Ako sa vyrábajú kompozitné materiály z dreva a plastov: Kompletný sprievodca výroby

Čo vlastne vyrába výrobná linka WPC

Dva stenové panely s podobnou kresbou dreva sa môžu na pracovisku správať úplne inak. Jeden zostane plochý, reže čisto a drží skrutky; ostatné sa po Skrútia a na okrajoch sa drobia. O rozdiele sa takmer vždy rozhoduje na výrobnej linke, kým sa produkt dostane na sklad.

Drevoplastový kompozit (WPC) sa vyrába spojením drevených vlákien alebo múky s termoplastickou živicou a pretláčaním tejto zmesi kontrolovaným procesom zahrievania, tvarovania a chladenia. ak nie je rezivo ani čistý plast; je to konštruovaný kompozit, ktorého konečný výkon závisí od toho, ako presne je každý výrobný krok vykonaný. Pochopenie, ako sa WPC materiály vyrábajú, pomáha dokúpiť dodávateľov, s istotou špecifikovať produkty a bežne sa vyskytujú chyby, ako sú vnútorné dutiny, deformácia nekonzistentné farby, ktoré spájajú tak skratkami pri miešaní, kontrole vlhkosti a chladenia.

WPC sa stáva bežným stavebným materiálom, pretože môže využívať drevený odpad a plast a zároveň do recyklovať dosky, ktoré vyzerajú ako drevo, ale lepšie odolávajú vlhkosti. Širšie dôvody, prečo staviteľstvo uprednostňuje WPC dosku pred tradičnými materiálmi, sú uvedené v našom samostatnom prehľade materiálov tejto triedy.

Suroviny a ich úlohy

Formulácia WPC začína dvoma hlavnými zložkami - drevom a plastom - plus menšou skupinou zložiek, ktoré kontrolujú farbu, stabilitu a ľahko zmes preteká extrudérom.

• Drevené vlákno alebo drevná múčka. Bežnými zdrojmi sú piliny, bambusové vlákno, ryžové šupky a iný celulózový materiál. Vlákno sa suší na zvyškovú vodu pod 1 až 2 percentá, pričom zvyšky vody sa nachádzajú vo vnútri horúceho extrudéra na paru a vytvárajú bubliny a slabé miesta v doske.
• Termoplastická živica. Recyklovaný olej (PE), polypropylén (PP) a polyvinylchlorid (PVC) sú najbežnejšie matrice. Typ živice fixuje teplotu spracovania a určuje tuhosť, požiarny výkon a miesto Použitie horúcej dosky.
• Spojovacie zariadenia. Tieto molekuly majú koniec kompatibilný s polymérom a koniec kompatibilný s drevom. Chemicky premosťujú hydrofilné drevené vlákno a hydrofóbny plast, čím zabraňujú oddeleniu pozdĺžneho rozhrania. Formulácia WPC bez adekvátneho spojovacieho činidla sa správa skôr ako nevystužené plnivo ako štruktúrny kompozit.
• Prísady. V malých percentách sa pridávajú UV stabilizátory, pigmenty, vnútorné mazivá a fungicídy. Pri výrobe ľahkých komôrkových WPC panelov sú evidované penotvorné zostavy.

Zlučovanie — kde väčšina skrytých defektov začína

Keď sú suroviny vybraté, závod ich musí premeniť na jednotnú extrudovateľnú zmes. Toto je fáza, v ktorej sa rodia mnohé z najbežnejších defektov WPC.

Sušenie a dávkovanie

Drevené vlákno je hygroskopické, takže do továrne prichádza so značnou vlhkosťou. Väčšina výrobných závodov ho suší v sušiarni alebo rotačnej bubnovej sušičke a potom dávkuje presné hmotnostné pomery vlákna, živice, spojovacích činidiel a prísad. Typický obsah dreva vo formulácii WPC sa pohybuje od približne 50 do 65 percent, vnútorné stenové panely sú často na vyššej strane pre prirodzený matný vzhľad a vonkajšie terasové formulácie sú vyladené tak, aby vyvážili pevnosť, tuhosť a.

