O que são fabricantes de máquinas de corte de espuma?

Projeto de Espuma Contínua da Arábia Saudita - Estudo de Caso Completo: Aquisição para uma Nova Fábrica de Espuma de PU

Contexto do projeto

Em setembro de 2021, recebemos uma consulta de Abdullah, um cliente da Arábia Saudita. Ele planejava construir uma nova fábrica de espuma de poliuretano para atender o mercado local saudita e o mercado iemenita, principalmente para produtos de espuma de poliuretano flexível para móveis e colchões. Ele também planejava incluir processamento a jusante.

O cliente já contava com mão de obra local especializada na produção de espuma e algumas condições básicas de produção. Conforme o projeto avançava, tornou-se necessário um planejamento coordenado dos produtos-alvo, da configuração dos equipamentos, do layout da fábrica e da integração entre a produção de espuma e os processos subsequentes.

Comunicação inicial e apoio ao projeto

Para este projeto, primeiro discutimos o mercado-alvo e a direção do produto com o cliente, depois comunicamos os requisitos básicos para a produção de espuma flexível de PU para móveis e colchões, incluindo densidade, dureza e a relação com o corte e processamento subsequentes.

Com base nas condições da fábrica do cliente, fornecemos um plano de layout da fábrica para organizar a colocação dos equipamentos, o fluxo de produção, a conexão entre a área de espumação e a área de processamento subsequente, e o espaço de trabalho do operador.

Durante o processo de comunicação, realizamos diversas reuniões por vídeo com o cliente e mostramos a ele nosso processo real de produção de espuma de PU flexível. Isso permitiu que ele compreendesse diretamente as condições de operação da máquina de espuma contínua, a conexão do processo durante a formação da espuma e como o corte e o processamento subsequentes se encaixariam na produção real.

Em relação à discussão sobre os equipamentos, a comunicação focou nas questões específicas do cliente, incluindo a facilidade de operação diária, as diferenças práticas entre os diferentes modelos de equipamentos e quais configurações eram mais adequadas às condições atuais do projeto.

A máquina de espuma aglomerada adquirida por este cliente.

Por que o cliente finalmente nos escolheu?

O cliente inicialmente demonstrou interesse em uma máquina de espuma contínua. Conforme a comunicação progredia, a discussão avançou passo a passo em direção à configuração completa da linha e à instalação na fábrica. Sua decisão final de continuar o projeto conosco foi baseada principalmente nos seguintes pontos.

1. Respostas oportunas mantiveram a comunicação em andamento.
Na fase inicial de um novo projeto para uma fábrica de espuma de poliuretano, as dúvidas continuam a aumentar. Ao longo do processo, o cliente foi adicionando detalhes relacionados à linha de produção, à conexão dos equipamentos, ao layout da fábrica e à coordenação da mão de obra.

Neste projeto, as dúvidas do cliente foram respondidas continuamente e a comunicação não foi interrompida em nenhum momento. Assim que um ponto era esclarecido, a discussão seguinte podia prosseguir sem problemas.

2. As respostas abordaram diretamente as perguntas reais do cliente.
Na fase inicial, o cliente não tinha falta de folhetos informativos sobre os equipamentos. O que influenciou sua decisão foi a clareza com que suas perguntas podiam ser respondidas.

Durante a comunicação, suas preocupações não se limitaram à própria máquina de espuma contínua. Ele também se concentrou na direção do produto para o mercado-alvo, nas necessidades básicas de produção de espuma flexível de poliuretano para móveis e colchões, na conexão entre a produção de espuma e o processamento subsequente e em como a nova fábrica deveria ser organizada nas condições existentes.

As respostas sempre seguiram essas perguntas específicas e não se limitaram a uma apresentação geral dos equipamentos.

3. A solução foi desenvolvida com base nas condições reais do projeto.

Este era um projeto de fábrica novo, mas o cliente já contava com trabalhadores locais para a produção de espuma e as condições da fábrica já estavam definidas. À medida que a comunicação avançava, a discussão sobre a solução se manteve alinhada a essas condições reais, incluindo como organizar o espaço da fábrica, como implementar a linha completa com a mão de obra existente, como conectar a área de produção de espuma com a área de processamento subsequente e quais configurações seriam mais adequadas ao cronograma atual do projeto.

