مواد کامپوزیت چوب پلاستیک چگونه تولید می شوند: راهنمای کامل ساخت

آنچه که یک خط تولید WPC در واقع می سازد

دو پانل دیواری با چاپ دانه های چوب مشابه می توانند در محل کار کاملاً متفاوت رفتار کنند. یکی صاف می ماند، تمیز برش می دهد و پیچ ها را نگه می دارد. دیگری پس از نصب پیچ می خورد و در لبه ها فرو می ریزد. تفاوت تقریباً همیشه در خط تولید، قبل از رسیدن محصول به انبار تعیین می شود.

کامپوزیت چوب پلاستیک (WPC) با ترکیب الیاف چوب یا آرد با یک رزین گرمانرم و فشار دادن آن مخلوط از طریق یک فرآیند گرمایش، شکل‌دهی و خنک‌سازی کنترل‌شده تولید می‌شود. نتیجه نه چوب و نه پلاستیک خالص است. این یک کامپوزیت مهندسی شده است که عملکرد نهایی آن به نحوه دقیق اجرای هر مرحله تولید بستگی دارد. درک نحوه تولید مواد WPC به خریداران کمک می کند تامین کنندگان را مقایسه کنند، محصولات را با اطمینان مشخص کنند و از عیوب رایج مانند فضای خالی داخلی، تاب برداشتن و رنگ ناسازگار که به میانبرهای مخلوط کردن، کنترل رطوبت و خنک کننده بازمی گردد، اجتناب کنند.

WPC به یک مصالح ساختمانی اصلی تبدیل شده است زیرا می تواند از ضایعات چوب بازیافتی و پلاستیک استفاده کند و در عین حال تخته هایی را تحویل دهد که شبیه الوار هستند اما در برابر رطوبت بهتر مقاومت می کنند. دلایل وسیع تری که سازندگان تخته WPC را به جای مواد سنتی انتخاب می کنند، در بررسی اجمالی جداگانه ما از این کلاس مواد پوشش داده شده است.

مواد اولیه و نقش آنها

فرمولاسیون WPC با دو ماده اصلی - چوب و پلاستیک - به اضافه گروه کوچکتری از افزودنی‌ها که رنگ، پایداری و آسانی جریان مخلوط را در یک اکسترودر کنترل می‌کنند، شروع می‌شود.

• الیاف چوب یا آرد چوب. خاک اره، الیاف بامبو، پوست برنج و سایر مواد سلولزی منابع رایج هستند. فیبر تا رطوبت باقیمانده کمتر از 1 تا 2 درصد خشک می شود، زیرا آب باقیمانده در داخل اکسترودر داغ به بخار تبدیل می شود و حباب ها و نقاط ضعفی را در تخته ایجاد می کند.
• رزین ترموپلاستیک. پلی اتیلن بازیافتی (PE)، پلی پروپیلن (PP) و پلی وینیل کلراید (PVC) رایج ترین ماتریس ها هستند. نوع رزین دمای پردازش را ثابت می کند و سفتی، عملکرد آتش و جایی که تخته تمام شده می تواند استفاده شود را تعیین می کند.
• عوامل جفت کننده این مولکول ها دارای انتهایی سازگار با پلیمر و انتهایی سازگار با چوب هستند. آنها از نظر شیمیایی الیاف چوب آبدوست و پلاستیک آبگریز را پل می کنند و از جدا شدن در امتداد سطح مشترک جلوگیری می کنند. یک فرمول WPC بدون یک عامل جفت کننده کافی به جای یک کامپوزیت ساختاری مانند پرکننده تقویت نشده عمل می کند.
• مواد افزودنی تثبیت کننده های UV، رنگدانه ها، روان کننده های داخلی و قارچ کش ها به درصد کمی اضافه می شوند. هنگام تولید پانل های سلولی سبک وزن WPC، عوامل کف کننده گنجانده شده است.

ترکیب - جایی که بیشتر عیوب پنهان شروع می شود

پس از انتخاب مواد خام، کارخانه باید آنها را به ترکیبی یکنواخت و قابل اکسترود تبدیل کند. این مرحله ای است که بسیاری از رایج ترین نقص های WPC در آن متولد می شوند.

خشک کردن و تناسب

فیبر چوب رطوبت سنجی است، بنابراین با حمل رطوبت قابل توجهی به کارخانه می رسد. اکثر کارخانه های تولیدی آن را در خشک کن فلاش یا درام چرخشی خشک می کنند و سپس نسبت های دقیق فیبر، رزین، عوامل جفت کننده و مواد افزودنی را بر حسب وزن دوز می کنند. محتوای چوب معمولی در فرمول WPC از حدود 50 تا 65 درصد متغیر است، با پانل های دیوار داخلی اغلب در سمت بالاتر برای ظاهری مات طبیعی، و فرمولاسیون عرشه در فضای باز برای متعادل کردن استحکام، سفتی و هزینه تنظیم شده است.

