تولید فوم پلی اورتان: فرآیند، تجهیزات و راهنمای انتخاب خط

یک کارخانه یخچال که تصمیم می‌گیرد کف کابینت را به داخل خانه بیاورد، معمولاً با همین سوال شروع می‌کند: اگر هدف، چگالی پایدار، بدون حفره و زمان قالب‌گیری کمتر از پنج دقیقه باشد، تولید فوم پلی‌اورتان واقعاً چه نیازی دارد؟ پاسخ به ندرت در برگه اطلاعات ماشین چاپ می شود. در نسبت مخلوط، دمای دو جزء و نحوه قرار دادن شات در حفره زندگی می کند.

نسخه کوتاه: تولید فوم پلی یورتان یک فرآیند اندازه گیری دقیق است که به یک واکنش شیمیایی متصل می شود. نسبت، انرژی اختلاط و الگوی تزریق را کنترل کنید و فوم به طور قابل پیش بینی رفتار می کند. کنترل هر یک از آنها را از دست بدهید، و هیچ مقدار فشار قالب قطعه را نجات نمی دهد.

بخش‌های زیر فرآیند از مخازن مواد خام تا ایستگاه قالب‌گیری را دنبال می‌کنند، توضیح می‌دهند که سیستم‌های فشار بالا و فشار پایین کجا از هم جدا می‌شوند، و مشخص می‌کنند که کدام پیکربندی تجهیزات برای مقیاس تولید مناسب است.

با شیمی شروع کنید، سپس دستگاه را اندازه کنید

دو جریان مایع در سر اختلاط به هم می رسند. A-side یک ترکیب پلی ال است: پلی ال، کاتالیزور، سورفکتانت، عامل دمنده و در بسیاری از فرمول های سفت و سخت، آب. سمت B یک ایزوسیانات است، اغلب MDI پلیمری برای فوم سفت و سخت یا یک مخلوط MDI/TDI برای گریدهای انعطاف پذیر. همه چیز در پایین دست سر اختلاط وجود دارد تا آن دو جریان را در نسبت، دما و فشار صحیح در لحظه درست تحویل دهد.

نسبت سزاوار توجه بیشتری نسبت به آن است که معمولاً در حین خرید می شود. فوم سفت و سخت معمولاً با شاخصی بین 100 تا 110 اجرا می شود، جایی که این شاخص بار واقعی ایزوسیانات را با نیاز استوکیومتری مقایسه می کند. رانش چند درصدی ساختار سلول، استحکام فشاری و رفتار قالب‌گیری را تغییر می‌دهد و اصلاح آن پس از بالا آمدن کف بسیار سخت است.

چهار مرحله که هر شات از آن عبور می کند

• زمان کرم: مایع ابری می شود و با بخار شدن عامل دمنده و شروع واکنش شروع به انبساط می کند.
• زمان ژل: شبکه پلیمری استحکام کافی برای نگه داشتن حباب های گاز در جای خود ایجاد می کند.
• زمان خیزش: فوم برای پر کردن حفره منبسط می شود که توسط عامل دمنده و دی اکسید کربن حاصل از واکنش آب-ایزوسیانات هدایت می شود.
• درمان و از بین بردن قالب: این قطعه به اندازه کافی استحکام سبز به دست می آورد تا بدون اعوجاج حذف شود.

این پنجره ها توسط فرمول تنظیم می شوند، اما آنها فقط زمانی قابل تکرار هستند که دستگاه وزن، نسبت و کیفیت اختلاط یکسان را در هر چرخه تکرار کند.

توالی ساخت، گام به گام

در یک خط تولید خوب، تولید فوم پلی یورتان از یک توالی ثابت پیروی می کند، خواه این قطعه کابینت یخچال باشد یا یک پد صندلی ماشین.

