Ascorium, ABD’deki tesislerinde yarı otomatik kalıplama yoluyla cam elyaf/PUR 3D parçalar, sürekli bir hat üzerinden yüksek hacimli düz paneller üretirken biyo-bazlı PUR ve geri dönüşüm için çalışıyor.
Ascorium Industries ilk olarak 1778 yılında Belçika’da bir barut üretim şirketi olarak kurulmuştur. Sektörün ihtiyaçlarını takip eden şirket, zaman içinde bugün merkezi Almanya’da olan ve Avrupa, Kuzey Amerika ve Çin’de 12 tesisi bulunan bir poliüretan (PUR) üreticisine dönüştü.
Ascorium şu anda iki ana ürün bölümüne sahiptir: PUR sistemlerini olduğu gibi, kimyasal formda veya köpük olarak tedarik etmekte ve ayrıca PUR ürünlerinden yapılan parçalar için tasarım, üretim ve test hizmetleri sunmaktadır.
Parça üretim bölümü ilk olarak Avrupa’da inşaat pazarı için PUR yalıtım plakaları üretimiyle başladı. ABD’de Ascorium’un parça üretimi çoğunlukla gösterge panelleri, torpido gözleri ve kamyon kasası kapakları gibi otomotiv iç bileşenlerine odaklanmıştır. Bunlar Tuscaloosa, Alabama’daki parça üretim tesisinde, Auburn Hills, Michigan’daki kimyasal üretim tesisinde üretilen PUR’dan üretilmektedir.
Yıllar içinde Ascorium, PUR bileşenlerinin üretimi için sürekli işleme hatlarını mükemmelleştirdi ve son 6 yılda bu malzeme ve süreç know-how’ını PUR köpüğü cam elyaf takviyesiyle birleştiren kompozit sandviç panelleri içerecek şekilde genişletmeye başladı.
CompoLite ve 3D Parça Süreci
2018 yılında tanıtılan CompoLite ürünü, en basit haliyle, tipik olarak cam elyaf olan iki dokunmamış kumaş kaplama arasında PUR köpükten yapılmış bir ara parçadan oluşan bir sandviç paneldir. Ascorium, CompoLite’ın sandviç yapısıyla yapılan 3D sıkıştırma kalıplı parçaları tasarlamak ve üretmek için müşterileriyle birlikte çalışmaktadır.
Ascorium Kuzey Amerika Genel Müdürü Stephane De Rycke, “Bu projeler için son derece estetik, görünür A Sınıfı bir yüzey ve bunun altında hafif bir yapı kombinasyonuna sahibiz” diyor.
Bir CompoLite parçası oluşturmak, A Sınıfı yüzeyi üretmek için yarı otomatik bir püskürtme işlemiyle başlar: Bir robot kol, aletin alt yarısına bir ayırıcı madde püskürtür ve ardından şirketin Colo-Fast PUR’undan bir katman (yaklaşık 1 milimetre kalınlığında) püskürtür. Bu, parçanın dış A yüzeyi olarak kullanılacak renkli, UV’ye dayanıklı bir PUR’dur. Daha sonra, şirketin Aro-Fast aromatik bazlı PUR’unun bir başka katmanı püskürtülür, bu da üretim sırasında köpüğün hücresel yapısını oluşturmak için bir şişirme maddesinin eklenmesini sağlar. Tüm PUR katmanları 65°C’ye ayarlanan alette birlikte kürlenir ve ardından parça kalıptan çıkarılır.
Daha sonra, üst ve alt kalıplar, ayırıcı madde uygulaması ve belirli bir parça tasarımı için gerekli olabilecek metal veya plastik eklerin montajı dahil olmak üzere sıkıştırmalı kalıplama adımı için hazırlanır.
Kürlenmiş yüzey tabakası önce alt kalıba yerleştirilir, ardından dokunmamış bir cam elyaf mat, bir ağsı PUR köpük tabakası ve başka bir dokunmamış mat gelir. Cam elyaf tipik olmakla birlikte, doğal elyaf da kullanılabilir. Bir başka Aro-Fast PUR katmanı son katman olarak serme üzerine püskürtülür.
