Vad är strukturell skumformning?
Ibland måste du tillverka delar som är större än de som är gjorda av traditionella material. Hur skapar man dessa delar utan att offra styrka, styvhet och övergripande kvalitet? Lyckligtvis finns det en enkel och prisvärd lösning: strukturskum.
Strukturskum är ett tillverkningsmaterial som parar skumkärnan med en stark yttre "hud" istället för att alltid vara stark. Jämfört med traditionella polymerer (som polyuretan, polyester eller epoxiharts) är den lätt och flexibel, samtidigt som den bibehåller god styrka och styvhet. Strukturskum kan producera delar av oöverträffade dimensioner, vilket leder till en revolution inom produktionen av tak, inre och yttre karosspaneler, skal för medicintekniska produkter och till och med snowboards.
Vad är strukturskum?
Strukturskum är ett kompositmaterial, vanligtvis en värmehärdande (men kan vara termoplastisk) polymer blandad med en inert fysikalisk gas (som kväve) eller ett kemiskt jäsmedel under formningsprocessen. Resultatet är inte ett fast material, utan en "kärna" med mikroporer med låg densitet och en yttre "hud" med hög densitet. Kärnan minskar materialets totala vikt, medan den starka huden håller den stark och slagtålig.
Materialets struktur liknar en sandwichstruktur, med en lågdensitetskärna helt omgiven av en högdensitetshölje. Strukturen på kärnan beskrivs ofta som liknar "svamp" eller "bikaka". På grund av sin unika kärnstruktur är strukturskum i allmänhet 20 % till 40 % lättare än fasta polymerer, aluminium, stål, plåtformningsblandningar eller andra vanliga material.
På grund av dess mindre robusta natur är det basmaterial som används för att framställa strukturskum vanligtvis en termoplastisk polymer snarare än ett värmehärdande material. Vanligt använda termoplaster inkluderar, men är inte begränsade till: polyuretan, polykarbonat, polyfenyleneter (Noryl), polybutylentereftalat (Valox) och akrylnitrilbutadienstyren.
Strukturell skumformningsprocess
Processen att forma delar med strukturskum är mycket lik traditionella reaktiva formsprutningsmetoder. Förvara de två ingredienserna, såsom polyol och isocyanat (de kombineras för att producera polyuretan), i en separat behållare i flytande form. De blandas för att bilda ett harts, som sedan injiceras i en förberedd form och härdas genom kemisk reaktion.
Det finns dock en viktig skillnad när det gäller att producera strukturskum snarare än fasta polymerer. Förutom polyoler och isocyanater tillsätts inerta gaser eller kemiska jäsmedel till blandningen under injektionsprocessen. Detta ändrar karaktären på den kemiska reaktion som i slutändan inträffar.
Jämfört med standard reaktiv formsprutning av fast polyuretan, används mindre polyol och isocyanat, så hartset kommer inte att fylla formen helt. Istället aktiveras gasen eller jäsmedlet genom reaktionen mellan de två komponenterna. Det expanderar och fyller det tomma utrymmet i formen med skum. Detta skapar en "bikakestruktur" och den inre kärnan av strukturskum är välkänd. När ytelementen är i kontakt med formväggen kollapsar de och bildar en stark hud runt utsidan av materialet.
