تصنيع رغوة البولي يوريثان: دليل العملية والمعدات واختيار الخط

عادة ما يبدأ مصنع التبريد الذي يقرر جلب رغوة الخزانات داخل الشركة بنفس السؤال: ما الذي يتطلبه تصنيع رغوة البولي يوريثان فعليًا إذا كان الهدف هو كثافة مستقرة، وعدم وجود فراغات، ووقت إزالة القالب أقل من خمس دقائق؟ نادرًا ما تتم طباعة الإجابة على ورقة بيانات الجهاز. إنه يعيش في نسبة المزيج ودرجة حرارة المكونين وطريقة وضع اللقطة في التجويف.

النسخة القصيرة: تصنيع رغوة البولي يوريثان هي عملية قياس دقيقة مرتبطة بالتفاعل الكيميائي. التحكم في النسبة، طاقة الخلط ونمط الحقن، والرغوة تتصرف بشكل متوقع. تفقد السيطرة على أي واحد منهم، ولن يتمكن أي قدر من ضغط القالب من إنقاذ الجزء.

تتبع الأقسام أدناه العملية من خزانات المواد الخام إلى محطة القالب، وتشرح أين تتباعد أنظمة الضغط العالي والضغط المنخفض، وتحدد تكوين المعدات الذي يناسب نطاق الإنتاج.

ابدأ بالكيمياء، ثم قم بقياس حجم الآلة

يلتقي تياران سائلان عند رأس الخلط. الجانب A عبارة عن مزيج من البوليول: بوليول، ومحفز، وخافض للتوتر السطحي، وعامل نفخ، وفي العديد من التركيبات الصلبة، ماء. الجانب B عبارة عن مادة إيزوسيانات، غالبًا ما تكون بوليمرية MDI للرغوة الصلبة أو مزيج MDI/TDI للدرجات المرنة. يوجد كل شيء أسفل رأس الخلط لتوصيل هذين التيارين بنسبة صحيحة ودرجة الحرارة والضغط في اللحظة الصحيحة.

تستحق النسبة اهتمامًا أكبر مما تحصل عليه عادةً أثناء عملية الشراء. يتم تشغيل الرغوة الصلبة عادةً عند مؤشر يتراوح بين حوالي 100 و110، حيث يقارن المؤشر شحنة الأيزوسيانات الفعلية مع المتطلبات المتكافئة. يؤدي انجراف بضع نقاط مئوية إلى تغيير بنية الخلية وقوة الضغط وسلوك العفن، ومن الصعب جدًا تصحيحه بمجرد ارتفاع الرغوة.

المراحل الأربع التي تمر بها كل لقطة

• وقت الكريم: تتشكل السحب السائلة وتبدأ في التوسع مع تبخر عامل النفخ وبدء التفاعل.
• وقت الجل: تبني شبكة البوليمر قوة كافية لتثبيت فقاعات الغاز في مكانها.
• وقت الصعود: تتوسع الرغوة لملء التجويف، مدفوعة بعامل النفخ وثاني أكسيد الكربون الناتج عن تفاعل إيزوسيانات الماء.
• علاج و ديمولد: يكتسب الجزء قوة خضراء كافية لإزالته دون تشويه.

يتم ضبط هذه النوافذ من خلال التركيبة، ولكنها قابلة للتكرار فقط عندما تكرر الآلة نفس وزن اللقطة والنسبة وجودة الخلط في كل دورة.

تسلسل التصنيع خطوة بخطوة

على خط جيد التشغيل، يتبع تصنيع رغوة البولي يوريثان تسلسلًا ثابتًا سواء كان الجزء عبارة عن خزانة ثلاجة أو وسادة مقعد السيارة.

