Što je oblikovanje strukturne pjene?
Ponekad morate proizvesti dijelove koji su veći od onih izrađenih od tradicionalnih materijala. Kako izraditi te dijelove bez žrtvovanja čvrstoće, krutosti i ukupne kvalitete? Srećom, postoji jednostavno i pristupačno rješenje: strukturna pjena.
Strukturna pjena proizvodni je materijal koji spaja pjenastu jezgru s jakom vanjskom "kožom" umjesto da uvijek bude čvrsta. U usporedbi s tradicionalnim polimerima (poput poliuretana, poliestera ili epoksidne smole), lagan je i fleksibilan, a zadržava dobru čvrstoću i krutost. Strukturna pjena može proizvesti dijelove neviđenih dimenzija, što dovodi do revolucije u proizvodnji krovova, unutarnjih i vanjskih panela karoserije, školjki medicinskih uređaja, pa čak i snowboarda.
Što je strukturna pjena?
Strukturna pjena je kompozitni materijal, obično termoreaktivni (ali može biti i termoplastični) polimer pomiješan s inertnim fizičkim plinom (kao što je dušik) ili kemijskim sredstvom za napuhavanje tijekom procesa kalupljenja. Rezultat nije čvrsti materijal, već "jezgra" mikropora niske gustoće i vanjska "koža" visoke gustoće. Jezgra smanjuje ukupnu težinu materijala, dok ga čvrsta opna održava čvrstim i otpornim na udarce.
Struktura materijala slična je sendvič strukturi, s jezgrom niske gustoće koja je potpuno okružena omotačem visoke gustoće. Tekstura jezgre često se opisuje kao slična "spužvi" ili "saću". Zbog svoje jedinstvene teksture jezgre, strukturna pjena općenito je 20% do 40% lakša od krutih polimera, aluminija, čelika, smjesa za oblikovanje lima ili drugih uobičajeno korištenih materijala.
Zbog svoje manje robusne prirode, osnovni materijal koji se koristi za proizvodnju strukturne pjene obično je termoplastični polimer, a ne termoreaktivni materijal. Uobičajeno korišteni termoplasti uključuju, ali nisu ograničeni na: poliuretan, polikarbonat, polifenilen eter (Noryl), polibutilen tereftalat (Valox) i akrilonitril butadien stiren.
Proces oblikovanja strukturne pjene
Proces oblikovanja dijelova sa strukturnom pjenom vrlo je sličan tradicionalnim metodama reaktivnog injekcijskog prešanja. Pohranite dva sastojka, kao što su poliol i izocijanat (oni se kombiniraju za proizvodnju poliuretana), u zasebnom spremniku u tekućem obliku. Miješaju se zajedno kako bi oblikovali smolu, koja se zatim ubrizgava u prethodno pripremljeni kalup i stvrdnjava kemijskom reakcijom.
Međutim, postoji važna razlika u proizvodnji strukturne pjene umjesto čvrstih polimera. Uz poliole i izocijanate, tijekom procesa ubrizgavanja smjesi se dodaju inertni plinovi ili kemijska sredstva za napuhavanje. To mijenja prirodu kemijske reakcije koja se konačno događa.
U usporedbi sa standardnim krutim poliuretanskim reaktivnim injekcijskim prešanjem, koristi se manje poliola i izocijanata, tako da smola neće u potpunosti ispuniti kalup. Umjesto toga, plin ili sredstvo za ekspandiranje aktivira se reakcijom između dvije komponente. Širi se, ispunjavajući prazan prostor kalupa pjenom. Tako se stvara tekstura "saća", a dobro je poznata unutarnja jezgra od strukturne pjene. Kada su površinski elementi u kontaktu sa stijenkom kalupa, oni se skupljaju, stvarajući čvrstu opnu oko vanjske strane materijala.
