Informazioni di base sull'industria della fabbricazione di schiuma

• Storia della fabbricazione della schiuma

• Vantaggi della fabbricazione di schiuma

• Applicazioni della fabbricazione di schiuma

• Tipi di schiuma fabbricata

• Processo e materiali di fabbricazione della schiuma

• Macchinari utilizzati per la fabbricazione di schiuma

• Cose da considerare quando si sceglie la fabbricazione di schiuma

• Nuova fabbricazione di schiuma per il supporto strutturale

• Gestione dei rifiuti di schiuma

• Alternative alla schiuma

• Termini di fabbricazione della schiuma

• Storia della fabbricazione della schiuma

La fabbricazione di schiuma comprende una selezione così ampia di tecnologie e prodotti di fabbricazione, che dettagliare la storia dello sviluppo dei vari processi potrebbe facilmente comprendere un intero libro di testo. La prima scienza e tecnologia di fabbricazione delle schiume polimeriche risale agli anni '20 e '30, con lo sviluppo dei processi Talalay e Dunlop per la produzione di schiuma di lattice.

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Da lì, la storia della fabbricazione della schiuma ha molto in comune con lo sviluppo generale delle sostanze chimiche nei decenni successivi, quando nuove sostanze e concetti chimici scoperti durante la prima guerra mondiale si fecero strada nell'industria e nella tecnologia in generale.

Il polistirene espanso, cioè il polistirolo, è stato inventato nel 1947 dai ricercatori dei laboratori industriali della Dow Chemical Company. Altre schiume moderne fanno risalire la loro storia a un numero qualsiasi di diversi ricercatori e società, con ogni tipo di schiuma che si sviluppa parallelamente agli altri.

La moderna fabbricazione di schiuma rappresenta quindi quasi un secolo di apprendimento e sperimentazione accumulati da innumerevoli ricercatori e ingegneri. I principi scientifici alla base della produzione di ogni tipo di schiuma, combinati con considerazioni logistiche e produttive per la produzione di prodotti efficaci da queste schiume, continuano ad evolversi anche adesso con le ultime scoperte nelle schiume polimeriche nanocellulari.

È difficile descrivere i vantaggi generali della fabbricazione della schiuma come processo, a causa dell'ampia variabilità dei prodotti finali. Alcune schiume offrono una resistenza incredibile, mentre altre sono estremamente flessibili e pieghevoli. Alcuni sono fragili ma resistono alla pressione, mentre altri sono morbidi ma resistono allo strappo. Se c'è un unico vantaggio generale nella fabbricazione della schiuma, è l'assoluta granularità delle opzioni che hai nella produzione del tuo prodotto finale.

Vantaggio leggero

I prodotti in schiuma sono costantemente più leggeri rispetto ad alternative comparabili. Ciò li rende particolarmente interessanti in qualsiasi settore o applicazione in cui il peso è un problema significativo, come le spedizioni e la produzione di automobili. È anche un vantaggio conveniente se si considera la logistica di lavorare con prodotti in schiuma per qualsiasi settore o campo.

Vantaggio economico

La fabbricazione di schiuma produce prodotti sfusi in modo abbastanza efficiente, con i vantaggi dell'utilizzo di schiuma rispetto a materiali concorrenti che aumentano nella maggior parte dei casi con l'aumentare della scala di produzione. È anche degno di nota il fatto che un esperto team di fabbricazione di schiuma può tagliare i costi significativamente oltre la media riducendo al minimo i prodotti di scarto e facendo un uso corretto degli scarti che possono essere recuperati e utilizzati per altri usi.

Versatilità della schiuma

Sebbene la pura versatilità dei prodotti in schiuma possa sembrare di utilità limitata per un'azienda con una singolare esigenza di schiuma, vale la pena ricordare che uno stretto rapporto con un team di produzione di schiuma può aiutarti con un numero qualsiasi di altre attività più avanti lungo la strada. Se hai bisogno di schiuma per la spedizione o altre applicazioni secondarie lungo la strada, il tuo rapporto esistente con un fabbricante di schiuma renderà molto più semplice l'approvvigionamento di tali prodotti in modo efficace ed efficiente.

Isolamento generale di schiuma

Mentre le proprietà specifiche della schiuma variano a seconda del materiale e del metodo di produzione utilizzato, la schiuma in generale offre proprietà uniche che la rendono ideale per l'isolamento termico, acustico e dalle vibrazioni. Questa è un'area in cui la schiuma non è solo una buona opzione, ma si distingue rispetto ai materiali concorrenti; nella maggior parte dei casi, una soluzione isolante a base di schiuma supererà l'isolamento offerto da altri materiali. Ciò è particolarmente vero quando si confrontano peso e densità nella maggior parte dei casi.