Daha sonra kalıp kapatılır ve hem yüzey katmanını hem de kompozit sandviç katmanını birleştiren nihai parça ısı ve basınç altında kürlenir ancak De Rycke, birçok sıkıştırmalı kalıplama işlemine kıyasla nispeten düşük ısı ve basınç kullanıldığını ve işlemede enerji tasarrufu sağladığını belirtiyor. Son olarak, kalıptan çıkarılan parça kırpılır ve müşteriye gönderilmeye hazır hale getirilir.
Özel Takımlar, Karmaşık Tanecikler
De Rycke, bu teknolojiyi diğer sıkıştırmalı kalıplama süreçlerinden ayıran bir özelliğin Ascorium’un çeşitli karmaşık desenleri ve taneleri doğrudan parçanın dış yüzeyine basabilmesi olduğunu vurguluyor.
De Rycke, “Deri görünümlü, teknik görünümlü ya da müşteri nasıl bir görünüm isterse öyle olabilir” diyor. Müşterilerin genellikle desenlerin resimlerini ya da parça deseniyle uyandırmak istedikleri duygu türüne dair genel bir fikir gönderdiklerini açıklıyor – örnek olarak bir buzdağı görüntüsünü ya da geri dönüşüm fikrini veriyor – ve Ascorium’un ekibi, deriyi taklit etmek için kalıplanmış dikişler bile içerebilen gren tasarımının oluşturulmasına yardımcı oluyor.
Ascorium, ürettiği parçaların çoğunluğu için takım tedarikçisiyle birlikte çalışarak A yüzeyinde nikel kabuklar bulunan çelik veya alüminyum takımlar geliştirmektedir. Bu nikel yüzey doğrudan tane deseniyle basılır, böylece desen parçaya kalıplanır.
De Rycke, daha düşük hacimli projeler için şirket ve alet tedarikçisinin birlikte çalışarak daha düşük maliyetli, daha geçici ve aynı zamanda tane deseniyle basılabilen jel bazlı bir alet geliştirdiğini söylüyor. “Bu çok nazik, düşük basınçlı bir işlem olduğu için jel bazlı bir alet kullanmak mümkün. Elbette metal bir alet kadar uzun ömürlü olmayacaktır, ancak düşük hacimli veya tek seferlik projeler için tasarlanmıştır” diyor De Rycke.
Otomotiv Uygulamaları ve Ötesi
Ascorium, CompoLite malzemelerini ve sürecini yaklaşık 6 yıldır otomotiv iç ve dış parçaları üretmek için kullanıyor ve son 2 yılda diğer son pazar uygulamalarına da genişledi.
De Rycke, “Otomotivde başladık çünkü sıkıştırmalı kalıplama için kullanılan metal takımlar, bu sektörde gördüğünüz gibi yüksek hacimli uygulamalar için en mantıklısı” diyor. Daha düşük maliyetli jel takımlar geliştirildikten sonra, şirket tekliflerini daha düşük hacimlerde parça üreten diğer pazarlara genişletebildi.
Müşteri uygulamaları arasında otomotiv gösterge panelleri, kapı panelleri, torpido gözleri, kamyon kasası kapakları ve tavan panelleri ve daha fazlası yer almaktadır.
Müşterilerin başarı öykülerinden biri BMW 8 serisi üstü açık bir otomobil için üretilen bagaj kapağı parçası. De Rycke, “Bu güzel bir parça ve aynı zamanda neler yapabileceğimizi de gösteriyor” diyor. “A yüzeyinde özel dikiş baskısı var ve B tarafında kalıplama işlemi sırasında aynı anda entegre edilen çeşitli ekler var. Kalıplamadan sonra yapıştırılmıyor veya sabitlenmiyorlar. Hepsi tek bir işlemde yapılıyor, sıvı PUR yerleştirme sırasında ek parçaların etrafında oluşuyor ve ardından sertleşerek yerinde katılaşıyor.”