1. حالة المواد الخام. يتم وضع البوليول والإيزوسيانات في خزانات مغلفة، وعادةً ما يتم الاحتفاظ بها عند درجة حرارة تتراوح بين 20 إلى 25 درجة مئوية، مع تغطية النيتروجين الجاف بالإيزوسيانات للحفاظ على الرطوبة خارجًا.
2. قياس التيارين. تستخدم أنظمة الضغط العالي مكبسًا محوريًا أو مضخات تروس، ويتم معايرة كل مكون بالوزن قبل بدء الإنتاج.
3. بناء الضغط وإعادة التدوير. يدور كلا التيارين مرة أخرى إلى الخزانات عند ضغط العمل الكامل بحيث يكون الرأس جاهزًا للطلقة الفورية.
4. مزيج عن طريق الاصطدام. في الرأس عالي الضغط، يتصادم التياران بسرعة عالية في غرفة صغيرة ويختلطان خلال أجزاء من الثانية.
5. حقن في القالب أو التجويف. يحدد وزن اللقطة ونمط الصب ووقت الحقن ما إذا كان التجويف سيمتلئ بالتساوي أو يحبس الهواء.
6. السماح للارتفاع وهلام. تحدد درجة حرارة القالب والتهوية ما إذا كانت الرغوة تصل إلى الزوايا دون وجود فراغات داخلية.
7. ديمبولد وعلاج وفحص. يتم قطع الأجزاء ووزنها وفحصها للتأكد من كثافتها وجودة سطحها.

يوضح الرسم البياني أدناه كيفية ربط هذه الخطوات بتركيب الرغوة النموذجي عالي الضغط.

الرغوة ذات الضغط العالي مقابل الرغوة ذات الضغط المنخفض: حيث يختلف الخط

أكبر قرار فردي يتعلق بالمعدات هو مبدأ الخلط، لأنه يشكل إجراءات الصيانة واستخدام المذيبات والحد الأدنى لحجم اللقطة التي يمكن للخط التعامل معها بشكل موثوق.

الآلة الأساسية: اختيار وحدة حقن الرغوة

تبدأ معظم المصانع بآلة حقن عالية الضغط واحدة ثم تضيف الأتمتة لاحقًا. القرار الأول هو مكون من مكونين أو ثلاثة مكونات: وحدة مكونة من مكونين تقيس البوليول والإيزوسيانات، بينما تضيف الوحدة المكونة من ثلاثة مكونات تيارًا ثالثًا، عادةً ما يكون عامل نفخ أو صبغة أو مادة مضافة لا يمكن مزجها مسبقًا في البوليول.

آلة حقن رغوة البولي يوريثان ذات الضغط العالي ذات المكونين تستخدم آلة حقن رغوة البولي يوريثان التقليدية ذات الضغط العالي ذراعًا متأرجحًا للحقن بدوران 180 درجة. يمكن تخصيص طول ذراع الروك. أنا ... عرض المنتج →

خيارات الأتمتة وما تغيره بالفعل

• رأس ثابت: ترتيب بأقل تكلفة، ومناسب لموضع قالب واحد أو تركيبات ثابتة.
• رأس مثبت على المسار: ينتقل الرأس على طول خط القالب، لذلك يمكن لآلة واحدة أن تخدم عدة محطات بالتسلسل.
• مناور المحور XY: مسار صب مبرمج فوق قالب مسطح، مفيد للألواح وأشكال التجاويف الضحلة.
• روبوت ذو ستة محاور: أنماط صب ثلاثية الأبعاد قابلة للتكرار، يتم اختيارها عادةً حيث تتغير هندسة الأجزاء كثيرًا.

عادةً ما يأتي الاسترداد من التكرار بدلاً من السرعة الأولية. تعمل الآلة التي تحمل وزن الطلقة داخل شريط محكم على تقليل الخردة والتعبئة الزائدة بشكل أكثر موثوقية من الآلة التي تدور بشكل أسرع.

تخطيط الخط: عندما يغير حجم الإخراج التكوين

تعمل آلة واحدة وقالب ثابت بشكل جيد إلى حد ما. بمجرد أن يصبح وقت إزالة القالب أقصر من الوقت اللازم لتحميل قالب واحد وإغلاقه ورغوته وعلاجه وتفريغه، فلن يتمكن هذا القالب من إبقاء الماكينة مشغولة. هذه هي الفجوة التي تم تصميم تخطيطات الخطوط لسدها، وهذا هو السبب معدات رغوة البولي يوريثان ينقسم النطاق إلى عدة أبنية.