1. مواد اولیه را آماده کنید. پلی‌ال و ایزوسیانات در مخازن روکش دار قرار می‌گیرند که معمولاً در دمای 20 تا 25 درجه سانتی‌گراد نگهداری می‌شوند و نیتروژن خشک روی ایزوسیانات را می‌پوشاند تا رطوبت را از بین ببرد.
2. دو جریان را متر کنید. سیستم های فشار بالا از پمپ های پیستونی محوری یا دنده ای استفاده می کنند و هر جزء قبل از شروع تولید بر اساس وزن کالیبره می شود.
3. ایجاد فشار و چرخش مجدد. هر دو جریان با فشار کاری کامل به مخازن باز می گردند تا سر برای شلیک فوری آماده شود.
4. با برخورد مخلوط کنید. در یک هد فشار بالا، دو جریان با سرعت بالا در یک محفظه کوچک با هم برخورد می کنند و در عرض میلی ثانیه با هم مخلوط می شوند.
5. داخل قالب یا حفره تزریق کنید. وزن شات، الگوی ریختن و زمان تزریق تعیین می کند که آیا حفره به طور یکنواخت پر می شود یا هوا را به دام می اندازد.
6. اجازه افزایش و ژل. دمای قالب و هواگیری تعیین می کند که آیا فوم بدون حفره های داخلی به گوشه ها می رسد یا خیر.
7. تخریب، درمان و بازرسی. قطعات بریده شده، وزن شده و از نظر چگالی و کیفیت سطح بررسی می شوند.

نمودار زیر نشان می دهد که چگونه این مراحل بر روی یک نصب کف معمولی با فشار بالا قرار می گیرند.

فوم فشار بالا در مقابل فشار کم: جایی که خط متفاوت است

بزرگترین تصمیم تجهیزات، اصل اختلاط است، زیرا روال تعمیر و نگهداری، استفاده از حلال و حداقل اندازه شات را که خط می تواند به طور قابل اعتماد انجام دهد شکل می دهد.

ماشین اصلی: انتخاب واحد تزریق فوم

اکثر کارخانه ها با یک دستگاه تزریق فشار بالا شروع می کنند و بعداً اتوماسیون را اضافه می کنند. اولین تصمیم دو جزء یا سه جزئی است: یک واحد دو جزئی پلی ال و ایزوسیانات را اندازه گیری می کند، در حالی که یک واحد سه جزئی جریان سومی را اضافه می کند که معمولاً یک عامل دمنده، رنگدانه یا افزودنی است که نمی تواند از قبل با پلی ال مخلوط شود.

دستگاه تزریق فوم فشار قوی پلی اورتان دو جزئی دستگاه تزریق فوم فشار بالا پلی یورتان معمولی از بازوی تکان دهنده برای تزریق چرخش 180 درجه استفاده می کند. طول بازوی راکر را می توان سفارشی کرد. این من... مشاهده محصول →

گزینه های اتوماسیون و آنچه در واقع تغییر می کنند

• سر ثابت: کم‌هزینه‌ترین چیدمان، مناسب برای یک موقعیت قالب یا یک وسیله ثابت.
• سر نصب شده روی مسیر: سر در امتداد خط قالب حرکت می کند، بنابراین یک دستگاه می تواند چندین ایستگاه را به ترتیب خدمت کند.
• دستکاری محور XY: یک مسیر ریختن برنامه ریزی شده روی یک قالب مسطح، مفید برای پانل ها و اشکال حفره کم عمق.
• ربات شش محوره: الگوهای سه بعدی ریختن قابل تکرار، معمولاً در جایی انتخاب می شوند که هندسه قسمت اغلب تغییر می کند.

بازپرداخت معمولاً از تکرارپذیری ناشی می شود تا سرعت خام. ماشینی که وزن شات را درون یک نوار محکم نگه می‌دارد، ضایعات و بسته‌بندی بیش از حد را بسیار مطمئن‌تر از ماشینی که به سادگی سریع‌تر می‌چرخد، کاهش می‌دهد.

طرح‌بندی خط: وقتی حجم خروجی پیکربندی را تغییر می‌دهد

یک دستگاه واحد و یک قالب ثابت تا حدی به خوبی کار می کنند. زمانی که زمان قالب گیری کمتر از زمان لازم برای بارگیری، بستن، کف کردن، پخت و تخلیه یک قالب باشد، آن قالب دیگر نمی تواند ماشین را مشغول نگه دارد. این شکافی است که طرح‌بندی‌های خطوط برای بسته کردن آن طراحی شده‌اند و دلیل آن است تجهیزات فوم پلی اورتان محدوده به چندین معماری تقسیم می شود.