Usi in costruzione

Le schiume rigide e la schiuma poliuretanica spruzzata funzionano efficacemente come isolanti e sigillanti, riducendo i costi di costruzione e le bollette.

Applicazioni domestiche

La schiuma viene utilizzata in vari articoli per la casa come spugne, filtri e tappetini.

Schiuma automobilistica

Le schiume personalizzate svolgono un ruolo fondamentale in qualsiasi numero di componenti nell'industria automobilistica; Tenute NVH, guarnizioni, tamponi, pillar stuffers, ecc.

Schiuma medica

Prodotto per una molteplicità di scopi, dalle spugne chirurgiche ai dispositivi ortopedici con inserto in schiuma.

Fabbricazione di schiuma per la spedizione

Le schiume svolgono un ruolo fondamentale come contenitori per la spedizione, merci da imballaggio, tappetini imbottiti e altre merci da spedizione.

Applicazioni acustiche

Molte schiume offrono vantaggi unici nell'isolamento acustico e nella gestione acustica generale.

Memoria del letto

materassi e cuscini in schiuma provengono entrambi da un'attenta fabbricazione di schiuma.

Usi in mobili

Molti dei cuscini e delle imbottiture che si trovano sui mobili moderni sfruttano le caratteristiche uniche delle schiume polimeriche.

Utilizzo di schiuma per la filtrazione

I filtri dell'aria semplici sono spesso costituiti da schiume a celle aperte.

Applicazioni di assorbimento

La natura della schiuma la rende ideale per qualsiasi numero di applicazioni di assorbimento personalizzate, dalle semplici spugne da cucina e tappetini da bagno ai principali cuscinetti assorbenti industriali.

Foche

Molte guarnizioni sono prodotte in schiuma per sfruttare la flessibilità del materiale espanso.

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Quando parli di schiuma fabbricata, ti imbatterai spesso in un numero enorme di descrittori e tipi. Alcuni di questi si differenziano per materiale, altri per metodo di produzione, ancora di più per post-lavorazione. Anche questo elenco non riesce a comprendere ogni tipo di schiuma che potresti incontrare, a causa dell'enorme volume di opzioni disponibili.

Schiuma a celle chiuse

Schiume più dense in cui ogni cellula, o sacca d'aria, è fisicamente separata dal resto. La schiuma a celle chiuse contiene celle di schiuma che sono sigillate o "chiuse" e separate l'una dall'altra. Questa schiuma è molto densa e ha un'elevata resistenza alla compressione. Poiché le cellule non si rompono in questa schiuma e le molecole di gas e liquido non viaggiano liberamente da una cellula all'altra, le cellule si espandono se esposte al gas riscaldato. L'espansione riempie il materiale, rendendo la schiuma a celle chiuse un ottimo isolante termico, come la schiuma spray.

Schiuma a celle aperte

Schiume più flessibili in cui le varie celle della schiuma consentono all'aria di fluire tra di loro. Le schiume a celle aperte sono schiume leggere, spugnose e morbide in cui le pareti cellulari o le superfici delle bolle sono rotte e l'aria riempie tutti gli spazi nel materiale. Questo rende la schiuma morbida e debole; di conseguenza, le schiume a celle aperte sono comunemente utilizzate per prodotti di imbottitura in schiuma e cuscini in schiuma. Inoltre, le schiume a celle aperte sono efficaci come barriere acustiche, avendo circa il doppio della resistenza al suono rispetto alla schiuma a celle chiuse.

Schiuma di polietilene

La forma più comune di schiuma, la schiuma di polietilene, viene utilizzata per l'assorbimento degli urti, l'isolamento, lo smorzamento delle vibrazioni e molte altre applicazioni. La schiuma di polietilene è una schiuma plastica a celle chiuse, espansa, estrusa, flessibile con prevedibili qualità di assorbimento degli urti. Utilizzato principalmente come materiale di imballaggio protettivo, il polietilene espanso viene utilizzato per avvolgere prodotti come componenti di computer, alimenti surgelati, mobili, insegne, articoli sportivi e abbigliamento. Ethafoam è una schiuma di polietilene che offre eccellenti qualità di assorbimento degli urti ed è spesso utilizzata per bloccare, ammortizzare e rinforzare la protezione nella movimentazione e spedizione di materiali. La schiuma di polietere è una schiuma poliuretanica a basso costo che offre una buona ammortizzazione e ha proprietà acustiche e di imballaggio.

