บทความ

การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในการขึ้นรูปคอมโพสิต "การนำกลับมาใช้ใหม่ได้กำหนดทิศทางใหม่สำหรับการขึ้นรูปคอมโพสิต"

30 พฤษภาคม 2565 เวลา 6:03

Cover Image

 


    

การทดแทนฟิลม์แว็คคั่มแบบใช้แล้วทิ้ง (vac bagging) ด้วยถุงแบบที่นำมาใช้ใหม่ได้ ในวงการคอมโพสิต กำลังได้รับความนิยมมากขึ้น เนื่องจากผู้ผลิตทราบดีว่ามันสามารถคืนทุนได้ภายใน 3 รอบการผลิต ข้อเท็จจริงนี้ทำให้เกิดคำถามว่าเหตุใดวงการคอมโพสิตและ วงการข้างเคียงยังคงไม่ยอมรับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีนี้?

เวลาเกิดการเปลี่ยนแปลง มักมีคนที่ต้อต้านและ คนที่สนับสนุนอยู่เสมอ มีลูกค้าที่รู้สึกว่าหากถุงซิลิโคนนั้นดีเท่าที่โฆษณาแล้วทำไมทุกคนยังไม่ใช้มัน? มีข้อแย้งมากมายที่จะไม่เปลี่ยนไปใช้ซิลิโคน เช่น กลัวการเปลี่ยนแปลง ดีเกินความจริง ซัพพลายเออร์ถุงแว็คแสร้งว่าการประหยัดต้นทุนไม่สำคัญ กลัวว่าทักษะในการบรรจุถุงจะล้าสมัย เป็นต้น แต่มันก็เหมือนกับการเปลี่ยนแปลงทางประวัติศาสตร์ที่ค่อนข้างใหม่อย่างการถ่ายภาพฟิล์มไปเป็น ดิจิทัล. ตัวอย่างเช่น Kodak Ilford และ Fuji อาจมีความคิดที่คล้ายคลึงกันเมื่อการถ่ายภาพและกล้องดิจิตอลเข้าสู่ตลาด ดูเหมือนว่าอุตสาหกรรมฟิล์มทั้งหมดจะกลายเป็นของเก่าซ้ำซากภายในชั่ว"ข้ามคืน" 


ในทำนองเดียวกัน โทรศัพท์ Nokia ประสบกับการสูญเสียการครองตลาดหลังจากเป็นที่หนึ่งในโทรศัพท์มาอย่างยาวนาน เพราะ iPhone ของ Steve Jobbs ที่เปลี่ยนแปลงตลาดมือถือของ Nokia ในชั่วข้ามคืนผ่านนวัตกรรมของ Apple และแอพพลิเคชั่นบนโทรศัพท์

ถุงซิลิโคนซึ่งใช้ซ้ำได้กำลังเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมคอมโพสิต โดยซิลิโคนได้กลายเป็นหนึ่งในทางเลือกที่เป็นไปได้มากที่สุด RTM และ LRTM ซึ่งเป็นการผลิตแบบแม่พิมพ์ต้นทุนสูง รวมถึงเป็นทางเลือกแทน ถุงแวบรรจุถุงสูญญากาศแบบใช้ครั้งเดียวทิ้งที่ไม่มีประสิทธิภาพ ประตูแห่งการเปลี่ยนแปลงกำลังเปิดออกและผู้ที่รู้สึกว่าเป็นเพียงแฟชั่นอาจคิดเช่นนั้นด้วยอันตรายทางการค้าของตนเอง

