Đúc xốp cấu trúc là gì?
Đôi khi, bạn cần sản xuất các bộ phận có kích thước lớn hơn những bộ phận được làm bằng vật liệu truyền thống. Làm thế nào để tạo ra những bộ phận này mà không làm giảm độ bền, độ cứng và chất lượng tổng thể? May mắn thay, có một giải pháp đơn giản và giá cả phải chăng: bọt kết cấu.

Bọt kết cấu là vật liệu sản xuất kết hợp lõi xốp với "lớp da" bên ngoài chắc chắn thay vì luôn cứng chắc. So với các polyme truyền thống (như polyurethane, polyester hoặc nhựa epoxy), nó nhẹ và linh hoạt, đồng thời duy trì độ bền và độ cứng tốt. Bọt kết cấu có thể tạo ra các bộ phận có kích thước chưa từng có, dẫn đến một cuộc cách mạng trong sản xuất mái nhà, tấm thân bên trong và bên ngoài, vỏ thiết bị y tế và thậm chí cả ván trượt tuyết.

Bọt cấu trúc là gì?
Bọt kết cấu là một vật liệu tổng hợp, thường là polyme nhiệt rắn (nhưng có thể là nhựa nhiệt dẻo) trộn với khí vật lý trơ (như nitơ) hoặc chất thổi hóa học trong quá trình đúc. Kết quả không phải là một vật liệu rắn mà là một "lõi" micropore mật độ thấp và một "lớp da" bên ngoài mật độ cao. Lõi làm giảm tổng trọng lượng của vật liệu, trong khi lớp vỏ chắc chắn giữ cho vật liệu chắc chắn và có khả năng chống va đập.

Cấu trúc của vật liệu tương tự như cấu trúc bánh sandwich, với lõi mật độ thấp được bao quanh hoàn toàn bởi lớp da mật độ cao. Kết cấu của lõi thường được mô tả là tương tự như "bọt biển" hoặc "tổ ong". Do kết cấu lõi độc đáo của nó, bọt cấu trúc thường nhẹ hơn 20% đến 40% so với polyme rắn, nhôm, thép, hợp chất đúc tấm hoặc các vật liệu thường được sử dụng khác.

Do tính chất kém bền, vật liệu cơ bản được sử dụng để sản xuất bọt kết cấu thường là polyme nhiệt dẻo chứ không phải là vật liệu nhiệt rắn. Các loại nhựa nhiệt dẻo thường được sử dụng bao gồm nhưng không giới hạn ở: polyurethane, polycarbonate, polyphenylene ete (Noryl), polybutylene terephthalate (Valox) và acrylonitrile butadiene styrene.

Quá trình đúc bọt kết cấu
Quá trình tạo hình các bộ phận bằng bọt cấu trúc rất giống với phương pháp ép phun phản ứng truyền thống. Bảo quản hai thành phần, chẳng hạn như polyol và isocyanate (chúng được kết hợp để tạo ra polyurethane), trong một thùng chứa riêng ở dạng lỏng. Chúng được trộn với nhau để tạo thành nhựa, sau đó được bơm vào khuôn đã chuẩn bị trước và xử lý bằng phản ứng hóa học.

Tuy nhiên, có sự khác biệt quan trọng trong việc sản xuất bọt cấu trúc hơn là sản xuất polyme rắn. Ngoài polyol và isocyanate, khí trơ hoặc chất tạo bọt hóa học được thêm vào hỗn hợp trong quá trình phun. Điều này làm thay đổi bản chất của phản ứng hóa học cuối cùng xảy ra.

So với khuôn phun phản ứng polyurethane rắn tiêu chuẩn, sử dụng ít polyol và isocyanate hơn, do đó nhựa sẽ không lấp đầy hoàn toàn khuôn. Thay vào đó, khí hoặc tác nhân thổi được kích hoạt nhờ phản ứng giữa hai thành phần. Nó nở ra, lấp đầy khoảng trống của khuôn bằng bọt. Điều này tạo ra kết cấu "tổ ong" và lõi bên trong của bọt cấu trúc được biết đến rộng rãi. Khi các phần tử bề mặt tiếp xúc với thành khuôn, chúng sẽ xẹp xuống, tạo thành một lớp da chắc chắn xung quanh bên ngoài vật liệu.