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SMC 샌드위치 패널: 린 프로세스로 문을 열다 | 복합재의 세계

01 (2) PU PU 가죽 제품 암면 보드 슬리터 샌드위치 패널 시리즈1 샌드위치 패널 시리즈5

특허받은 공정을 통해 더 낮은 압력에서 압축 성형이 가능해 패널 생산을 위한 장비 자본 비용이 절약됩니다. #접착제 #오토클레이브 외부 #시트 형성 화합물
나무 문처럼 보이지만 실제로는 Acell의 새로운 SMC 성형 공정을 사용하여 만든 SMC 표면의 레이어 복제품입니다. 이 공정은 페놀 폼 코어를 사용하여 저압 일회성 성형을 통해 문 및 기타 건물 패널을 만듭니다. 출처 : 아셀
이 이미지는 프레스 설치를 보여줍니다. 분말 코팅용 PiMC 로봇 스프레이 시스템을 지원하는 왼쪽 상단에 보이는 돌출된 레일을 확인하세요. 출처: 이탈프레스
SMC 수지가 폼 코어의 열린 셀에 어떻게 침투하여 박리를 방지하기 위한 기계적 인터록을 생성하는지 보여주는 압축 패널(목재 프레임 없음)의 단면입니다. 출처 : 아셀
Acell 패널은 여기에 표시된 대리석 패턴을 포함하여 수백 가지 마감재로 제공됩니다. 출처 : 아셀
1단계: 주조하는 동안 먼저 원하는 표면 마감을 재현하기 위해 복합재 마스터를 사용하여 니켈 도금 알루미늄 주형을 만듭니다. 이 바닥면은 일반적인 도어 패널입니다. 출처 : 아셀
2단계: 유리 충전 성형 화합물(SMC)의 네거티브를 공구 위에 놓습니다. 생산 시나리오에서는 표면 베일이 먼저 금형에 적용되어 일관된 표면 품질을 유지합니다. 출처 : 아셀
3단계: 도어 패널에는 일반적으로 목재 프레임이 포함되어 있으므로 완성된 도어나 패널에 하드웨어 구멍을 뚫고 설치에 맞게 잘라낼 수 있습니다. 출처 : 아셀
4단계: Acell의 특허받은 페놀폼(본질적으로 화재/연기/바이러스)을 목재 프레임에 배치합니다. 출처 : 아셀
5단계: SMC의 상단 시트를 스티로폼과 나무 프레임 위에 놓고 SMC와 스티로폼 샌드위치의 다른 외부 스킨을 형성합니다. 출처 : 아셀
6단계: 완성된 패널을 양식과 비교합니다. 느슨한 폼을 사용하면 패널의 윤곽을 재현할 수 있습니다. 출처 : 아셀
"만약 만들면 그들이 올 것이다"는 헐리우드의 유행어일 수도 있지만, 이는 복합재 산업이 때때로 채택하는 발전 전략을 설명하기도 합니다. 이는 시장이 시간이 지남에 따라 발전할 것이라는 희망으로 강력한 혁신을 도입하는 것입니다. 적응하고 받아들이십시오. Acell의 시트 몰딩 컴파운드(SMC) 기술은 그러한 혁신 중 하나입니다. 2008년에 전 세계적으로 특허를 획득하고 2010년에 미국에 도입된 이 공정은 고성능 맞춤형 샌드위치 성형을 위한 재료와 공정의 조합을 제공합니다. 패널의 자본 장비 비용은 기존 압축 성형보다 훨씬 낮습니다.
이 혁신의 발명자는 이탈리아 화학 기술 그룹인 Acell(이탈리아 밀라노)입니다. 이 회사는 25년 동안 내화성 건물 구조용 독특한 개방형 페놀폼 보드(PF 단열재) 코어를 생산해 왔습니다. Acell은 폼 제품에 대한 더 넓은 시장을 찾고 싶었고 건축 시장을 위한 도어 및 기타 패널 제품을 효율적으로 제조하기 위해 SMC와 함께 폼을 사용하는 방법을 개발했습니다. 기술 파트너인 Acell Italpresse SpA(이탈리아 바냐티카, 플로리다 푼타 고르다)는 지정된 매개변수에 따라 복합 패널 생산을 위한 완전한 생산 라인을 설계하고 구축했습니다. Acell의 최고 상업 책임자인 Michael Free는 “우리는 전 세계적으로 사용할 수 있는 프로세스와 제품을 만드는 우리의 비즈니스 모델을 믿습니다.”라고 말했습니다.
아마도 그가 옳을 것입니다. 이는 업계에 많은 관심을 불러일으켰다. 실제로 Ashland Performance Materials(오하이오주 콜럼버스)는 북미에서 이 기술을 홍보하기 위해 Acell과 전략적 제휴를 맺었습니다. Acell 공정은 또한 미국 복합재 제조업체 협회(American Composite Manufacturer Association)로부터 2011 Composites Excellence Award(ACE)를 수상했습니다. (ACMA, 버지니아주 알링턴) 프로세스 혁신 카테고리.