Reticolato

Polietilene Conosciuta anche come schiuma XLPE, questa schiuma a celle estremamente fini è spessa, liscia e fisicamente e chimicamente resistente.

Schiuma di poliuretano flessibile

Un'ampia varietà di schiume di polietere e poliestere utilizzate in molte applicazioni commerciali, note per la loro resilienza e il loro valore come imbottiture e imballaggi in schiuma.

Schiuma per acustica

Di solito si riferisce alla schiuma poliuretanica flessibile utilizzata per assorbire il suono o modellarlo, a seconda che sia attenuato o non attenuato.

Schiuma con retro adesivo

Imbottitura in schiuma e progettata per rimanere intatta e mantenere una pressione uniforme, spesso utilizzata in medicina e campi correlati.

Schiuma con retro adesivo

Imbottitura in schiuma e progettata per rimanere intatta e mantenere una pressione uniforme, spesso utilizzata in medicina e campi correlati.

Cuscino in schiuma

Qualsiasi schiuma utilizzata per imbottiture sportive o cuscini per mobili.

Schiuma flessibile

Di solito si riferisce alle schiume poliuretaniche utilizzate nei mobili e nella biancheria da letto.

Schiuma modellata

Qualsiasi schiuma cellulare che mantiene la forma del suo stampo dopo la produzione.

Schiuma utilizzata nell'imballaggio

Termine generale per qualsiasi numero di schiume utilizzate nella spedizione e nell'imballaggio del prodotto.

Schiuma plastica

Schiume leggere con un elevato rapporto resistenza/peso, caratterizzate da minuscole bolle di gas disperse in una matrice.

Schiuma di PVC

Schiuma imputrescibile autoestinguente a cellule chiuse a basso assorbimento di umidità. Aderisce bene utilizzando le comuni tecniche adesive.

Schiuma rigida

Schiuma compatta con eccellenti proprietà termiche e resistenza all'umidità.

Schiuma microcellulare

Schiume avanzate prodotte con celle di dimensioni micrometriche, che offrono una maggiore resistenza alla compressione e altre proprietà fisiche uniche.

Schiuma nanocellulare

Prodotti in schiuma all'avanguardia prodotti con dimensioni delle celle misurate in nanometri anziché in micrometri o millimetri.

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La schiuma può essere realizzata con una varietà di materiali tra cui plastica, elastomeri a bassa densità e gomma. Tipicamente formata da polimeri, la schiuma viene prodotta mescolando una serie di sostanze chimiche e aggiungendo un agente gassoso. L'aggiunta dell'agente gassoso provoca l'espansione del materiale e la formazione di una striscia di schiuma. La schiuma è composta da numerose bolle di gas intrappolate nel materiale. Dopo la formazione della schiuma, è possibile eseguire una varietà di servizi di fabbricazione della schiuma, inclusi diversi tipi di processi di taglio della schiuma. La fustellatura è un comune processo di fabbricazione della schiuma, in cui diverse forme vengono ritagliate da strisce, blocchi o fogli di schiuma. I produttori di taglio a getto d'acqua utilizzano un sottile flusso d'acqua ad altissima pressione per svolgere la stessa funzione della fustellatura, ma che offre tolleranze estremamente strette che la fustellatura non può raggiungere. Il taglio a filo caldo utilizza un filo riscaldato per formare tagli lisci e diritti nella schiuma. Esistono anche diversi tipi di processi di formazione della schiuma. Un popolare processo di formatura della schiuma è la formatura termica, in cui i materiali espansi sfusi vengono riscaldati per produrre forme di lavorazione come fogli di schiuma. Un altro processo di formatura, l'infeltrimento della schiuma, produce materiali espansi più densi mediante la compressione e l'indurimento di materiali espansi spessi e morbidi.

In generale, la schiuma viene inizialmente prodotta attraverso una delle varie complesse reazioni chimiche scoperte e studiate nel corso del secolo di produzione della schiuma. Da lì, le schiume possono essere modellate o fuse in qualsiasi numero di forme.

In molti casi, dal metodo iniziale viene prodotta una semplice lastra di schiuma. Questa lastra viene quindi tagliata in varie forme tramite uno dei numerosi metodi di taglio principali:

Taglio a getto d'acqua

Getti d'acqua ad alta pressione tagliano i materiali morbidi. Efficienti e precisi, ma limitati nelle forme.

Schiuma fustellata

Uno strumento da taglio sagomato, solitamente come parte di una pressa o rotativa, ritaglia le forme dalla schiuma. La schiuma fustellata è relativamente economica e semplice.