O que o cliente viu não foi uma configuração padrão fixa, mas sim uma abordagem de solução desenvolvida em torno das condições específicas do seu projeto.

4. A discussão abordou o uso prático na produção, e não apenas o equipamento em si.

Na comunicação sobre equipamentos, o cliente estava preocupado não apenas com o equipamento em si, mas também com a forma como ele seria usado na produção real, como a facilidade de operação diária, se o ajuste de parâmetros era claro, quais conexões tinham maior probabilidade de causar problemas e como a formação de espuma e o corte e processamento subsequentes poderiam ser conectados de forma mais eficiente.

Essa parte da discussão continuou ao longo das primeiras comunicações e não parou nas especificações do documento.

5. Os tópicos discutidos anteriormente poderiam ser abordados posteriormente na solução.

A direção do produto, o layout, a conexão dos equipamentos e o arranjo do processo discutidos na fase inicial foram posteriormente incorporados à configuração detalhada. Os tópicos abordados anteriormente puderam ser integrados à solução sem interrupções.

Conteúdo final da aquisição

• um completo linha de produção de espuma contínua
• uma linha de produção de espuma aglomerada, incluindo: máquina de espuma aglomerada , caldeira a vapor, máquina trituradora de espuma
• um Máquina de corte de espuma CNC
• dois máquinas de corte de espuma circular
• um máquina de corte vertical de espuma

Carregando linha de espuma aglomerada

Máquina de carregamento de espuma contínua e máquina de corte de espuma

Se você também está planejando uma nova fábrica de espuma de poliuretano, ou avaliando linhas de produção contínua de espuma, linhas de produção de espuma aglomerada e configurações de máquinas de corte, envie-nos informações sobre sua linha de produtos, as condições da fábrica e o plano do projeto. Podemos discutir uma solução adequada com você, com base na sua situação específica.

Fase Um: Processo de Nucleação de Gás

As matérias-primas reagem na fase líquida ou dependem da geração de substâncias gasosas e da volatilização do gás durante a reação. À medida que a reação progride e uma grande quantidade de calor é gerada, a quantidade de substância gasosa gerada e volatilizada aumenta continuamente. Quando a concentração do gás excede a concentração de saturação, finas bolhas de gás começam a se formar na fase de solução e a subir. À medida que a reação se aproxima do fim, um fenômeno leitoso aparece no material de poliuretano líquido, conhecido como “tempo leitoso”.

Fase Dois: Processo de Autonucleação

Nesta fase, a concentração do gás continua a aumentar e atinge um determinado nível. Depois disso, a concentração do gás diminui gradativamente e novas bolhas não se formam mais. O gás na solução atinge gradualmente uma concentração de saturação de equilíbrio. Durante esta fase, a viscosidade do material líquido aumenta gradualmente e o gás funde-se e expande-se continuamente na fase líquida gradualmente viscosa. O volume das bolhas continua a se expandir. A fase líquida viscosa que forma a parede externa das bolhas afina gradualmente. Devido à relação de tensão superficial entre as interfaces gás e líquido, o volume da bolha aumenta de pequeno para grande, transformando-se gradualmente de uma forma esférica para uma forma geométrica tridimensional composta por filmes finos de polímero, formando finalmente uma estrutura de rede aberta de três. microporos dimensionais. No processo de síntese da espuma de poliuretano, esta etapa apresenta expansão do volume do polímero e aumento da espuma.

Fase Três:

Depois que a concentração do gás cai para um determinado nível, as bolhas não se formam mais. Com a permeação do gás, a concentração continua a diminuir, atingindo o equilíbrio saturado final no processo de transição da parede da espuma polimérica de um estado líquido viscoso para um estado sólido não fluido.

Cura fria

Um processo para produção de espuma para assentos, que produz espuma de alta resiliência (conhecida como espuma HR).

Durante este processo, a temperatura do molde está geralmente entre 50-70 graus Celsius; o peso molecular do poliéter está normalmente entre 2500-6500 e o ISO pode ser TDI/TM/MDI.

Este processo possui alta eficiência de produção, baixo consumo de energia e atualmente é amplamente utilizado.