اختلاط و گندله سازی با سرعت بالا

مخلوط خشک در یک مخلوط کن با سرعت بالا شارژ می شود، جایی که گرمای اصطکاکی به طور یکنواخت مواد افزودنی را توزیع می کند. در بسیاری از گیاهان، مخلوط سپس در یک اکسترودر دو پیچی مذاب ترکیب می شود و به صورت گلوله برش می شود. در برخی دیگر، ترکیب خشک مستقیماً به خط پروفیل-اکستروژن وارد می شود. نظارت بر رطوبت در سراسر این مرحله ادامه دارد زیرا حتی یک دسته مرطوب می تواند کل تخته های مستعد تاول و چگالی کم را تولید کند.

اکستروژن - جایی که تخته شکل خود را می گیرد

تخته های جامد WPC، عرشه توخالی، پانل های فلوت و پروفیل های توری همگی توسط اکستروژن ذوب داغ شکل می گیرند.

• این ترکیب به یک اکسترودر تک پیچ یا دو پیچی وارد می شود که مناطق گرمایش بشکه به تدریج مخلوط را ذوب می کند.
• دمای مذاب معمولی بسته به سیستم رزین در محدوده 160 تا 200 درجه سانتیگراد است. فراتر از پنجره می تواند ذرات چوب را بسوزاند و گاز آزاد کند. پایین آمدن سطحی ناهموار و پیوند بین ذره ای ضعیف ایجاد می کند.
• کامپوزیت مذاب از طریق یک قالب گرم که دهانه آن سطح مقطع کامل پروفیل را مشخص می کند، رانده می شود: تخته جامد، هسته سلولی توخالی، هندسه فلوت، یا لبه های زبانه و شیار.
• بلافاصله پس از قالب، پروفیل وارد یک واحد کالیبراسیون خلاء و مخازن خنک کننده آب می شود که در ابعاد خارجی قفل می شود.

جامد در مقابل WPC فوم دار

برای خریداران، مرحله اکستروژن تفاوت بین WPC جامد و فوم شده را توضیح می دهد. تخته های فوم دار با یک عامل دمنده شیمیایی تولید می شوند که یک هسته سلولی یکنواخت ایجاد می کند. آنها سبک تر، برش آسان تر و عایق تر هستند، به همین دلیل است که بسیاری از پانل های دیواری WPC داخلی از یک هسته فوم دار استفاده می کنند. در مقابل، WPC جامد، متراکم‌تر است و دارای استحکام بیشتری در نگه‌داشتن پیچ است، که مناسب کاربردهای عرشه و سازه است. تخته های چوب پلاستیکی جامد از خطوط تولید یکپارچه نمونه ای از این دسته سنگین تر است.

Co-Extrusion - افزودن یک لایه درپوش محافظ

یک سطح WPC معمولی، به ویژه سطحی با محتوای چوب بالا، محو می شود و کثیفی را در قرار گرفتن در معرض بیرون جذب می کند. اکستروژن مشترک این مشکل را با تغذیه یک لایه پلیمری دوم بدون چوب از طریق همان قالب حل می کند. لایه درپوش معمولاً حاوی جاذب‌های غلیظ UV، رنگ‌ها و اصلاح‌کننده‌های ضربه است و در حالی که هر دو لایه هنوز مذاب هستند به زیرلایه ذوب می‌شود.

تخته های اکسترود شده سه مزیت قابل اندازه گیری دارند: حفظ رنگ طولانی تر در زیر نور مستقیم خورشید، سطح صاف تر که تمیز کردن آن آسان تر است و مقاومت بهتر در برابر ترک خوردگی سطح پس از هوازدگی. به همین دلیل است که اکستروژن همزمان به فرآیند پیش‌فرض پانل‌های کامپوزیت در فضای باز تبدیل شده است که باید برای سال‌ها ظاهر ثابتی داشته باشند. نحوه ایجاد پنل های WPC در فضای باز با عملکرد بالا را با فناوری اکستروژن مشترک در مقاله ای جداگانه توضیح می دهیم.

پانل‌های اکستروژن WPC که برای روکش‌ها و عرشه‌های فضای باز فروخته می‌شوند، از این ساختار دقیق استفاده می‌کنند، با یک کلاه محافظ که روی زیرلایه‌ی چوب پلاستیکی ذوب شده است.

خنک کننده، اندازه و تهویه

پس از اکستروژن، تخته هنوز گرم و نرم است. هندلینگ دقیق پایین دست تصمیم می‌گیرد که صاف یا خمیده شود.