Taglio di schiuma a filo caldo

Un pezzo di schiuma viene fatto passare attraverso un filo riscaldato per ottenere tagli precisi e puliti. La schiuma tagliafili può essere molto dettagliata, ma perde efficienza su scale più grandi.

Taglio laser della schiuma

Un laser ad alta intensità taglia la schiuma in forme, solitamente determinate da una programmazione avanzata. Può essere molto complesso.

Altre opzioni di taglio della schiuma

Naturalmente, queste sono solo le basi nude dei processi e delle tecniche di fabbricazione della schiuma. Esistono dozzine di metodi di taglio e post-elaborazione personalizzati per la schiuma, che creano quasi tante variazioni nel modo in cui viene modellata una schiuma fabbricata quante ne esistono nei materiali di base della schiuma. I prodotti in schiuma più avanzati possono anche comportare vari approcci unici per combinare o stratificare la schiuma tramite adesivi, trattamenti termici, laminazione e altre tecniche di giunzione.

A causa dell'assoluta variabilità della fabbricazione della schiuma, è difficile descrivere in dettaglio i macchinari che potrebbero essere utilizzati da un dato team. È probabile che la semplice produzione di due schiume, come la schiuma di poliuretano flessibile o la schiuma di polietilene reticolato, richieda apparecchiature significativamente diverse e una di queste schiume può quindi essere modellata, trattata o combinata mediante l'uso di varie apparecchiature secondarie.

Ciò rende particolarmente importante per chiunque cerchi la fabbricazione di schiuma personalizzata per ricercare attentamente le proprie opzioni e discutere le proprie esigenze specifiche con ciascun produttore, poiché il mercato è fortemente differenziato in termini di capacità e specialità.

Additivo

Un materiale utilizzato per alterare le proprietà, la lavorazione o l'uso finale di un polimero di base. La quantità di additivo è solitamente articolata in termini di parti per cento della resina totale nella formulazione del polimero.

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Flusso d'aria

La quantità di aria che può fluire attraverso un campione di schiuma di due piedi per due piedi per un piede con un differenziale di pressione dell'acqua di cinque pollici. Il flusso d'aria è espresso in piedi cubi al minuto.

Trappole d'aria

Vuoti nelle parti in schiuma stampata che sono il risultato dell'intrappolamento di sacche d'aria che si verificano durante il riempimento dello stampo. Le trappole d'aria sono caratterizzate da superfici lucide e lisce.

Ammina

Categoria di composti che catalizzano nelle reazioni di schiuma poliuretanica.

Schiuma poliuretanica flessibile antistatica

Schiuma contenente materiale elettricamente conduttivo per impedire l'accumulo di elettricità statica o promuovere la scarica statica. La schiuma poliuretanica flessibile antistatica viene utilizzata principalmente per l'imballaggio di componenti elettronici.

Soffiaggio ausiliario

Agente (ABA) Un additivo che integra il principale agente espandente acqua nella produzione di schiuma e potrebbe creare schiuma più morbida o leggera.

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Rimbalzo della palla

Una tecnica di prova che misura la resilienza superficiale della schiuma poliuretanica flessibile facendo cadere una sfera d'acciaio di una massa specificata da una certa altezza sul campione di schiuma. Il valore del rimbalzo della palla è l'altezza del rimbalzo della palla come percentuale dell'altezza della caduta.

Cellule basali

Cellule grandi e irregolari trovate sotto la superficie della pelle di una parte di schiuma modellata.

Soffiare

Il metodo di schiumatura del poliuretano flessibile nella produzione. Il soffio si verifica quando il toluene diisocianato e l'acqua reagiscono per creare CO 2.

Incollaggio

La fusione di due o più componenti in un composito. La schiuma è generalmente attaccata ad altri gradi di schiuma o fibra di poliestere.

Lucidato

Contornatura o sagomatura di pezzi di schiuma poliuretanica flessibile mediante rimozione della schiuma con abrasivi.

Panino

Una sezione di schiuma tagliata da un tipo di schiuma stock di lastre costantemente prodotte.

Cellule

Lo spazio vuoto lasciato nella struttura della schiuma poliuretanica racchiusa da membrane polimeriche o lo scheletro polimerico dopo il soffiaggio è finito.

Schiume senza CFC

Schiume poliuretaniche flessibili prodotte senza l'utilizzo di clorofluorocarburi come agenti espandenti ausiliari.

Stampaggio a freddo

Un processo in cui viene prodotta schiuma ad alta resilienza. Il versamento viene effettuato senza calore e la schiuma viene indurita a temperatura ambiente o quasi.