การใช้ถุงการผลิตแบบใช้ซ้ำได้ มีมานานกว่า 7 ปีแล้ว และโดยเป็นที่รู้จักในฐานะอุปกรณ์เสริมสำหรับ RTM และ LRTM (แม่พิมพ์ปิด) มานานกว่าสองทศวรรษครึ่ง เรารู้สึกถูกต้องอย่างยิ่งในการนำข่าวดีมาว่าถุงการผลิตแบบใช้ซ้ำได้มีบทบาทสำคัญ และกลายเป็นตัวเลือกกระบวนการผลิตอีกทางหนึ่ง ปัญหาหลักที่นี่คือบริษัทผู้ผลิตแม่พิมพ์ที่ใช้ RTM และ LRTM แบบโมลปิด รวมทั้งการฉีดเรซิ่นแบบ ถุงแว็คคั่มแบบดั้งเดิม อาจสูญเสียในการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่นี้

เพื่อให้ชัดเจนอย่างแท้จริงในการบรรยายนี้ เราชี้ให้เห็นว่าไม่มีการอ้างว่าเมมเบรนสูญญากาศที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้นั้นเป็นกระบวนการทางเลือกในการขึ้นรูปแบบครอบจักรวาลเพื่อทดแทนกระบวนการ RTM , LRTM หรือกระบวนการ Infusion แบบเดิม อย่างไรก็ตาม ในแต่ละกรณีสามารถทำได้ด้วยต้นทุนที่ต่ำลง เนื่องจากการประหยัดวัสดุและแรงงานอย่างมาก และค่าตัดจำหน่ายเครื่องมือที่ลดลง ข้อเสีย หากพิจารณาว่าเป็นข้อเสียในทุกกรณีจริง ๆ ก็คือ ผิวทั้งสองข้างของชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปไม่ได้เรียบอย่างสมบูรณ์แบบด้วยวิศวกรรม แต่มีเพียงผิวเดียว

ลูกค้าทั่วโลกต่างพอใจกับผลลัพธ์ของการนำเทคโนโลยีเมมเบรนแบบใช้ซ้ำได้มาใช้

ลูกค้าของ Poly-Matrix Llc ที่มีความก้าวหน้าอย่างมาก ดีลเลอร์ชาวฮังการีของเราอุตสาหะในการปั้นถังขนาดใหญ่มากเกือบ 50 ตร.ม. ด้วยเรซิน 130 กก. ใน 20 นาทีต่อนัด ลูกค้าคิดอย่างรอบคอบและออกแบบระบบจัดการและยกเมมเบรน เพื่อให้เมื่อวางเส้นใยทั้งหมดแล้ว ชายสองคนสามารถลดระดับลงและปิดผนึกเมมเบรนที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ภายในเวลาไม่ถึง 15 นาทีก่อนที่จะดำเนินการเชื่อมต่อเรซินและกระบวนการแช่ สิ่งที่น่าสนใจคือ เครื่องปั้นนี้ใช้ระบบป้อนเรซินในตัวโดยใช้ท่อนำเรซิ่น Morphing™ ของเราที่มีความยาวการกระจาย รวมทั้งกิ่งก้าน รวมทั้งหมด 35 ม. สิ่งเหล่านี้ช่วยขจัดความจำเป็นในการลอกชั้นและใช้เวลานาน สิ้นเปลือง และยากที่จะเอาฟีดเรซินพันเกลียวแบบใช้ครั้งเดียวที่บริโภคแล้วออกได้ยาก

ผลลัพธ์ของการใช้ Morph feeds คือไม่มีหลักฐานการป้อนเรซินชุบแข็งหลังจากแข็งตัวที่ด้านหลังของชิ้นส่วน เนื่องจากช่องในเมมเบรนจะส่งสัญญาณให้แบนกับลามิเนตเมื่อเรซินเหลวเติมในช่องไฟเบอร์

