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结构泡沫有多强

结构泡沫有多强

日期:2020-05-11
摘要:什么是结构发泡成型?有时,您需要制造比使用传统材料制造的零件更大的零件。如何在不牺牲强度、刚度和整体质量的情况下制造这些...

什么是结构发泡成型?
有时,您需要制造比使用传统材料制造的零件更大的零件。如何在不牺牲强度、刚度和整体质量的情况下制造这些零件?幸运的是,有一个简单且负担得起的解决方案:结构泡沫。

结构泡沫是一种制造材料,它将泡沫芯与坚固的外部“表皮”配对,而不是始终保持坚固。与传统聚合物(如聚氨酯、聚酯或环氧树脂)相比,它重量轻且柔韧,同时保持良好的强度和刚性。结构泡沫可以生产出前所未有的尺寸部件,从而引发了车顶、内部和外部车身面板、医疗设备外壳甚至滑雪板的生产革命。

 

什么是结构泡沫?
结构泡沫是一种复合材料,通常是在成型过程中与惰性物理气体(如氮气)或化学发泡剂混合的热固性(但可以是热塑性的)聚合物。结果不是固体材料,而是低密度的微孔“核心”和高密度的外部“表皮”。核心减轻了材料的总重量,而坚固的表皮使其保持坚固和抗冲击。

该材料的结构类似于三明治结构,低密度的核心完全被高密度的表皮包围。核心的质地通常被描述为类似于“海绵”或“蜂窝”。由于其独特的核心质地,结构泡沫通常比固体聚合物、铝、钢、片状模塑料或其他常用材料轻 20% 至 40%。

由于其不太坚固的性质,用于生产结构泡沫的基础材料通常是热塑性聚合物而不是热固性材料。常用的热塑性塑料包括但不限于:聚氨酯、聚碳酸酯、聚苯醚 (Noryl)、聚对苯二甲酸丁二醇酯 (Valox) 和丙烯腈丁二烯苯乙烯。

结构泡沫成型工艺
用结构泡沫成型零件的工艺与传统的反应性注射成型方法非常相似。将这两种成分,例如多元醇和异氰酸酯(它们结合起来生产聚氨酯),以液体形式储存在单独的容器中。它们混合在一起形成树脂,然后将其注入预先准备好的模具中并通过化学反应固化。

然而,生产结构泡沫而不是固体聚合物有一个重要的区别。除了多元醇和异氰酸酯外,在注射过程中还会向混合物中添加惰性气体或化学发泡剂。这改变了最终发生的化学反应的性质。

与标准固体聚氨酯反应性注塑相比,使用较少的多元醇和异氰酸酯,因此树脂不会完全填充模具。相反,气体或发泡剂被两种组分之间的反应激活。它膨胀,用泡沫填充模具的空白空间。这产生了“蜂窝”纹理,结构泡沫的内核是众所周知的。当表面元件与模具壁接触时,它们会塌陷,在材料外部形成一层坚固的表皮。