Vysokorýchlostné miešanie a peletizácia

Suchá zmes sa vloží do vysokorýchlostného mixéra, kde trecie teplo rovnomerne distribuuje prísady. V mnohých závodoch sa potom zmes zmiešava taveninou v dvojzávitovkovom extrudéri a seká sa na pelety; v iných sa suchá zmes privádza priamo do linky na vytláčanie profilov. Monitorovanie vlhkosti pokračuje počas tejto fázy, pretože aj jedna mokrá dávka môže získať celú dávku s nízkou hustotou mozgových príhod.

Extrúzia — kde doska nadobúda svoj tvar

Pevné WPC dosky, duté palubovky, ryhované panely a mriežkové profily sú všetky tvarované extrúziou za horúca.

• Zmes sa privádza do jednozávitovkového alebo dvojzávitového extrudéra, ktorého zóny ohrevu valca postupne tavia zmes.
• Typické teploty taveniny sú v rozmedzí 160–200 °C, v závislosti od živicového systému. Prekročenie okna môže spáliť drevené častice a uvoľniť plyn; príliš nízka hladina vytvára drsný povrch a slabé spojenie medzi časticami.
• Roztavený kompozit sa pretláča cez vyhrievanú matricu, ktorej otvor vymedzuje celý prierez profilu: plná doska, duté komôrkové jadro, geometria drážky alebo hrany pero-drážka.
• Ihneď po matrici vstupuje do profilu do vákuovej kalibračnej jednotky a žľabov na chladenie vodou, ktoré uzamknú vonkajšie rozmery.

Pevné verzus penové WPC

Pre kupujúcich fázy extrúzie sa vysvetľuje rozdiel medzi pevným a penovým WPC. Penové dosky sa vyrábajú s chemickým nadúvadlom, ktoré vytvára jednotné bunkové jadro; sú ľahšie, ľahšie sa režú a lepšie izolujú, a preto mnoho vnútorných WPC stenových panelov používam penové jadro. Pevné WPC je naproti tomu hustejšie a má väčšiu pevnosť pri zachovaní skrutiek, čo sa hodí na palubové a konštrukčné použitie. Masívne drevoplastové dosky z integrovaných výrobných liniek sú typickým príkladom tejto ťažšej kategórie.

Koextrúzia — Pridanie ochrannej vrchnej vrstvy

Bežný WPC povrch, najmä ten s vysokým obsahom dreva, vybledne a pritiahne nečistoty v exteriéri. Koextrúzia to rieši privádzaním druhej, bezdrevnej polymérnej vrstvy cez rovnakú matricu. Krycia vrstva zvyčajne obsahuje koncentrované UV absorbéry, farbivá a modifikátory nárazu a spája sa so substrátom, kým sú obe vrstvy ešte roztavené.

Koextrudované dosky poskytujú tri merateľné výhody: dlhšie zachovanie farby na priamom slnku, hladší povrch, ktorý sa ľahšie čistí a lepšiu odolnosť proti praskaniu povrchu poveternostných vplyvov. To je dôvod, prečo sa koextrúzia stala predvoleným procesom pre vonkajší kompozitné panely, ktoré si približne roky vyzerajú. Ako technológia koextrúzie vytvára vysokovýkonné vonkajšie panely WPC ďalej budeme pokračovať v samostatnom článku.

Koextrúzne panely WPC predávané na vonkajšie obklady a terasy používajú presne túto štruktúru s ochranným uzáverom nataveným na drevoplastový substrát.

Chladenie, dimenzovanie a kondicionovanie

Po vytlačení je doska stále horúca a mäkká. O tom, či skončí naplocho alebo vybočí, rozhoduje precízna manipulácia po prúde.