แล้วข้อดีหลัก ๆ ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้คืออะไร? แรกๆ อยู่ได้นานแค่ไหน.? เยื่อสุญญากาศแบบใช้ซ้ำได้สามารถใช้งานได้มากกว่า 1200 ครั้งตามที่รายงานโดย Pipeco Sdn Bhd. ในประเทศมาเลเซีย ภายในอายุการใช้งาน จำเป็นต้องบำรุงรักษา ZERO หรือจำเป็นต้องใช้สารปลดปล่อยหรือการปรับพื้นผิวใหม่ เพียงอย่างเดียว เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องมือที่เข้าคู่กับ RTM /LRTM แบบแข็งหรือกึ่งแข็ง หมายความว่าภายในอายุการใช้งาน การกำจัดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาจะเท่ากับต้นทุนทั้งหมดของการใช้เครื่องมือเมมเบรนแบบใช้ซ้ำได้อย่างง่ายดาย ( เฉลี่ยประมาณ 160 ปอนด์/ตร.ม. (21 ดอลลาร์สหรัฐฯ/ ฟุต 2) และเวลาสร้างเฉลี่ย 2 ชั่วโมงการทำงานต่อ m2 (10ft2))

 

 
เมมเบรนที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้มีความสามารถที่น่าทึ่งในการจัดการรูปทรงการขึ้นรูปที่ซับซ้อน หมายความว่ามีความปลอดภัยในสุญญากาศอย่างราบรื่น แม้ในรูปแบบเชิงลบที่สำคัญ/อันเดอร์คัต ซึ่งนำเข้าสู่ลีกประสิทธิภาพของตนเอง

 

Auto Styling Truckman Group ได้พัฒนากระบวนการเพื่อให้ได้การขึ้นรูปแบบ one-shot ของหลังคารถซึ่งต้องใช้แม่พิมพ์ที่ซับซ้อนซึ่งแบ่งออกเป็น 7 ส่วน การใช้เมมเบรนที่ขึ้นรูป 3 มิติแบบไร้รอยต่อเพียงแผ่นเดียวช่วยให้สามารถฉีดได้ในครั้งเดียว นอกจากนี้ พื้นผิวภายในจะเกาะติดกับโฟลว์โค้ตได้ดีโดยไม่ต้องมีการขัด การออกแบบเครื่องมือแบบแยกส่วนต้องมีการซีลหน้าแปลนเพื่อให้มีสุญญากาศระหว่างซีลและเคลือบเจล เพื่อป้องกันการเคลือบเจลที่อาจเกิดขึ้นก่อนปล่อย

 

สามารถวางเมมเบรนที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้บนแพ็คไฟเบอร์แบบแห้งในขั้นตอนที่ต่อเนื่องกัน ซึ่งหมายความว่ามีโอกาสน้อยที่จะรบกวนพรีฟอร์มของไฟเบอร์แบบแห้งและดันออกจากที่ ข้อกังวลนี้เป็นคุณลักษณะที่สำคัญอย่างยิ่งสำหรับเส้นใยแห้งบนผนังแม่พิมพ์แนวตั้ง

เมมเบรนแบบใช้ซ้ำได้สามารถจัดการกับการโหลดไฟเบอร์แพ็คที่แตกต่างกันได้อย่างแม่นยำและรูปแบบแกนกลางโดยไม่ต้องกังวล เช่นเดียวกับกรณีของเครื่องมือประเภท RTM กึ่งแข็ง ซึ่งมักจะไม่ทำงานเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในการไหลที่คาดการณ์ไว้ หากผู้ใช้เปลี่ยนกำหนดเวลาการจัดวางหรือแย่กว่านั้นคือมีข้อมูลก่อน- วัสดุแกนกลึงสำหรับเลย์เอาต์แซนวิช

เราไปต่อได้ แต่ที่แน่ชัดคือคำกล่าวอ้างที่ได้เปรียบดังกล่าวเป็นความจริงโดยสิ้นเชิงและพิสูจน์ได้จากประสบการณ์ของช่างปั้นหลายคน



NISSAN SERENA FRONT END ผลิตในแม่พิมพ์แยก 8 ส่วนที่ซับซ้อนโดยการใช้ VPI

 

