a pannelli per il mercato dell'edilizia. Il partner tecnico Acell Italpresse SpA (Bagnatica, Italia e Punta Gorda, Florida) ha progettato e costruito una linea di produzione completa per la produzione di pannelli compositi secondo parametri specificati. "Crediamo nel nostro modello di business che prevede la creazione di processi e prodotti per un uso globale", ha affermato Michael Free, Direttore commerciale di Acell.
Forse ha ragione. Ciò ha suscitato molto interesse nel settore. Infatti, Ashland Performance Materials (Columbus, Ohio) ha stretto un'alleanza strategica con Acell per promuovere questa tecnologia nel Nord America. Il processo Acell è stato inoltre insignito del Composites Excellence Award (ACE) 2011 dall'American Composite Manufacturers Association. (ACMA, Arlington, Virginia) Categoria Innovazione di processo.
Il nuovo processo di stampaggio è la cristallizzazione di una grande quantità di ricerca e sviluppo di pannelli sandwich. Dave Ortmyer, COO di Italpresse USA, ha spiegato che i progetti di porte in composito esistenti vengono realizzati attraverso un processo in più fasi e ad alta intensità di manodopera che comprende la fabbricazione del telaio interno, la laminazione del rivestimento in SMC, l'assemblaggio dei componenti e, infine, la schiuma di poliuretano versata all'interno. per l'isolamento termico. Al contrario, il processo di Acell produce un pannello per porta equivalente in un solo passaggio e ad un costo iniziale notevolmente inferiore. "Uno stampo tradizionale del rivestimento della porta SMC può costare fino a $ 300.000", ha affermato Ortmyer. "Il nostro processo può fornirti una porta finita in un colpo solo, il costo degli strumenti sarà compreso tra $ 20.000 e $ 25.000."
I materiali svolgono un ruolo chiave nel processo. A differenza della maggior parte delle schiume fenoliche, che sono morbide, fragili e fragili (come la schiuma verde da fiorista utilizzata per le composizioni floreali), la schiuma Acell è una combinazione di ingredienti brevettati per creare una schiuma strutturale più forte. m3 (da 5 a 50 libbre/piedi3). La schiuma ha proprietà di isolamento termico, resistenza al fuoco, al fumo e alla tossicità (FST) e proprietà fonoassorbenti. È anche disponibile in una varietà di dimensioni di celle, ha affermato Free. L'SMC caricato a vetro utilizzato nei pannelli delle porte è prodotto da Acell, ha affermato. Poiché l'SMC è soggetto a degassamento durante lo stampaggio, afferma Ortmeier, la schiuma agisce come un materiale traspirante, consentendo al gas di fuoriuscire dallo stampo attraverso i fori.
Tuttavia, la questione chiave è l’accessibilità. Ortmeier ha affermato che i partner sperano di fornire strumenti economicamente vantaggiosi ai produttori su piccola scala o a coloro che producono più prodotti con breve preavviso. Nel tipico stampaggio a compressione SMC, gli strumenti sono ingombranti e costosi, afferma, non solo perché le parti sono ingombranti, ma anche perché devono resistere all'usura causata dal movimento e dal flusso delle numerose "cariche" SMC allineate nello stampo. . sotto una pressione applicata necessariamente elevata.
Poiché la schiuma Acell più strutturale rimane “fragile” (deformabile) sotto pressione, la normale pressione di pressatura la schiaccerà completamente, quindi la pressione di stampaggio deve essere relativamente bassa. Pertanto, il processo Acell utilizza solo un sottile strato di SMC sulla pelle. Non si muove né scorre lateralmente, quindi non c'è rischio di usura sulla superficie dell'utensile. In effetti, la resina SMC scorre solo nella direzione z: il processo è progettato per fornire abbastanza calore nello stampo per liquefare la matrice SMC, facendo sì che parte della resina penetri nelle celle di schiuma adiacenti mentre si sbriciola leggermente sotto pressione.
“Durante il ciclo di stampaggio, il guscio in SMC viene essenzialmente fissato meccanicamente e chimicamente nella schiuma”, spiega Frey, sostenendo che “la delaminazione del guscio è impossibile”. altro Strumento troppo potente. Il costo di due inserti sottili fusi (superiore e inferiore) con il dettaglio superficiale richiesto è solo una frazione del costo richiesto per produrre un utensile SMC in acciaio o alluminio lavorato. Il risultato, affermano i partner, è un processo conveniente che offre un’ampia gamma di transazioni a un costo nominale del capitale.
Tuttavia, l’accessibilità economica e l’accessibilità economica non escludono l’adattabilità. Sono stati eseguiti numerosi test in cui i materiali tessuti sono stati inclusi nel laminato. Sono semplicemente integrati nello strato intermedio, aumentando la resistenza alla flessione dei pannelli. Secondo Free, tessuti aramidici intrecciati, nidi d'ape metallici e persino inserti pultrusi possono essere integrati in pannelli sandwich e pressati durante la lavorazione per una maggiore resistenza alle esplosioni, protezione antifurto e altro ancora. "Vogliamo che i produttori comprendano che questo processo è molto flessibile e adattabile", ha spiegato. “È in grado di produrre pannelli spessi o sottili su misura a basso costo senza lavorazioni aggiuntive come incollaggio o fissaggio”.