Kalibračná jednotka nastaví prierez profilu, kým je materiál ešte dostatočne teplý na deformáciu. Vodné chladiace žľaby potom postupne odvádzajú teplo; ak sa doska ochladzuje asymetricky, vnútorné napätie sa zablokujú a prejavia sa neskôr ako vyklenutie, krútenie alebo hrbenie.

Starnutie a rezanie

Výrobná linka reže dĺžky lietajúcou pílou alebo automatickou rezačkou a potom ukladá dosky na úpravu. Väčšina zavedených závodov uchovávania WPC najmenej 24 až 48 hodín pred balením, aby sa vnútorné napätie uvoľnilo a rozmery dosiek sa stabilizovali. Dosky, ktoré sú zabalené ihneď po vychladnutí, nesú dobre známe riziko poruchy: na miesto práce dorazia viditeľne zdeformované, aj keď ich v továrni prešla.

Povrchová úprava — Premena obyčajnej dosky na vzhľad dreva

Čerstvo kalibrovaný WPC opúšťa linku ako jednotná, zvyčajne svetlohnedá doska. Drevitý vzhľad je vytvorený dokončovacími krokmi.

• Kalandrovaná laminácia fólie nanáša potlačenú dekoratívnu vrstvu v rovnakej línii, ktorá je pre vnútorné WPC a PVC nástenné panely.
• Raziace valce vtláčajú do povrchu hmatové zrno, prispôsobené tlačenému vzoru.
• Kefovanie alebo ľahké brúsenie odhaľuje jemnú textúru pevných WPC dosiek.
• Utesnenie hrán alebo voskovanie uzatvára odhalené drevené vlákna na odrezaných koncoch.

Kvalita povrchovej úpravy závisí od presnej kontroly napätia a teploty. Ak sa vytlačená fólia posúva nerovnomerne, vzor zrna stratí sútlač s reliéfom a doska vyzerá zjavne umelo. Vnútorné stenové WPC sú reprezentatívnymi panelmi s príkladmi produktov s penovým jadrom s povrchovou úpravou fóliou a vyrobených na ploche renovácie interiéru.

Kontroly kvality, ktoré predpovedajú výkon v teréne

Výrobcovia zriedka zverejňujú svoje procesné údaje, ale môžu využiť aj správne otázky o riadení výroby. Nižšie uvedené kontroly korelujú s priamym správaním.

Čo znamená výrobný proces pre výber produktu

Keď pripojíte kroky procesu k produktu, špecifikácia sa stane jednoduchou.

• Vnútorné stenové panely sú zvyčajne s PVC matricou, penovým WPC s povrchovou úpravou potlačenou fóliou: ľahké, s nízkymi emisiami a rýchlo sa inštalujú.
• Vonkajšie terasy a obklady používajú PE alebo PP matrice, často koextrudované, s UV stabilnými krycími vrstvami.
• Drážkované panely a mriežky sú extrudované profily, kde presnosť kalibrátorov určuje smer stien žliabkov.
• Debnenie a vysokovýkonné dosky sú hutné, pevné WPC konštruované pre vysoké uchytenie skrutiek a opätovné použitie.

Pri hodnotení dodávateľa si položte štyri otázky súvisiace s procesom: aká živicová matrica sa používa, je doska penová alebo pevná, je koextrudovaná a ako sa nanáša povrchová úprava s drevom? Úprimné odpovede na tieto otázky predpovedajú správanie produktu lepšie ako fotografia v brožúre.

s výrobným tokom od výrobcu – od založenia až po konečnú úpravu – má tiež vhodnú pozíciu na to, aby udržal integrované šarže vo farbe, veľkosti a hustote. To je úroveň kontroly potrebné pre produkty, ktoré si objednávajú v objeme a porovnávajú panel po paneli na mieste. Náš podrobný sprievodca inštaláciou panelu WPC je užitočnou referenciou, keď hodnotíte, akú toleranciu substrátu produkt počas inštalácie skutočných požiadaviek.