Capacidade da bomba

Usado para verificar a estabilidade da saída de vazão da bomba dosadora.

O método atual para verificar a capacidade da bomba é o seguinte: na vazão definida, disparar continuamente 35 vezes, pesar cada dose e depois calcular a capacidade. Com base na capacidade da bomba, determine se a bomba dosadora precisa de reparo ou substituição. Geralmente, a capacidade da bomba é verificada a cada três meses.

Linearidade da bomba

Uma caracterização da correlação entre a velocidade e a potência da bomba dosadora.

Normalmente, cinco velocidades diferentes são selecionadas para testes de fluxo. A saída da bomba dosadora em cada velocidade é então obtida. Se esses cinco pontos se alinharem em linha reta, isso indica uma boa linearidade entre a velocidade e a saída da bomba dosadora.

NBT (Nova Tecnologia de Mistura)

NBT significa Nova tecnologia de mistura.

A tecnologia de mistura anterior envolvia pulverizar e misturar um ISO com um POL para reagir e produzir espuma de poliuretano. Ao ajustar os parâmetros do processo com este método, apenas a proporção de mistura POL/ISO e o peso da peça fundida puderam ser ajustados, sem outros ajustes possíveis.

NBT envolve pulverizar e misturar um ISO com 2 ou 3 grupos de materiais POLY para reagir e produzir espuma de poliuretano. (O equipamento requer um conversor de frequência)

O NBT pode ajustar as seguintes variáveis: umidade da fórmula, conteúdo de sólidos da fórmula, índice da fórmula, peso de fundição e outras variáveis. Isto permite maior tolerância ao processo na fabricação de espumas de diferentes densidades e durezas.

TPR (liberação de pressão cronometrada)

TPR significa Liberação de Pressão Temporizada, também conhecida como ventilação ou pré-ventilação.

Os parâmetros típicos do TPR são: a ventilação começa em torno de 90-120 segundos após o fechamento do molde, com o saco caindo, ventilando por cerca de 2 segundos e depois o saco subindo novamente.

Fenômenos comuns: A ventilação muito cedo pode resultar em produtos tenros e propensos a rasgar. A ventilação muito tarde pode levar a produtos rígidos, propensos a encolher após a desmoldagem.

Pulverização inicial

No início do vazamento normal, os bicos ISO e POLY são abertos simultaneamente, permitindo que os materiais se misturem na câmara de mistura e reajam para produzir espuma de poliuretano.

Se durante o vazamento os bicos ISO e POLY não abrirem simultaneamente, aquele que abrir primeiro fará com que o material saia da câmara de mistura sem reagir, resultando em material que não reagiu no início da espuma. Se o poliéter sair primeiro, a espuma ficará pegajosa e úmida na parte superior (pulverização inicial suave), enquanto se o ISO sair primeiro, a espuma será crocante, localmente fina (pulverização inicial suave) ou terá manchas ISO (pulverização inicial severa). pulverização).

Fenômenos comuns: Outro caso especial é quando há maciez na área inicialmente vazada, o que também pode ser uma forma de pulverização inicial. Isso pode ser devido ao componente sair primeiro, fazendo com que a espuma no ponto de fluidez inicial fique macia.

Índice de espuma

Quando ISO e POL reagem, se reagem nas quantidades teóricas exatas, é chamada de reação estequiométrica, e o índice de formação de espuma é definido como 100.

Índice de formação de espuma = uso real de ISO/uso teórico de ISO * 100. Atualmente, o índice de formação de espuma para assentos está geralmente entre 90-105.

À medida que o índice de formação de espuma aumenta, a espuma torna-se gradualmente mais dura.

Índice > 105, o produto tende a ser quebradiço; Índice < 85, o produto é propenso ao encolhimento de células fechadas.

A quantidade de estabilizador de espuma determina o tamanho das células da estrutura da espuma. Mais estabilizador leva a células mais finas, mas muito pode causar encolhimento. Encontrar o equilíbrio certo é crucial; muito pouco estabilizador e as células não se apoiarão, resultando em colapso durante a formação. Ambos são catalisadores em ação.

Poliuretano (espuma macia) refere-se a um tipo de espuma plástica flexível de poliuretano com certa elasticidade, principalmente com estruturas de células abertas.