새로운 성형 공정은 샌드위치 패널에 대한 많은 연구 개발의 결정체입니다. Italpresse USA의 COO인 Dave Ortmyer는 기존 복합 도어 디자인이 내부 프레임 제작, SMC 스킨 라미네이팅, 구성 요소 조립, 마지막으로 내부에 폴리우레탄 폼을 붓는 등 노동 집약적인 다단계 공정을 통해 제조된다고 설명했습니다. 단열용. 대조적으로, Acell의 공정은 단 한 단계로 상당히 낮은 초기 비용으로 동일한 도어 패널을 생산합니다. Ortmyer는 "기존의 SMC 도어 스킨 몰드 비용은 최대 300,000달러에 이릅니다."라고 말했습니다. "우리 프로세스는 한 번에 완성된 문을 제공할 수 있으며 도구 비용은 $20,000 ~ $25,000입니다."
재료는 프로세스에서 중요한 역할을 합니다. 부드럽고 깨지기 쉬운 대부분의 페놀폼(꽃꽂이에 사용되는 녹색 꽃집 폼처럼)과 달리, Acell 폼은 더 강력한 구조적 폼을 만들기 위해 독점적인 성분을 조합한 것입니다. m3(5~50lb/ft3). 폼은 단열 특성, 화재, 연기 및 독성(FST) 저항성 및 흡음 특성을 가지고 있습니다. Free는 다양한 셀 크기로도 제공된다고 말했습니다. 도어 패널에 사용되는 유리 충전 SMC는 Acell에서 만든 것이라고 그는 말했습니다. Ortmeier는 SMC가 성형 중에 가스를 방출하는 경향이 있기 때문에 폼이 통기성 재료 역할을 하여 가스가 구멍을 통해 금형 밖으로 빠져나갈 수 있도록 한다고 Ortmeier는 말합니다.
그러나 가장 중요한 문제는 접근성입니다. Ortmeier는 파트너들이 소규모 생산자나 단기간에 여러 제품을 생산하는 생산자에게 비용 효율적인 도구를 제공하기를 희망한다고 말했습니다. 일반적인 SMC 압축 성형에서 도구는 부피가 크고 비싸다고 그는 말합니다. 부품이 부피가 클 뿐만 아니라 정렬된 많은 SMC "충전재"의 움직임과 흐름으로 인한 마모를 견뎌야 하기 때문입니다. 금형에서. . 필연적으로 높은 압력이 가해지는 상황.
좀 더 구조적인 아셀 폼은 압력을 가해도 부서지기 쉬운(변형 가능) 상태로 남아 있기 때문에 일반 압착 압력을 가하면 폼이 완전히 부서지므로 성형 압력은 상대적으로 낮아야 합니다. 따라서 Acell 공정에서는 피부에 얇은 SMC 층만 사용합니다. 옆으로 움직이거나 흐르지 않아 공구 표면이 마모될 위험이 없습니다. 실제로 SMC 수지는 z 방향으로만 흐릅니다. 이 공정은 SMC 매트릭스를 액화시키기 위해 금형에 충분한 열을 제공하도록 설계되었으며, 압력을 가하면 약간 부서지면서 일부 수지가 인접한 폼 셀로 스며들게 됩니다.
Frey는 "성형 사이클 동안 SMC 쉘은 기본적으로 기계적, 화학적으로 폼에 고정됩니다"라고 설명하며 "쉘 박리는 불가능합니다"라고 주장합니다. 기타 도구가 너무 강력합니다. 필요한 표면 디테일을 갖춘 두 개의 얇은 주조 인서트(상단 및 하단) 비용은 강철 또는 가공된 알루미늄 SMC 공구를 생산하는 데 필요한 비용의 극히 일부에 불과합니다. 그 결과, 명목상의 자본 비용으로 광범위한 거래를 제공하는 합리적인 프로세스가 탄생했다고 파트너들은 말합니다.
그러나 경제성과 경제성이 적응성을 배제하지는 않습니다. 라미네이트에 직조 재료를 포함하는 여러 가지 테스트가 수행되었습니다. 이는 중간층에 간단히 내장되어 패널의 굽힘 강도를 높입니다. Free에 따르면 직조 아라미드 직물, 금속 벌집 모양, 심지어 인발성형 인서트까지 샌드위치 패널에 통합하고 처리 중에 압축하여 폭발 방지, 도난 방지 등을 강화할 수 있습니다. “우리는 제조업체가 이 프로세스가 매우 유연하고 적응 가능하다는 점을 이해하기를 바랍니다.”라고 그는 설명했습니다. “접착이나 고정 등의 추가 가공 없이 두꺼운 패널이나 얇은 패널을 맞춤형으로 저렴한 비용으로 생산할 수 있습니다.”