CTIM – ผู้ผลิตชิ้นส่วนรถยนต์ชั้นนำของมาเลเซียเลือกใช้ระบบ Vacuum Press Infusion สำหรับรุ่น Serena MPV ส่วนหน้ารุ่นใหม่จาก Nissan และปรับแต่งโดย Hoshino Impul Co., Ltd ,

 

Raymond Siew กรรมการผู้จัดการของ CTIM กล่าวว่า "ความสำเร็จของการผลิตแม่พิมพ์เป็นส่วนที่ซับซ้อนดังกล่าวในกระบวนการ VPI ของแม่พิมพ์ปิดโดยใช้เมมเบรนสูญญากาศที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ ได้นำเราไปสู่การพัฒนาและการผลิตชิ้นส่วนแอโรไดนามิกอัตโนมัติอื่นๆ อีกจำนวนมาก เราบรรลุความสม่ำเสมอมากขึ้นจากการดำเนินการวางด้วยมือแบบเดิมของเราด้วยความเร็วในการผลิตที่มากขึ้นและขนาดสุทธิเกือบและการขึ้นรูปที่มีการสูญเสียต่ำ” CTIM ได้รับการฝึกอบรมใน VPI โดยศูนย์ SIFT ด้านเทคนิคของมาเลเซียซึ่งนำโดย TK Lim ในเมือง Cheras กรุงกัวลาลัมเปอร์

 

 

ความใส่ใจในรายละเอียดและความเป็นเลิศทางเทคนิคของ CTIM ในการผลิตเป็นชุด ซึ่งในความเห็นของเราได้นำไปสู่ชิ้นส่วนประกอบการขึ้นรูปของเหลวแบบปิดที่ซับซ้อนที่สุดที่เราเคยพบเห็น

Henry Nicolson-cole ผู้จัดการโครงการที่ Norco Composites กล่าวว่าสำหรับพรีเพก 'กระบวนการ debulking' ซึ่งต้องดึงสูญญากาศโดยรอบเพื่อรวมชั้นก่อนที่จะย้ายไปยังขั้นตอนถัดไปอย่างรุนแรงทำให้กรณีที่เป็นประโยชน์สำหรับเยื่อซิลิโคนที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้จากทั้งสองคุณภาพ และมุมมองด้านต้นทุน

   

ชิ้นส่วนพรีเพกบางชิ้นอาจต้องใช้การดีบักจำนวนมาก (ประมาณหนึ่งดีบักทุกๆ 3-4 ชั้น) โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับงานหม้อนึ่งความดันที่ไม่ได้ใช้งานซึ่งไม่สามารถใช้แรงดันหม้อนึ่งความดัน 6 บาร์เพื่อรวมเข้าด้วยกันได้ แล้วนำมาใช้ใหม่ทั้งหมดมีความสำคัญมากขึ้น

ทันใดนั้น การคืนทุนบนเมมเบรนซิลิโคน แม้กระทั่งก่อนที่เวลาทำงานของมนุษย์จะลดลงอย่างเห็นได้ชัดหลังจากผ่านไปประมาณ 6 ส่วน ยิ่งรูปร่างซับซ้อนมากขึ้นเท่าใด กระบวนการเยื่อแผ่นสูญญากาศที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ก็จะยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้น เมมเบรนยังสามารถใช้เป็นตัวช่วยการบ่มขั้นสุดท้าย และช่วยให้มุมหรือรายละเอียดอื่นๆ เข้มขึ้นเฉพาะจุดที่อาจเกิดการบริดจ์ "บรรจุถุง" ได้โดยใช้การบรรจุถุงแบบใช้แล้วทิ้งทั่วไป ACC Silicone VBS26-35 ที่ใช้มีความร้อนสูงสุด 240C


