การขึ้นรูปโฟมโครงสร้างคืออะไร?
บางครั้งคุณจำเป็นต้องผลิตชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่กว่าชิ้นส่วนที่ทำจากวัสดุแบบดั้งเดิม จะสร้างชิ้นส่วนเหล่านี้โดยไม่สูญเสียความแข็งแกร่ง ความแข็งแกร่ง และคุณภาพโดยรวมได้อย่างไร โชคดีที่มีวิธีแก้ไขปัญหาที่ง่ายและราคาไม่แพง นั่นก็คือ โฟมโครงสร้าง

โฟมโครงสร้างเป็นวัสดุการผลิตที่จับคู่แกนโฟมกับ "ผิวหนัง" ภายนอกที่แข็งแกร่ง แทนที่จะแข็งแรงอยู่เสมอ เมื่อเปรียบเทียบกับโพลีเมอร์แบบดั้งเดิม (เช่น โพลียูรีเทน โพลีเอสเตอร์ หรืออีพอกซีเรซิน) มีน้ำหนักเบาและยืดหยุ่น ในขณะที่ยังคงความแข็งแรงและความแข็งแกร่งที่ดี โฟมโครงสร้างสามารถผลิตชิ้นส่วนในขนาดที่ไม่เคยมีมาก่อน ซึ่งนำไปสู่การปฏิวัติในการผลิตหลังคา แผงตัวถังภายในและภายนอก เปลือกอุปกรณ์ทางการแพทย์ และแม้แต่สโนว์บอร์ด

โฟมโครงสร้างคืออะไร?
โฟมโครงสร้างเป็นวัสดุคอมโพสิต ซึ่งโดยปกติจะเป็นโพลีเมอร์แบบเทอร์โมเซตติง (แต่อาจเป็นเทอร์โมพลาสติกก็ได้) ผสมกับก๊าซเฉื่อยทางกายภาพ (เช่น ไนโตรเจน) หรือสารเป่าทางเคมีในระหว่างกระบวนการขึ้นรูป ผลลัพธ์ที่ได้ไม่ใช่วัสดุที่เป็นของแข็ง แต่เป็น "แกนกลาง" ของไมโครพอร์ที่มีความหนาแน่นต่ำ และ "ผิวหนัง" ภายนอกที่มีความหนาแน่นสูง แกนกลางช่วยลดน้ำหนักรวมของวัสดุ ในขณะที่ผิวที่แข็งแรงช่วยให้แข็งแรงและทนทานต่อแรงกระแทก

โครงสร้างของวัสดุคล้ายกับโครงสร้างแซนวิช โดยมีแกนที่มีความหนาแน่นต่ำล้อมรอบด้วยผิวหนังที่มีความหนาแน่นสูงอย่างสมบูรณ์ พื้นผิวของแกนกลางมักถูกอธิบายว่าคล้ายกับ "ฟองน้ำ" หรือ "รวงผึ้ง" เนื่องจากพื้นผิวแกนกลางที่เป็นเอกลักษณ์ โฟมโครงสร้างโดยทั่วไปจึงมีน้ำหนักเบากว่าโพลีเมอร์แข็ง อลูมิเนียม เหล็ก สารประกอบการขึ้นรูปแผ่น หรือวัสดุอื่นๆ ที่ใช้กันทั่วไปถึง 20% ถึง 40%

เนื่องจากธรรมชาติมีความทนทานน้อยกว่า วัสดุฐานที่ใช้ในการผลิตโฟมโครงสร้างจึงมักเป็นเทอร์โมพลาสติกโพลีเมอร์แทนที่จะเป็นวัสดุเทอร์โมเซตติง เทอร์โมพลาสติกที่ใช้กันทั่วไปรวมถึงแต่ไม่จำกัดเฉพาะ: โพลียูรีเทน โพลีคาร์บอเนต โพลีฟีนิลีนอีเทอร์ (โนริล) โพลีบิวทิลีนเทเรฟทาเลต (Valox) และอะคริโลไนไตรล์ บิวทาไดอีน สไตรีน

กระบวนการขึ้นรูปโฟมโครงสร้าง
กระบวนการขึ้นรูปชิ้นส่วนด้วยโฟมโครงสร้างนั้นคล้ายคลึงกับวิธีการฉีดขึ้นรูปแบบปฏิกิริยาแบบดั้งเดิมมาก เก็บส่วนผสมทั้งสอง เช่น โพลีออลและไอโซไซยาเนต (รวมกันเพื่อผลิตโพลียูรีเทน) ไว้ในภาชนะที่แยกจากกันในรูปของเหลว ผสมเข้าด้วยกันจนกลายเป็นเรซิน จากนั้นฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์ที่เตรียมไว้และบ่มด้วยปฏิกิริยาเคมี

อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างที่สำคัญในการผลิตโฟมโครงสร้างมากกว่าโพลีเมอร์ที่เป็นของแข็ง นอกจากโพลีออลและไอโซไซยาเนตแล้ว ยังมีการเติมก๊าซเฉื่อยหรือสารเป่าสารเคมีลงในส่วนผสมในระหว่างกระบวนการฉีด สิ่งนี้จะเปลี่ยนธรรมชาติของปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในท้ายที่สุด

เมื่อเทียบกับการฉีดขึ้นรูปโพลียูรีเทนแบบรีแอคทีฟมาตรฐาน จะใช้โพลีออลและไอโซไซยาเนตน้อยกว่า ดังนั้นเรซินจึงไม่เติมเต็มแม่พิมพ์ทั้งหมด แต่ก๊าซหรือสารช่วยเป่ากลับถูกกระตุ้นโดยปฏิกิริยาระหว่างส่วนประกอบทั้งสอง มันขยายตัวโดยเติมโฟมลงในช่องว่างของแม่พิมพ์ สิ่งนี้จะสร้างพื้นผิว "รังผึ้ง" และแกนด้านในของโฟมโครงสร้างเป็นที่รู้จักกันดี เมื่อองค์ประกอบพื้นผิวสัมผัสกับผนังแม่พิมพ์ องค์ประกอบเหล่านี้จะพังทลายลง ก่อให้เกิดผิวหนังที่แข็งแรงรอบด้านนอกของวัสดุ