خط إنتاج آلة حقن الرغوة ذات القرص الدوار إن خط إنتاج آلة حقن الرغوة ذات القرص الدوار يحتوي على قرص دوار ومحرك تخفيض كمكونات أساسية، ويوجد العديد من محطات القالب على القرص الدوار. عرض المنتج →

• خطوط القرص الدوار: يتم مؤشر القوالب من خلال مواضع التحميل والرغوة والمعالجة والتفريغ، مما يتناسب مع وقت ثابت وعدد صغير من الأجزاء المتماثلة.
• خطوط من النوع H: تتحرك حاملات القوالب على طول قضيبين متوازيين، مما يوفر مسار معالجة أطول والمزيد من المحطات بدون مساحة أرضية كبيرة.
• الخطوط الحلقية: حلقة مستمرة لإنتاج كميات كبيرة حيث يتم تشغيل نفس الجزء لعدة أشهر في كل مرة.

اختر الوقت المناسب والمزيج الجزئي. عادةً ما يستفيد النبات الذي يستخدم العديد من الأجزاء المختلفة من التغيير السريع للقالب أكثر من حلقة المعالجة الأطول.

اختيارات السيكلوبنتان وعامل النفخ

يؤدي اختيار عامل النفخ إلى تعزيز أداء العزل ومعدات السلامة حول الخط. أصبح السيكلوبنتان هو الخيار الشائع لخزائن الثلاجات وألواح العزل الصلبة بسبب انخفاض قدرته على الاحتباس الحراري، ولكنه قابل للاشتعال، مما يغير التهوية والتصنيف الكهربائي وإجراءات التعامل مع المواد في الموقع.

يقوم نظام الخلط المسبق للسيكلوبنتان بمزج عامل النفخ في البوليول تحت درجة حرارة وضغط يمكن التحكم فيهما، وبالتالي يصل البوليول المختلط إلى آلة الحقن التي تحمل عامل النفخ بالفعل. بالمقارنة مع حقن السيكلوبنتين السائل بشكل منفصل في رأس الخلط، فإن الخلط المسبق يعطي بنية خلية أكثر تجانسًا ويحافظ على السائل المركز القابل للاشتعال داخل حلقة مغلقة.

نظام خليط السيكلوبنتان مبدأ العمل لنظام الخلط المسبق للسيكلوبنتان قم بقياس وخلط مختلف المواد الخام من مادة البولي يوريثين بدقة، مثل الأيزوسيانات والبولي إيثر بوليول والمحفز والرغوة... عرض المنتج →

بالنسبة للمصانع التي تتحول بعيدًا عن أنظمة الفلوروكربون القديمة، غالبًا ما يكون مسار الخلط المسبق هو المسار الأكثر قابلية للإدارة، لأنه يمكن الاحتفاظ بآلة الحقن الموجودة في كثير من الأحيان بأختام محدثة ومعايير تحكم منقحة.

متغيرات العملية التي تحدد جودة الرغوة

بمجرد تركيب المعدات ومعايرتها، هناك مجموعة من المتغيرات المسؤولة عن معظم مشكلات الجودة:

• مزيج نسبة الانجراف بسبب تآكل أختام المضخة أو تغيرات اللزوجة أو المعايرة غير الصحيحة.
• درجة حرارة المكون الذي يقع خارج نافذة الصياغة ويغير التفاعل.
• ضغط الحقن وهو منخفض جدًا بحيث لا يمكن خلط الاصطدام الكامل أو إنتاج خطوط أو خلايا خشنة.
• صب نمط ووزن النار التي تترك جيوبًا هوائية أو تملأ التجويف.
• درجة حرارة العفن والتهوية التي تحدد جودة السطح ووقت الدورة.

معظم العيوب، بدءًا من الفراغات والطلقات القصيرة إلى اختلاف الكثافة والبثور السطحية، تعود إلى واحدة من تلك العيوب الخمسة. يعد العمل من خلالها بالترتيب أسرع من ضبط المعلمات بشكل عشوائي عيوب رغوة PU الشائعة وإصلاحاتها هي قائمة مرجعية مفيدة عند ظهور الخطأ لأول مرة.

أسئلة متكررة حول تصنيع رغوة البولي يوريثان