L'impianto di processo, progettato da Italpresse appositamente per Acell, è costituito da una pressa discesa da 120 tonnellate con piani riscaldati per il posizionamento degli stampi per i pannelli. La piastra inferiore è progettata per entrare e uscire automaticamente dalla pressa e Ortmeier afferma che è possibile aggiungere una seconda piastra inferiore riscaldata sul lato opposto della macchina da posizionare su uno stampo mentre un altro è nella pressa utilizzando Layup. stazione. Le lastre misurano 2,6 m/8,5 piedi x 1,3 m/4,2 piedi per applicazioni "standard" come porte decorative, ma le lastre possono essere realizzate su misura per adattarsi a progetti specifici. Vale la pena notare che è anche possibile modificare le configurazioni della pressa esistenti per adattarle al processo Acell, a condizione che la pressione possa essere controllata (tramite fermi dello stampo) per evitare una sovracompressione.
Gli stampi vengono realizzati individualmente per ciascun progetto di pannello e possono essere realizzati con metodi di fusione tradizionali. Per ottenere una superficie dello stampo ad alta definizione che imiti materiali naturali come legno o pietra, i pannelli in fibra di vetro/poliestere vengono posati direttamente sul materiale scelto per creare modelli principali per gli strumenti superiori e inferiori. I due modelli master vengono inviati alla fonderia, dove gli strumenti vengono fusi in lega di alluminio-nichel. Lo strumento relativamente sottile si riscalda rapidamente e può essere sollevato e spostato da due operatori quando è inattivo. Sono disponibili altre opzioni di utensili, ma le tecniche di fusione producono utensili a un costo ragionevole e in genere con uno spessore compreso tra 0,75 "e 1" (da 20 a 25 mm).
Durante la produzione lo stampo viene preparato in base alla finitura superficiale desiderata del pannello. Sono disponibili una varietà di rivestimenti e finiture per stampaggio, ha spiegato Free, incluso il rivestimento in polvere per stampaggio (PiMC), una polvere di pigmenti spruzzabile ampiamente utilizzata che si scioglie e reagisce con SMC per formare un rivestimento resistente ai raggi UV e ai graffi. Colore della superficie del pannello. Altre opzioni includono il versamento di sabbia colorata o naturale sullo stampo per simulare la pietra o l'applicazione di un velo stampato che può aggiungere consistenza e motivo. Successivamente, il filamento superficiale viene steso sullo stampo, quindi lo strato di SMC caricato con vetro viene tagliato a forma di rete e adagiato sullo stampo preparato.
Un pezzo di schiuma Acell da 1″/26 mm di spessore (anch'esso tagliato a forma di rete) è stato quindi posizionato sopra l'SMC. Il secondo strato di SMC viene applicato alla schiuma insieme al secondo film per facilitare il rilascio delle parti e fornire un condotto per le sostanze volatili emesse dall'SMC. Lo stampo inferiore, posizionato sopra la piastra riscaldata, viene quindi alimentato meccanicamente o manualmente nella pressa dove viene raggiunta una temperatura di processo compresa tra 130°C e 150°C (da 266°F a 302°F). Abbassare lo stampo superiore sulla pila, lasciando un piccolo spazio d'aria tra gli stampi, e premere lo strato intermedio con una forza di 5 kg/cm2 (71 psi) per circa cinque minuti per formare un pannello solido come al punto 6. Durante ciclo di stampaggio, i cordoni scivolano fuori e il pezzo viene rimosso.
Per creare un tipico pannello per porta, il processo è stato modificato aggiungendo un telaio in legno sandwich attorno al bordo del pezzo (passaggio 3) e installando la schiuma all'interno del telaio. Il legno bordato consente di tagliare le porte su dimensioni precise e di montare facilmente cerniere e accessori, spiega Fritsch.
Sebbene la maggior parte delle tradizionali porte in materiale composito siano oggi prodotte in Asia, Ortmayer afferma che il processo Acell “consente la produzione 'locale' sulla terraferma grazie al suo costo inferiore. È un modo per creare posti di lavoro nel settore manifatturiero a un costo di capitale ragionevole. Attualmente ci sono sette licenziatari in Europa che utilizzano il processo Acell per realizzare porte e altri prodotti a pannelli, e l’interesse negli Stati Uniti è cresciuto rapidamente da quando ha ricevuto un premio ACMA nel 2011, afferma Free, che spera di vedere di più nei componenti per l’edilizia per esterni. Spesso utilizzato, ad esempio, come pannelli di rivestimento (vedi foto), questo processo è eccellente in termini di isolamento termico, resistenza ai raggi UV e resistenza agli urti.
Un altro vantaggio è che i pannelli Acell sono riciclabili al 100%: fino al 20% del materiale riciclato viene riutilizzato nella produzione della schiuma. "Abbiamo creato un processo di stampaggio SMC economico ed ecologico", ha affermato Free. Mike Wallenhorst ha affermato che si prevede che l'alleanza strategica con Ashland renderà la tecnologia più ampiamente conosciuta. Direttore della gestione del prodotto presso Ashland. "È un pezzo di tecnologia impressionante che merita un pubblico più ampio."
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Orario di pubblicazione: 01 settembre 2023