Requisitos en la producción del Panel Sandwich

En PANEL SANDWICH GROUP recibimos todos los elementos líquidos que, a través de una reacción química, se convierten en espuma de poliuretano. Para obtener el resultado final se añaden los aditivos correspondientes según una formula específica.

A pesar de que existan varios procesos de producción del Panel Sandwich, el más utilizado por los fabricantes el llamado a gran escala (un modelo de inyección y reacción), que se basa en obtener un espumado de alta presión. Este proceso arroja espumas microporosas y, por tanto, casi sólidas en tiempos ajustados.

3.1. Proceso del moldeo por inyección y reacción (RIM)

3.1.1. Tecnología de dosificación y mezcla

La producción del núcleo interno de los paneles sandwich tiene dos elementos principales como protagonistas: poliol y poliisocianato. Pero no son los únicos componentes necesarios para una adecuada fabricación, ya que, también son necesarios otros elementos como aditivos, estabilizadores y retardantes de llama para una correcta reacción del espumado.

Todos estos componentes deben ser almacenados en los depósitos especializados para su correcta conservación, ya que, deben mantenerse en una temperatura estable y evitar las variaciones de viscosidad. Estos elementos deben ser trasladarlos a los depósitos de alimentación justo en el momento de la fabricación.

En este momento entran en juego las bombas de dosificación que regulan la proporción idónea de mezcla y se lleva al cabezal de espumado. El material empieza a verter por este cabezal y cae en el molde (superficie interior queda en el fondo y la superficie exterior es sostenida por unos soportes  Esperar el tiempo idóneo para que la mezcla repose y finalice su reacción.

En una unidad de espumado de alta presión, antes de cada ciclo de mezcla y llenado, los componentes se hacen recircular continuamente en las proporciones requeridas y a la presión requerida para la inyección, con los actuadores controlados electrónicamente capaces de desviar el flujo del circuito de recirculación al de inyección y después de nuevo al de recirculación.

3.1.2. Bombas

La combinación idónea de materias primas y materiales determinará la calidad y prestaciones de los paneles sandwich, por lo que la relación y dosificación de las mezclas debe tener un nivel de exactitud muy alta. Para no cometer errores se usan bombas de elevada precisión. Estos instrumentos permiten que el panel sandwich salga en perfectas condiciones del proceso de fabricación.  Las bobas pueden verter y dosificar entre 12 y 150 litros por minuto y están especialmente desarrolladas para que emitan los menos niveles de ruido posible.

 

3.1.3. Cabezal de espumado

Esta pieza es quizás una de las más importantes en todo el proceso de fabricación de los paneles sandwich. Este cabezal forma parte de la maquinera de inyección y  reacción, y su principal función es la de expulsar los materiales necesarios con velocidades entre 100 y 150 m/s. Gracias a esta velocidad y la alta presión, los tiempos de fabricación de las chapas sandwich se han reducido, lo que se traduce en una mejora de precios.

Además, estos cabezales cuentan con un método de recirculación de los componentes que puede bloquear la entrada de más material para asegurar unas densidades adecuadas, de forma que se puedan sincronizar en un proceso de producción discontinuo. Cuando el cabezal de espumado está en la posición de recirculación, los componentes fluyen a los depósitos de alimentación por los conductos que abre el movimiento del pistón.

Una vez se retira el pistón, se abre la cámara de mezcla y los componentes chocan unos contra otros. Cuando el pistón avanza de nuevo, la mezcla se interrumpe, se restablece la circulación y se elimina la mezcla de reacción restante.

