Ce este turnarea cu spumă structurală?
Uneori, trebuie să fabricați piese de dimensiuni mai mari decât cele realizate cu materiale tradiționale. Cum să creați aceste piese fără a sacrifica rezistența, rigiditatea și calitatea generală? Din fericire, există o soluție simplă și accesibilă: spuma structurală.

Spuma structurală este un material de fabricație care îmbină miezul de spumă cu o „piele” externă puternică, în loc să fie întotdeauna puternică. În comparație cu polimerii tradiționali (cum ar fi poliuretanul, poliesterul sau rășina epoxidica), este ușor și flexibil, menținând în același timp rezistență și rigiditate bune. Spuma structurală poate produce piese de dimensiuni fără precedent, ducând la o revoluție în producția de acoperișuri, panouri de caroserie interioare și exterioare, carcase pentru dispozitive medicale și chiar snowboard-uri.

Ce este spuma structurală?
Spuma structurală este un material compozit, de obicei un polimer termorigid (dar poate fi termoplastic) amestecat cu un gaz fizic inert (cum ar fi azotul) sau un agent de suflare chimic în timpul procesului de turnare. Rezultatul nu este un material solid, ci un „miez” cu micropori cu densitate scăzută și o „piele” externă de densitate mare. Miezul reduce greutatea totală a materialului, în timp ce pielea puternică îl menține puternic și rezistent la impact.

Structura materialului este asemănătoare unei structuri sandwich, cu un miez de densitate scăzută complet înconjurat de o piele de densitate mare. Textura miezului este adesea descrisă ca fiind similară cu „buretele” sau „fagure”. Datorită texturii sale unice de miez, spuma structurală este în general cu 20% până la 40% mai ușoară decât polimerii solizi, aluminiul, oțelul, compușii de turnare a foilor sau alte materiale utilizate în mod obișnuit.

Datorită naturii sale mai puțin robuste, materialul de bază utilizat pentru producerea spumei structurale este de obicei un polimer termoplastic, mai degrabă decât un material termorigid. Materialele termoplastice utilizate în mod obișnuit includ, dar nu se limitează la: poliuretan, policarbonat, polifenilen eter (Noryl), polibutilen tereftalat (Valox) și acrilonitril butadien stiren.

Procesul de turnare a spumei structurale
Procesul de formare a pieselor cu spumă structurală este foarte similar cu metodele tradiționale de turnare prin injecție reactivă. Depozitați cele două ingrediente, cum ar fi poliolul și izocianatul (acestea sunt combinate pentru a produce poliuretan), într-un recipient separat sub formă lichidă. Acestea sunt amestecate împreună pentru a forma o rășină, care este apoi injectată într-o matriță pre-preparată și întărită prin reacție chimică.

Cu toate acestea, există o diferență importantă în producerea spumei structurale, mai degrabă decât a polimerilor solizi. Pe lângă polioli și izocianați, în timpul procesului de injecție se adaugă gaze inerte sau agenți de suflare chimici. Acest lucru schimbă natura reacției chimice care are loc în cele din urmă.

În comparație cu turnarea prin injecție reactivă cu poliuretan solid standard, se utilizează mai puțin poliol și izocianat, astfel încât rășina nu va umple complet matrița. În schimb, gazul sau agentul de expandare este activat prin reacția dintre cele două componente. Se extinde, umplând spațiul gol al matriței cu spumă. Acest lucru creează o textură „fagure”, iar miezul interior al spumei structurale este bine cunoscut. Când elementele de suprafață sunt în contact cu peretele matriței, ele se prăbușesc, formând o piele puternică în jurul exteriorului materialului.