ЭППС
В качестве утеплительного материала в сэндвич-панелях мы используем только высококачественный, практически не впитывающий влагу экструдированный пенополистирол (ЭППС) американской марки Styrofoam Dow. Его преимущества:
- Долговечная теплоизоляция (постоянство характеристик в длительном интервале времени)
- Высокая механическая прочность (на сжатие, разрыв, изгиб, сдвиг). Позволяет гасить высокие динамические нагрузки, вызванные воздействием ветра и вибрацией.
- Высокие влаго- и пароизоляционные характеристики (важные факторы, влияющие на долговечность)
- Химическая стойкость
- Хорошая адгезия
- Легкость (низкий вес)
- Стабильность размеров (постоянство геометрии плит)
Ключевые моменты, связанные с технологиями производства сэндвич-панелей
Клееные сэндвич-панели. В них соединение слоев происходит посредством одно- или двухкомпонентного (встречается чаще) полиуретанового клея в вакуумном или механическом прессе (последний довольно дорог, поэтому не каждый может себе его позволить). При этом сэндвич-панель может быть как трехслойной: облицовка + утеплитель (в целях снижения стоимости некоторые используют пенопласт, некоторые – ЭППС отечественный, а мы – ЭППС американский) + облицовка, так и пятислойной с добавлением под облицовки по слою фанеры. Теоретически, сэндвич-панель может состоять и из большего количества слоев.
Применение данной технологии наиболее актуально для несерийных заказов, поскольку на себестоимость панели не влияет их количество.
Заливные сэндвич-панели. Облицовки будущей панели помещаются в пресс, при этом между ними выбирается требуемое расстояние, а торцы закрываются ограничителями. Это расстояние определит толщину теплоизолирующего слоя. Верхняя облицовка в прессе держится либо с помощью магнитов, либо с помощью вакуумных присосок. По способу заливки различают открытую и закрытую заливки. При открытом способе полиуретан наливается на одну из облицовок при атмосферном давлении под воздействием силы тяжести. При закрытом способе пенополиуретан впрыскивается под давлением через трубку в пространство между облицовками. Самое сложное здесь добиться равномерности распределения пены, т.е. ее одинаковой плотности по всему объему панели. Для решения этой проблемы заливку производят в нескольких точках с одного торца (наиболее длинного), а саму панель наклоняют (чтобы пена быстрее стекала к противоположному торцу). Открытая заливка может применяться не всегда: таким способом изготавливают только панели, не имеющие закладных элементов. Закрытый способ заливки более универсален, но трудоемок. В любом случае снижение себестоимости залитой панели по сравнению с панелью, изготовленной по технологии склейки, достигается при производстве не менее десятка однотипных фургонов. Также сложности возникают с производством N-слойных панелей: облицовки с внутренними слоями приходится сначала склеивать в вакуумном или механическом прессе, а затем уже производить заливку полиуретановой массы между ними (работают два пресса вместо одного → расход энергии, время производства панели увеличивается → рост трудоемкости, поэтому 4-х и 5-слойные фургоны с ППУ являются достаточно дорогими).
Недостатки пенопласта
Спешим вас уверить в том, что пенопласт (научное название – пенополистирол) – это зло. Этот материал является неплохим утеплителем, но, к сожалению, гранульная структура делает его достаточно непрочным. Что же касается самого существенного недостатка, то это, безусловно, гигроскопичность: пенопласт впитывает воду, как губка, после чего рассыпается на гранулы. Такой фургон не прослужит более двух лет, особенно если будет эксплуатироваться в экстремальных климатических условиях, когда разница температур внутри и снаружи автомобиля превышает 50°С.
Характеристики ЭППС
Ранее у нас был опыт использования ЭППС отечественного производства (марку мы намеренно не указываем). На первый взгляд он отличался от импортного только цветом (импортный – синий, отечественный – желтый), но при подробном изучении выяснилось, что:
- отечественный ЭППС имеет нестабильное качество: от поставки к поставке плотность материала варьировалась от 35 до 40 кг/м³ (мы определяли это взвешиванием каждого брикета, вес их различался). В результате фургоны изрядно теряли в теплоизоляции;
- размеры плит отечественного ЭППС даже в одном брикете различались (погрешность геометрических параметров иногда достигала 2 мм). Около 25% поступавшего в производство материала списывалось в брак. Поэтому переход на значительно более дорогой американский утеплитель Styrofoam мы произвели с несущественными финансовыми потерями.
Краткая сравнительная характеристика теплоизоляторов
| Параметры | ЭППС Styrofoam Dow | ЭППС отеч. | ППУ | Пенопласт |
|---|---|---|---|---|
| Низкая теплопроводность | ++ | + | +++ | — |
| Низкое влаго / водопоглощение | ++ | ++ | — | — |
| Высокая структурная прочность | ++ | + | ++ | — |
| Соотношение прочность / вес | ++ | + | ++ | — |
| Одинаковая плотность | ++ | — | + | ++ |
| Стабильность размеров (без дополнительной обработки) | ++ | — | ++ | ++ |
| Оптимальная поверхность для работы (нет пыли / закрытые ячейки) | ++ | ++ | — | — |
| Возможность автоматизации и простота в использовании | ++ | ++ | ++ | ++ |
| Температурная стойкость | — | — | ++ | — |
Вывод: экструдированный пенополистирол наилучшим образом подходит для использования в автомобильных сэндвич-панелях.
Что крепче: ЭППС Styrofoam Dow или ППУ?
Королевским институтом аэронавтики (Стокгольм, Швеция) были проведены испытания по измерению долговременной усталостной прочности ЭППС Styrofoam DOW и ППУ плотностью 40 кг/м³. Метод – цикличные (5 Гц) испытания на прогиб под преобладающим касательным напряжением, увеличивающимся с каждым циклом. Площадь участка – 2,174 м.
Выводы:
- клееная сэндвич-панель с ЭППС Styrofoam DOW плотностью 40 кг/м³ жестче в 4 раза;
- она позволяет перевозить в 2 раза больше груза (особенно это касается тушевозов, в которых груз перевозится подвешенным к крыше фургона).
Автоматизированная линия по склеиванию сэндвич-панелей
Мы осуществляем склейку сэндвич-панели на самом современном оборудовании, позволяющем связать процедуры приготовления клея, его нанесения и прессования слоев панели в единый автоматизированный процесс. К ключевым преимуществам применяемой нами линии можно отнести:
- 100-процентное соответствие клеевого состава рецептуре: компоненты клея смешиваются в автоматическом режиме;
- однородность и равномерность нанесения клея;
- возможность программирования пресса в части силы сжатия.
Фрезерный центр
Мы используем специальный пятиосевой фрезерный центр с ЧПУ для механической обработки сэндвич-панелей. Станок имеет магазин инструментов, среди которых дисковые пилы, фрезы и сверла. С помощью них производится обработка периметра панелей (погрешность не превышает 0,00005/1 м), вырезаются отверстия любой сложности (в том числе криволинейные), сверлится облицовка, делается резьба в закладных.