Sean Conneely ผู้จัดการฝ่าย Tooling for Formashape / White Water Composites ในเมืองคีโลว์นา รัฐบริติชโคลัมเบีย ประเทศแคนาดา อธิบายว่าพวกเขาใช้ระบบเยื่อแผ่นที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ตั้งแต่ปี 2013 โดยเริ่มจากขนาดเล็กและใช้แม่พิมพ์เหล่านี้ในสายการผลิต 12 แม่พิมพ์ โดยแต่ละแผ่นมี 2 แผ่น 200 ชิ้นส่วนที่ซับซ้อนต่อสัปดาห์โดยใช้ระบบ โดยมีทั้งหมด 9600 ชิ้นตลอดโปรแกรมของลูกค้าโดยไม่ทำสำเนาเครื่องมือใดๆ

 

Formashape มองว่าเทคโนโลยีนี้มีบทบาทมากกว่าการผลิต LRTM แบบดั้งเดิม ด้วยการพัฒนาเมมเบรนแบบใช้ซ้ำได้ล่าสุดบนแผงพื้นผิวขนาดใหญ่มากสำหรับโครงการหอสื่อสารในรัฐบริติชโคลัมเบีย การควบคุมอัตราส่วนเรซินต่อไฟเบอร์ที่สอดคล้องกันของระบบการขึ้นรูป VPI ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้พิสูจน์แล้วว่าให้ความหนาและน้ำหนักที่แน่นอนจากชิ้นส่วนหนึ่งไปยังอีกส่วนหนึ่ง "เราทิ้งแค่ส่วนแรกของเราจริง ๆ เพราะมันเป็นแบบฝึกหัดการเรียนรู้ด้วย" คอนนีลีกล่าว " เมื่อเราหมุนหมายเลขในกระบวนการ เราสร้างรูปร่างที่ไม่ซ้ำกันขนาดใหญ่มาก 50 แบบ จากแม่พิมพ์ที่แตกต่างกัน 5 แบบ โดยแต่ละส่วนถูกปล่อยออก ไม่ต้องการการตกแต่งส่วนท้ายอื่นใดนอกจากการตัดแต่งเล็กน้อยและการทำดัชนีรู นอกจากนี้ เรายังทำสำเร็จด้วยคนงานเพียง 4 คนเท่านั้น


ปัจจุบัน บริษัทใช้วัสดุที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้กับทุกอย่าง ตั้งแต่รูปทรงสไลเดอร์น้ำที่ซับซ้อนขนาดเล็ก ไปจนถึงเรือแพขนาดใหญ่ และการขี่ท่อนซุง "ความเรียบง่ายในการผลิตชิ้นส่วนที่สม่ำเสมอโดยแบ่งส่วนกับพนักงานที่มีทักษะโดยเฉลี่ยและการประหยัดที่สามารถให้ได้นั้นดีเกินกว่าจะผ่านพ้นไปได้" Formashape มีแนวโน้มที่จะใช้เมมเบรนสร้างซิลิโคนที่มีมูลค่ามากกว่าหนึ่งตันในปี 2018 เพียงก้าวเดียว ซึ่งก้าวไปข้างหน้าอย่างมากจาก 120 ลิตรที่ใช้ไปในปี 2013

Dartford Composites Ltd ในสหราชอาณาจักรเริ่มใช้ซิลิโคน resuasables เมื่อ 2 ปีที่แล้ว Mark Silvestor กรรมการผู้จัดการ อธิบายในขณะที่พนักงานเริ่มสงสัยเกี่ยวกับคุณค่าของมัน เมื่อพวกเขาใช้มัน พวกเขาตระหนักว่ามันใช้งานได้ง่ายกว่ามากขนาดไหน ปริมาณสินค้าต่อวันจะขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เราหล่อเปลือกที่นั่งมากกว่า 5,000 รายการในเรซินทนไฟระดับหนึ่งโดยใช้แม่พิมพ์แข็ง 10 ชิ้นและแม่พิมพ์ซิลิโคน 6 ชิ้น คนสองคนกำลังปั้น 30 รายการต่อวันโดยมีอัตราการปฏิเสธต่ำกว่า 1.5% และการปฏิเสธเหล่านั้นโดยทั่วไปแล้วสามารถบันทึกได้ คนสองคนที่ใช้แม่พิมพ์เหล่านี้เป็นพนักงานที่ไม่มีทักษะและไม่มีเครื่องเคลือบบัตรที่มีประสบการณ์ แม่พิมพ์ฐานได้รับการบำบัดด้วย PMR เป็นประจำทุกสัปดาห์ ไม่จำเป็นต้องรักษาซิลิโคน ของเสียถือเป็นประโยชน์หลักเมื่องานถูกตั้งค่าอย่างถูกต้อง แต่ละที่นั่งมีขยะเพียง 150 กรัมเท่านั้น