Acell을 위해 Italpresse가 특별히 설계한 공정 플랜트는 패널용 금형을 배치하기 위한 가열판이 있는 120톤 다운스트로크 프레스로 구성됩니다. 하단 압반은 자동으로 프레스 안팎으로 움직이도록 설계되었으며, Ortmeier는 Layup을 사용하여 한 금형에 다른 금형이 있는 동안 다른 금형에 놓이도록 기계 반대쪽에 두 번째 가열된 바닥 압반을 추가할 수 있다고 말합니다. 역. 슬래브는 장식용 문과 같은 "표준" 용도의 경우 2.6m/8.5ft x 1.3m/4.2ft이지만 특정 프로젝트에 맞게 슬래브를 맞춤 제작할 수 있습니다. 과도한 압축을 방지하기 위해 (다이 정지를 통해) 압력을 제어할 수 있는 경우 Acell 프로세스에 맞게 기존 프레스 설정을 수정하는 것도 가능하다는 점은 주목할 가치가 있습니다.
금형은 각 패널 프로젝트에 대해 개별적으로 제작되며 전통적인 주조 방법으로 제작할 수 있습니다. 나무나 돌과 같은 천연 재료를 모방한 고화질 금형 표면을 얻기 위해 유리 섬유/폴리에스테르 패널을 선택한 재료 위에 직접 놓아 상부 및 하부 도구에 대한 마스터 패턴을 만듭니다. 두 개의 마스터 모델이 주조 공장으로 보내지고, 여기서 도구는 알루미늄-니켈 합금으로 주조됩니다. 상대적으로 얇은 도구는 빠르게 가열되며 유휴 상태에서도 두 명의 작업자가 들어 올리고 이동할 수 있습니다. 다른 도구 옵션도 사용할 수 있지만 주조 기술은 합리적인 비용으로 일반적으로 두께가 0.75인치~1인치(20~25mm)인 도구를 생산합니다.
생산 과정에서 패널의 원하는 표면 마감에 따라 금형이 준비됩니다. 다양한 성형 코팅 및 마감재를 사용할 수 있다고 Free는 설명했습니다. 여기에는 SMC와 녹아 반응하여 UV 및 긁힘 방지 코팅을 형성하는 널리 사용되는 분무형 안료 분말인 성형 분말 코팅(PiMC)이 포함됩니다. 패널 표면 색상. 다른 옵션으로는 돌을 시뮬레이션하기 위해 금형 위에 착색된 모래나 천연 모래를 붓거나 질감과 패턴을 추가할 수 있는 인쇄된 베일을 적용하는 것이 있습니다. 다음으로, 표면 필라멘트를 몰드 위에 놓은 다음 유리로 채워진 SMC 층을 메쉬 모양으로 자르고 준비된 몰드 위에 평평하게 놓습니다.
그런 다음 1인치/26mm 두께의 Acell 폼 조각(또한 메쉬 모양으로 절단됨)을 SMC 위에 배치했습니다. SMC의 두 번째 층은 두 번째 필름과 함께 폼에 도포되어 부품 분리를 촉진하고 SMC에서 방출되는 휘발성 물질을 위한 도관을 제공합니다. 가열된 압반 위에 놓인 하단 다이는 기계적으로 또는 수동으로 프레스에 공급되어 공정 온도가 130°C ~ 150°C(266°F ~ 302°F)에 도달합니다. 상단 몰드를 스택 위로 내리고 몰드 사이에 약간의 공기 간격을 두고 중간층을 5kg/cm2(71psi)의 힘으로 약 5분간 눌러 6단계와 같이 견고한 패널을 형성합니다. 스탬핑 사이클에서 비드가 미끄러져 나와 부품이 제거됩니다.
일반적인 도어 패널을 만들기 위해 조각 가장자리 주위에 샌드위치 목재 프레임을 추가하고(3단계) 프레임 내부에 폼을 설치하여 공정을 수정했습니다. 가장자리가 있는 목재를 사용하면 문을 정확한 치수로 절단할 수 있으며 장착 경첩과 부속품을 쉽게 설치할 수 있다고 Fritsch는 설명합니다.
대부분의 전통적인 복합 도어는 현재 아시아에서 제조되지만 Ortmayer는 Acell 공정을 통해 “저비용으로 인해 육상에서 '현지' 생산이 가능해졌습니다. 합리적인 자본 비용으로 제조업 일자리를 창출하는 방법이다. 현재 유럽에는 문과 기타 패널 제품을 만들기 위해 Acell 공정을 사용하는 7개의 라이센시가 있으며 미국에 대한 관심은 2011년 ACMA 상을 받은 이후 급속히 커졌다고 Free는 말했습니다. Free는 옥외 건축 부품에서 더 많은 것을 볼 수 있기를 희망합니다. 예를 들어 클래딩 패널(사진 참조)로 자주 사용되는 이 공정은 단열, UV 저항성 및 내충격성 측면에서 탁월합니다.
또 다른 장점은 Acell 패널이 100% 재활용 가능하다는 점입니다. 재활용 재료의 최대 20%가 폼 생산에 재사용됩니다. "우리는 경제적이고 친환경적인 SMC 성형 공정을 만들었습니다."라고 Free는 말했습니다. Mike Wallenhorst는 Ashland와의 전략적 제휴를 통해 이 기술이 더욱 널리 알려지게 될 것이라고 말했습니다. Ashland의 제품 관리 이사. "이것은 더 많은 청중이 이해할 수 있는 인상적인 기술입니다."
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게시 시간: 2023년 9월 1일