قالب گیری فوم ساختاری چیست؟
گاهی اوقات، شما نیاز به ساخت قطعاتی دارید که از نظر اندازه بزرگتر از قطعات ساخته شده با مواد سنتی هستند. چگونه می توان این قطعات را بدون از دست دادن قدرت، استحکام و کیفیت کلی ایجاد کرد؟ خوشبختانه یک راه حل ساده و مقرون به صرفه وجود دارد: فوم ساختاری.

فوم ساختاری یک ماده تولیدی است که به جای اینکه همیشه قوی باشد، هسته فوم را با یک "پوست" خارجی قوی جفت می کند. در مقایسه با پلیمرهای سنتی (مانند پلی اورتان، پلی استر یا رزین اپوکسی)، سبک و انعطاف پذیر است و در عین حال استحکام و استحکام خوبی را حفظ می کند. فوم ساختاری می‌تواند قطعاتی با ابعاد بی‌سابقه تولید کند که منجر به انقلابی در تولید سقف‌ها، پانل‌های بدنه داخلی و خارجی، پوسته‌های دستگاه‌های پزشکی و حتی اسنوبرد می‌شود.

فوم ساختاری چیست؟
فوم ساختاری یک ماده کامپوزیتی است که معمولاً یک پلیمر ترموپلاستیک (اما می تواند ترموپلاستیک باشد) که با یک گاز فیزیکی بی اثر (مانند نیتروژن) یا یک عامل دمنده شیمیایی در طول فرآیند قالب گیری مخلوط می شود. نتیجه یک ماده جامد نیست، بلکه یک "هسته" ریز منافذ با چگالی کم و یک "پوست" خارجی با چگالی بالا است. هسته وزن کل مواد را کاهش می دهد، در حالی که پوست قوی آن را قوی و مقاوم در برابر ضربه نگه می دارد.

ساختار این ماده مشابه ساختار ساندویچی است، با یک هسته با چگالی کم که کاملاً توسط یک پوسته با چگالی بالا احاطه شده است. بافت هسته اغلب شبیه به "اسفنج" یا "لانه زنبوری" توصیف می شود. فوم ساختاری به دلیل بافت هسته منحصر به فرد خود، عموماً 20 تا 40 درصد سبک تر از پلیمرهای جامد، آلومینیوم، فولاد، ترکیبات قالب گیری ورق یا سایر مواد متداول است.

به دلیل ماهیت کمتر مقاوم آن، ماده پایه مورد استفاده برای تولید فوم ساختاری معمولاً یک پلیمر ترموپلاستیک است تا یک ماده ترموست. ترموپلاستیک های رایج مورد استفاده عبارتند از: پلی اورتان، پلی کربنات، پلی فنیلن اتر (Noryl)، پلی بوتیلن ترفتالات (Valox)، و اکریلونیتریل بوتادین استایرن، اما محدود به آنها نیست.

فرآیند قالب گیری فوم ساختاری
فرآیند شکل‌دهی قطعات با فوم ساختاری بسیار شبیه به روش‌های سنتی قالب‌گیری راکتیو است. دو ماده مانند پلی ال و ایزوسیانات (آنها برای تولید پلی اورتان ترکیب می شوند) را در ظرفی جداگانه به شکل مایع نگهداری کنید. آنها را با هم مخلوط می کنند تا یک رزین تشکیل دهند که سپس به یک قالب از قبل آماده شده تزریق می شود و با واکنش شیمیایی پخت می شود.

با این حال، تفاوت مهمی در تولید فوم ساختاری به جای پلیمرهای جامد وجود دارد. علاوه بر پلی ال ها و ایزوسیانات ها، گازهای بی اثر یا عوامل دمنده شیمیایی در طول فرآیند تزریق به مخلوط اضافه می شوند. این امر ماهیت واکنش شیمیایی را که در نهایت رخ می دهد تغییر می دهد.

در مقایسه با قالب گیری تزریقی واکنش پذیر پلی یورتان جامد استاندارد، پلی ال و ایزوسیانات کمتری استفاده می شود، بنابراین رزین به طور کامل قالب را پر نمی کند. در عوض، گاز یا عامل دمنده با واکنش بین دو جزء فعال می شود. منبسط می شود و فضای خالی قالب را با کف پر می کند. این یک بافت "لانه زنبوری" ایجاد می کند و هسته داخلی فوم ساختاری به خوبی شناخته شده است. هنگامی که عناصر سطحی در تماس با دیواره قالب قرار می گیرند، فرو می ریزند و پوسته ای قوی در اطراف بیرون مواد تشکیل می دهند.