واحد کالیبراسیون سطح مقطع پروفیل را در حالی که ماده هنوز به اندازه کافی گرم است تا تغییر شکل دهد تنظیم می کند. پس از آن، حفره های آب خنک کننده حرارت را به تدریج حذف می کنند. اگر تخته به طور نامتقارن سرد شود، تنش های داخلی قفل می شوند و بعداً به صورت خم شدن، پیچش یا حجامت ظاهر می شوند.

پیری و برش

خط تولید با یک اره پرنده یا برش خودکار طول ها را برش می دهد، سپس تخته ها را برای تهویه چیده می کند. اکثر کارخانه های تاسیس شده WPC را حداقل 24 تا 48 ساعت قبل از بسته بندی نگه می دارند تا تنش های داخلی کاهش یابد و ابعاد تخته تثبیت شود. تخته هایی که بلافاصله پس از خنک شدن بسته بندی می شوند، خطر خرابی شناخته شده ای دارند: آنها به طور مشهودی به محل کار می رسند، حتی اگر QC کارخانه از آنها عبور کند.

تکمیل سطح - تبدیل یک تخته ساده به ظاهری چوبی

WPC تازه کالیبره شده خط را به صورت یک تخته یکنواخت و معمولاً قهوه ای روشن ترک می کند. نمای چوبی با مراحل تکمیل ایجاد می شود.

• لمینیت فیلم Calendered یک لایه تزئینی چاپ شده را در همان خط اعمال می کند که برای پانل های دیواری WPC و PVC داخلی داخلی رایج است.
• رول های برجسته یک دانه لمسی را به سطح فشار می دهند که با الگوی چاپ شده مطابقت دارد.
• برس زدن یا سنباده زدن سبک، بافت ظریفی را روی تخته های جامد WPC نشان می دهد.
• آب بندی لبه یا اپیلاسیون الیاف چوبی در معرض دید را در انتهای بریده شده می بندد.

کیفیت پایان بستگی به تنش دقیق و کنترل دما دارد. اگر فیلم چاپ شده به طور ناهموار پیشرفت کند، الگوی دانه ثبت نام با برجسته را از دست می دهد و تخته آشکارا مصنوعی به نظر می رسد. پانل‌های دیواری WPC داخلی نمونه‌ای معرف از محصولات فوم‌شده با فوم ساخته شده برای بازسازی سریع داخلی هستند.

بررسی های کیفیتی که عملکرد میدانی را پیش بینی می کند

تولیدکنندگان به ندرت داده های فرآیند خود را منتشر می کنند، اما خریداران می توانند سؤالات درستی در مورد کنترل تولید بپرسند. بررسی‌های زیر مستقیماً با رفتار بلندمدت مرتبط است.

معنی فرآیند تولید برای انتخاب محصول

هنگامی که مراحل فرآیند را به محصولات متصل می کنید، مشخصات ساده می شود.

• پانل های دیوار داخلی معمولاً ماتریس PVC، WPC فوم دار با روکش فیلم چاپ شده: سبک، کم انتشار و نصب سریع.
• عرشه و روکش در فضای باز از ماتریس های پلی اتیلن یا پلی اتیلن استفاده می کنند که اغلب به صورت همزمان اکسترود می شوند، با لایه های درپوش پایدار در برابر اشعه ماوراء بنفش.
• پانل ها و توری های فلوت شده پروفیل های اکسترود شده ای هستند که دقت کالیبراتور قوام دیواره های فلوت را تعیین می کند.
• قالب‌ها و تخته‌های سنگین متراکم و جامد WPC هستند که برای نگهداری و استفاده مجدد از پیچ‌ها زیاد طراحی شده‌اند.

هنگام ارزیابی یک تامین کننده، چهار سوال مرتبط با فرآیند بپرسید: از کدام ماتریس رزین استفاده شده است، آیا تخته فوم شده است یا جامد، آیا به صورت همزمان اکسترود شده است، و چگونه روکش چوب-دانه اعمال می شود؟ پاسخ های صادقانه به این سؤالات رفتار محصول را بهتر از عکس بروشور پیش بینی می کند.

یک تولید کننده با جریان تولید یکپارچه - از ترکیب تا تکمیل - نیز موقعیت بهتری دارد تا دسته ها را از نظر رنگ، اندازه و تراکم ثابت نگه دارد. این میزان کنترل لازم برای محصولاتی است که به صورت حجمی سفارش داده می شوند و پانل به پنل در سایت مقایسه می شوند. راهنمای نصب گام به گام پانل WPC ما هنگامی که ارزیابی می کنید که محصول واقعاً به چه میزان تحمل بستر در هنگام نصب نیاز دارد، مرجع مفیدی است.