 

Wrightbus ในไอร์แลนด์เหนือได้รวมเอาการวางด้วยมือหรือ LRTM ไว้ด้วยกันในการผลิตชิ้นส่วนคอมโพสิตสำหรับภายนอกและภายในของผลิตภัณฑ์ ความชอบของบริษัทคือการผลิตชิ้นส่วนทั้งหมดในกระบวนการขึ้นรูปแบบปิดเนื่องจากข้อดีที่นำมา อย่างไรก็ตาม เนื่องจากต้นทุนเครื่องมือ เป็นไปได้เฉพาะกับชิ้นส่วนจำนวนจำกัดเท่านั้น ซึ่งปริมาณและอายุการใช้งานที่คาดไว้จะสร้างกรณีธุรกิจที่เหมาะสม

ด้วยเทคโนโลยีเมมเบรนซิลิโคนซึ่งพวกเขาได้รวมไว้ตั้งแต่ปี 2014 ได้ช่วยให้พวกเขาสามารถแปลงชิ้นส่วนจำนวนมากขึ้นเป็นการขึ้นรูปแบบปิดเนื่องจากต้นทุนและความเร็วที่เป็นประโยชน์ในการผลิตของพื้นผิว B โดยเมมเบรนซิลิโคนอย่างรวดเร็วได้นำมา นอกจากนี้ ยังสามารถซ้อนส่วนต่างๆ เข้าด้วยกันได้ ซึ่งทำให้เกิดประโยชน์ด้านต้นทุนและผลผลิตที่เพิ่มขึ้น การบรรจุถุงแบบใช้ซ้ำได้ได้กลายเป็นกระบวนการขึ้นรูปปิดอันดับหนึ่งในโรงงานผลิตคอมโพสิตในไอร์แลนด์ และพวกเขาคาดการณ์ว่าแนวโน้มนี้จะยังคงเติบโตต่อไป


Alan Harper, Alan Harper Composites , February 2018.

ผู้ผลิตของเรา

เมเยอร์ เรซิ่น Mayor Resinอลัน ฮาร์เปอร์ Alan Harperนอร์ด คอทโพสิท Nord Compositesฟาเรคลา Fareclaโซลเวย์ ไซเทค Solvay Cytexเอ็กเซล Axel plasticsไดอะเทค Diatexแลนทอร์ Lantorชิงเต่า โพลี Qingdao Polysจูชิ Jushiซีพีไอซี CPICพีจีไอ PGIซีเอ็นบีเอ็ม CNBMนิด้าพลาส Nidaplastอาฟโคน่า Afconaไดแอพ Diabกูริท Guritฟรีแมน Freeman Supply Co.อาทิตยา เรซิ่น Aditiya Resinโรบูโซ Robusoฟอร์โมซ่า Formosa Taffetaเอ็นเจ โรบินสัน NJ Robinsonเท็กโซนิก Texonicโพรเทค Protech

139 ซ. พระยาสุเรนทร์ 30 ถ.พระยาสุเรนทร์ แขวงบางชัน เขตคลองสามวา กรุงเทพ 10510

02-5174955-6

© Neotech Composites 2021
QR เฟสบุ๊ค
@neotechcomposite
เพจเฟสบุ๊ค
QR ไลน์
@neotech
เพิ่มเพื่อนในไลน์
© Neotech Composites 2021