خط تولید دستگاه تزریق فوم گردان خط تولید دستگاه تزریق فوم صفحه گردان دارای یک صفحه گردان و یک موتور احیا کننده به عنوان اجزای اصلی است و چندین ایستگاه قالب بر روی میز گردان وجود دارد ... مشاهده محصول →

• خطوط گردان: قالب‌ها از طریق موقعیت‌های بار، فوم، پخت و تخلیه نشان‌دهنده می‌شوند که برای زمان تاکت ثابت و تعداد کمی از قطعات یکسان مناسب است.
• خطوط نوع H: حامل‌های قالب در امتداد دو ریل موازی حرکت می‌کنند و مسیر پخت طولانی‌تری و ایستگاه‌های بیشتری بدون ردپای کف بزرگ می‌دهند.
• خطوط حلقوی: یک حلقه پیوسته برای تولید با حجم بالا که در آن همان قطعه برای ماه ها در یک زمان اجرا می شود.

زمان تاکت و میکس قسمت را انتخاب کنید. کارخانه ای که دارای بخش های مختلف است معمولاً از تغییر سریع قالب بیشتر از یک حلقه پخت طولانی تر سود می برد.

سیکلوپنتان و انتخاب عامل دمنده

انتخاب عامل دمنده هم عملکرد عایق و هم تجهیزات ایمنی در اطراف خط را هدایت می کند. سیکلوپنتان به دلیل پتانسیل کم گرمایش جهانی به انتخاب رایج برای کابینت های یخچال و پانل های عایق صلب تبدیل شده است، اما قابل اشتعال است که تهویه، طبقه بندی الکتریکی و روش های جابجایی مواد را در محل تغییر می دهد.

یک سیستم پیش مخلوط سیکلوپنتان عامل دمنده را تحت دما و فشار کنترل شده با پلی ال ترکیب می کند، بنابراین پلی ال مخلوط به دستگاه تزریقی می رسد که قبلاً عامل دمنده را حمل می کند. در مقایسه با تزریق سیکلوپنتان مایع به طور جداگانه در سر اختلاط، پیش اختلاط ساختار سلولی یکنواخت تری می دهد و مایع قابل اشتعال غلیظ را در داخل یک حلقه بسته نگه می دارد.

سیستم پیش مخلوط سیکلوپنتان اصل کار سیستم پیش اختلاط سیکلوپنتان اندازه گیری دقیق و مخلوط کردن مواد اولیه پلی یورتان مختلف مانند ایزوسیانات، پلی اتر پلی ال، کاتالیزور، فوم... مشاهده محصول →

برای گیاهانی که از سیستم‌های فلوئوروکربن قدیمی‌تر تبدیل می‌شوند، مسیر پیش‌آمیخت اغلب مسیر قابل کنترل‌تری است، زیرا دستگاه تزریق موجود اغلب می‌تواند با مهر و موم به‌روز شده و پارامترهای کنترل تجدیدنظر شده حفظ شود.

متغیرهای فرآیندی که کیفیت فوم را تعیین می کنند

هنگامی که تجهیزات نصب و کالیبره شد، تعداد انگشت شماری از متغیرها بیشتر مشکلات کیفی را به همراه دارند:

• رانش نسبت مخلوط ناشی از فرسودگی مهر و موم پمپ، تغییرات ویسکوزیته یا کالیبراسیون نادرست است.
• دمای جزء که خارج از پنجره فرمولاسیون می افتد و واکنش پذیری را تغییر می دهد.
• فشار تزریق که برای اختلاط کامل برخورد، ایجاد رگه ها یا سلول های درشت بسیار کم است.
• الگوی ریختن و وزن شات که حفره های هوا را ترک می کنند یا حفره را بیش از حد بسته بندی می کنند.
• دمای قالب و هواگیری که کیفیت سطح و زمان چرخه را تعیین می کند.

بیشتر عیوب، از حفره‌ها و عکس‌های کوتاه گرفته تا تغییرات چگالی و تاول‌های سطحی، به یکی از آن پنج بازمی‌گردند. کار بر روی آنها به ترتیب سریعتر از تنظیم پارامترها به صورت تصادفی است عیوب رایج فوم PU و رفع آنها یک چک لیست مفید برای اولین بار ظاهر شدن یک خطا است.

سوالات متداول در مورد تولید فوم پلی اورتان