Additivo modificante la combustione

Un additivo che ridurrà la capacità della schiuma poliuretanica flessibile di incendiarsi o di farla bruciare più lentamente.

Compressione Forza Deflessione (CFD)

Conosciuto anche come deflessione del carico di compressione (CLD), è un calcolo della capacità portante di una schiuma.

Stampaggio a compressione

Lo stampaggio a compressione di schiuma è un processo di formatura/fabbricazione utilizzato per formare materiali termoplastici e gomme in diverse forme. Lo stampaggio a compressione della schiuma è un punto di riferimento per i produttori che cercano di creare parti e prodotti 3D regolari e sagomati che possono o meno presentare complessità.

Contorto

Un processo che coinvolge attrezzature di taglio speciali per creare un foglio di schiuma con fossette.

Cliccabilità

La capacità di una schiuma poliuretanica flessibile di tornare al suo stato naturale dai risultati pizzicati della fustellatura.

Versare chiuso

Un processo in cui il coperchio dello stampo viene chiuso e bloccato nella produzione di schiuma stampata e la miscela schiumogena viene iniettata attraverso le porte nel coperchio dello stampo.

Taglio del contorno

Il taglio della schiuma con una sega specializzata in modelli da un blocco di schiuma, creando una parte di schiuma personalizzata.

Nucleo

L'area interna della schiuma, lontano dalla pelle esterna.

Frantumazione

Una procedura, tipicamente meccanica o assistita da vuoto, in cui vengono aperte le celle chiuse di uno stock di lastre ad alta resilienza o schiuma stampata.

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Schiuma morta

Schiuma a bassa resilienza che non recupera rapidamente la sua forma originale dopo la deformazione.

Deformazione

Un metodo in cui la forma della schiuma viene alterata rispetto al suo stato originale mediante compressione o calore.

Fustellatura

Il taglio di parti dalla schiuma utilizzando un processo simile allo stampaggio della parte. È adatto per cicli di lunga durata di pezzi tagliati che richiedono uniformità dimensionale.

Perforazione

La perforazione di fori in una schiuma per migliorare il flusso d'aria, fornire una maggiore facilità di applicazione dei bottoni nel design trapuntato e rendere la schiuma più morbida.

Elastomeri

Polimeri che, sottoposti a deformazione, resistono e recuperano in modo simile a quello della gomma naturale.

Laminazione a fiamma

Chiamato anche "flame bonding" è il processo di incollaggio della schiuma flessibile a un tessuto, pellicola o altro materiale fondendo la superficie della schiuma con una fonte di fiamma e premendola rapidamente sul materiale prima che la schiuma si risolidifichi.

Schiuma ad alta resilienza (HR).

Tipo di schiuma poliuretanica creata con una combinazione di polimeri o polioli innestati. Questa schiuma non è così uniforme nella sua struttura cellulare rispetto ai prodotti convenzionali, il che migliora il comfort, il supporto, la resilienza e il rimbalzo della schiuma.

Taglio a filo caldo

Il taglio della schiuma utilizzando fili ad alta temperatura invece di una lama per sega. Il taglio a filo caldo viene generalmente utilizzato per tagliare parti complesse.

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Isocianato

Un modo rapido per riferirsi al gruppo di diisocianati che sono uno dei due ingredienti primari nel processo chimico da cui viene prodotta la schiuma poliuretanica.

Laminazione

Un metodo per unire strati di schiuma insieme in un semplice composito. La laminazione potrebbe essere ottenuta con adesivi o con processi termici, come la laminazione a fiamma.

Peeling

Metodo per tagliare fogli sottili da un cilindro di schiuma.

Pelle

La superficie esterna della schiuma a densità più elevata, tipicamente risultante dal raffreddamento della superficie della schiuma a una velocità maggiore rispetto al nucleo.

Stock di lastre

Schiuma poliuretanica flessibile prodotta dal costante versamento di liquidi miscelati su un trasportatore, che crea un velo continuo di schiuma.

Taglio

Metodo utilizzato da un cutter per schiuma per tagliare fogli da un blocco di schiuma rettangolare.

Vuoti

Spazi vuoti significativi che si formano inavvertitamente nelle strutture in schiuma. I vuoti sono in genere il risultato di un riempimento impreciso dello stampo o di una stampabilità inadeguata.

Schiuma per termoformatura

Si riferisce alla termoformatura della schiuma termoplastica. È un materiale spugnoso, disponibile sia in forma solida che liquida, ottenuto dalla schiumatura e successivo raffreddamento di un polimero fuso.

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