Poliuretano (Espuma Dura) refere-se a espumas plásticas que não sofrem deformação significativa sob certas cargas e não podem recuperar seu estado inicial após cargas excessivas. Principalmente de célula fechada.

Óleo de silicone de espuma dura

O óleo de silicone de espuma dura é um tipo de estabilizador de espuma não hidrolisável altamente ativo com uma ligação silício-carbono, pertencente a uma categoria de óleo de silicone de amplo espectro. Possui excelente desempenho abrangente e é adequado para sistemas de formação de espuma de água e HCFC-141b, usados ​​em aplicações como placas, energia solar, tubulações, etc.

Características do produto:

1. Bom desempenho de emulsificação: O excelente desempenho de emulsificação permite boa dispersão e mistura dos materiais compósitos durante a reação com isocianato, resultando em boa fluidez. O produto produzido possui células uniformes e uma taxa de células fechadas muito alta.

2. Boa estabilidade: A estrutura molecular especial controla eficazmente a tensão superficial das células, estabilizando a estrutura celular e conferindo ao produto excelentes propriedades mecânicas.

Óleo de silicone de espuma macia:

Um surfactante de siloxano de uso geral para plásticos de espuma de poliuretano flexível do tipo poliéter, é um copolímero de polidimetilsiloxano-polietileno não hidrolisável, um estabilizador de alta atividade. É utilizado como estabilizador de espuma na produção de espuma macia de poliuretano (esponja). Pode fornecer uma pele fina. Em espuma de baixíssima densidade, proporciona forte estabilidade com células finas e uniformes. Em espuma de profundidade média, em comparação com óleos de silicone semelhantes, apresenta melhores propriedades de abertura de espuma e respirabilidade.

Em espumas flexíveis de poliuretano, o diclorometano (MC) é frequentemente usado para ajustar a densidade e a dureza da espuma. Com ponto de ebulição de apenas 40.4 ° C, durante a formação de espuma, a reação da água e do TDI gera uma grande quantidade de calor, fazendo com que o MC evapore em gás, expandindo assim o corpo da espuma e reduzindo a densidade da espuma.

A vaporização do MC consome muito calor, o que pode afetar o processo de formação de espuma da espuma em alguns casos. As duas figuras a seguir mostram as mudanças na temperatura máxima da espuma e o tempo para alcançá-la após a adição de diferentes quantidades de MC a uma fórmula específica.

A partir dos gráficos, pode-se observar que após a adição de MC, a temperatura máxima da espuma diminui significativamente e o tempo para atingir a temperatura máxima também aumenta.

Estas são apenas alterações nos dados, mas como elas se manifestam durante o processo de formação de espuma? Para entender isso, vejamos brevemente o processo de reação do poliuretano.

A principal reação na espuma de poliuretano é a reação da água e do isocianato para produzir dióxido de carbono e amina, e a reação do poliéter poliol e isocianato para produzir poliuretano. No entanto, existem muitas reações secundárias, resumidas como reações que geram uretano e reações que geram ureia.

As reações secundárias alteram a estrutura molecular do polímero de linear para reticulada. Devido às diferentes condições de reação e matérias-primas, a estrutura do poliuretano pode variar muito. Em geral, quanto mais reações secundárias, mais complexa é a estrutura reticulada, resultando em maior dureza e melhor resistência ao rasgo. Claro que a resistência ao amarelecimento também melhora, mas isso é outro assunto. Aumentar o índice de formação de espuma fortalecerá as reações secundárias.

Dito isso, o que isso tem a ver com MC? As reações secundárias são todas reações endotérmicas, exigindo absorção de calor. Porém, a vaporização do MC também requer uma grande quantidade de calor, criando assim uma relação competitiva. A adição de uma grande quantidade de MC enfraquecerá significativamente as reações secundárias, aumentando a proporção de estruturas lineares na espuma, tornando-a mais macia e diminuindo a plasticidade térmica.

Mesmo em temperaturas mais frias durante o inverno, deve-se prestar atenção a esta questão. Aumentar adequadamente o teor de água na fórmula para gerar mais calor ajuda a manter as propriedades físicas da espuma sem alterações significativas.