 

3.2. Instalaciones de producción

En conclusión, los elementos que intervienen en el proceso de fabricación y producción de los paneles sandwich son los siguientes:

  • Maquina moldeadora por inyección y reacción
  • Dispositivos, bombas, bobinas, cabezal de espumado
  • Moles para verter las mezclas y conseguir la forma del panel
  • Equipamiento añadido en casos específicos

 

3.2.1. Sistemas de producción discontinuos – Moldeado en molde

Los paneles sandwich se fabrican mediante un sistema de moldeado que consiste en presentar las chapas metálicas exterior e interior en la línea de producción como tapa de cierre y de tal manera que sirva como molde para verter la reacción resultante de la mezcla de componentes para el núcleo. Estas placas metálicas deben ser robustas porque durante todo el proceso de fabricación van a tener que soportar presiones y temperaturas muy elevadas.

Una vez tengamos todos los elementos en el molde, se cierra y se proyecta la cantidad exacta de espuma que contendrá esa chapa sandwich; en pocos segundos, se producirá el endurecimiento del espumado y la operación ha terminado. Una vez completado el espumado, el panel reposa en el molde durante 40 minutos tras los cuales se puede extraer y preparar el molde para el siguiente panel sandwich.

Este procedimiento permite producir Panel Sandwich de formas especiales, cuidando el aspecto exterior de las superficies y pueden usarse materiales de inicio alternativos; el principal inconveniente es su lentitud, lo que influye en la baja producción.

 

3.2.2. Sistemas de producción continuos

La fabricación de panel sandwich a gran escala se realiza mediante una serie o líneas de espumado automáticas. El procedimiento a seguir es el siguiente: la línea cuenta con unas bobinas en las que se trabaja con dos hojas de metal formando la superficie superior e interior del panel. Estas placas pasan por unos rodillos de moldeado para producir el perfilado  necesario y todos los detalles de los bordes. Una vez tengamos las placas metálicas que forman la estructura del panel se calientan a temperaturas muy elevadas (40ºC) para proceder a la adhesión de las mismas con la espuma elegida.

La mezcla resultante de la que resulta la espuma aislante se fabrica en una máquina de espumado de alta presión, una vez en su punto se vierte en el interior de la doble placa que se ha fabricado. Esta superficie metálica funciona como molde y es capaz de soportar altas presiones derivadas del endurecimiento y espumado del núcleo. En definitiva, en este momento tenemos disponibles las dos chapas metálicas de acero y la espuma en PUR o PIR vertida entre ellas perfectamente adherida.

Una vez los paneles salen de la línea de producción, la espuma ya se ha endurecido y se puede proceder a su manipulación y cortado a las medidas que solicitan los clientes. Una línea de producción continua puede fabricar aproximadamente 500.000 m2 de paneles sandwich en un solo turno a una velocidad media de 6 m/min. Esta velocidad puede variar entre 2 y 15 m/min según el espesor final de la chapa sandwich; a mayor grosor, más tiempo que debe permanecer el panel en el interior de la prensa de doble cinta.

Cada uno de los paneles sandwich que se van obteniendo en la línea de producción se organizan para obtener paquetes manejables de una cantidad específica de paneles y con alturas aceptables. Este procedimiento se lleva a cabo en la máquina de apilado. Habitualmente, las chapas sandwich se acumulan de forma que cada panel tiene su perfil superior en contacto con la interior de otro panel, mientras que en el lado opuesto coincide con la cara inferior de otro panel, así se evitan ralladuras y se optimiza el espacio del paquete. Después, la pila se embala para su envío con unas cintas.

El proceso se repite en caso de que los paneles sandwich cuenten con núcleo de lana de roca u otro tipo de material aislante (resina rígida).  La única variación entre las chapas de lana de roca y las de poliuretano es que las primeras se cortan en el proceso de fabricación deben hacerlo en posición perpendicular a la orientación de las fibras. Las láminas descentan y se reparten por  toda la sección transversal de los paneles. En el siguiente paso se unen las superficies metálicas.

Para la unión de las placas metálicas con el núcleo se utilizan adhesivos solventes (que se aplican mediante pulverizadores) que endurecen rápidamente y una vez pegadas las placas no pueden separarse. Otro  de los adhesivos utilizados es la base de poliuretano, pero para que sea totalmente eficaz necesita someterse a cierta presión para que quede completamente pegado.

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