Ascorium’un bu parçanın birkaç yinelemesinde yer aldığını, bir versiyonun şu anda yolda olduğunu ve bir diğerinin de gelecekteki bir modelde piyasaya sürülmek üzere geliştirilmekte olduğunu ekliyor.
Ascorium, 3D kalıplanmış CompoLite bileşenleriyle başarıya ulaşmış olsa da, malzemenin geliştirilmesi burada durmadı. Şirket, otomotiv ve çeşitli son pazarlarda potansiyel olarak yüksek hacimlerde basit, düz sandviç paneller için fırsatlar görmeye başladı. Şirket, düşük yoğunluklu PUR bazlı yalıtım gibi ürünlerin sürekli işlenmesi konusundaki bilgisini CompoLite ürününün başarılarıyla birleştirmeye karar verdi.
Sürekli Panel İşleme ile Artan Hacimler
Ascorium, 2023 yılında Alabama Tuscaloosa’da kesilebilen, çeşitli şekillerde son işlemden geçirilebilen ve çeşitli uygulamalar için kullanılabilen düz kompozit sandviç paneller üretmek için sürekli bir üretim hattı kurdu.
Tedarikçi Cannon (Milano, İtalya) ile işbirliği içinde geliştirilen 70 fitlik, çift bantlı kesintisiz hat, dakikada yaklaşık 16 fit hızla ¼ inçten 1,5 inçe kadar kalınlıkta 4 × 8 fit sandviç plakalar üretebiliyor.
Hattın başlangıcında, cam elyaf keçe ve PUR ara keçe ruloları üst ve alt plakalara beslenir. Hat üzerinde, cam elyaf keçeler aralarında bir ara keçe olacak şekilde katmanlanır, PUR sıvısı püskürtülür ve sıkıştırma kalıpları aracılığıyla sertleştirilir. De Rycke, “Cam elyaf ve ara parçaların her ikisi de açık bir yapıya sahip olduğundan, sıvı PUR tüm katmanlardan akabiliyor” diyor.
Bu panellerin dolap, denizcilik iç ve güverte panelleri, römork yatakları, ahşap kasalar için çok ağır olan kargolar için taşıma kasaları, inşaat panelleri, otobüs koltuk arkalıkları, güneş modülleri ve daha fazlası dahil olmak üzere çeşitli son pazar uygulamaları tarafından kullanılmak üzere büyük ilgi gördüğünü de sözlerine ekliyor.
Sonraki Adımlar: Biyo-bazlı Malzemeler ve Geri Dönüşüm
CompoLite’ın malzeme ve süreç geliştirmesinin ötesinde Ascorium geleceğe bakıyor ve ürünlerinin biyo-bazlı veya geri dönüştürülmüş malzemelerden yapılmış versiyonlarını geliştirmeye başladı. Şirket ayrıca kendi malzemeleriyle üretilen ürünlerin kullanım ömürlerinin sonunda(EOL) geri dönüştürülmesine yönelik yöntemler üzerinde de çalışmaktadır.
Örneğin, şirket ürünlerini “biyo-hazır” olarak adlandırıyor ve hint fasulyesinden elde edilen hint yağından yapılan kısmen biyo-bazlı PUR ürünleri üzerinde çalışıyor. De Rycke, şu anda Ascorium’un orijinal malzemeyle aynı performans özelliklerini korurken %22’ye kadar biyo-bazlı içeriğe sahip PUR üretebildiğini ve şirketin bu sayıyı artırmak için çalıştığını bildiriyor.
De Rycke, biyo-bazlı malzemelerin genel olarak geleneksel malzemelerden biraz daha pahalı olması nedeniyle en büyük zorluğun pazarda benimsenmesi olduğunu söylüyor. Ve ekliyor: “Bu bir tavuk mu yumurtadan çıkar yumurta mı tavuktan çıkar meselesi. Şu anda, ister kompozit ister biyo-yakıt ya da başka bir şey olsun, biyo-bazlı malzemeleri herhangi bir biçimde kullanmak daha pahalı. Zamanla bunun büyük bir pazar olacağı bir dönüm noktası olacak ve bunun Avrupa’da başlayacağına inanıyorum, ancak henüz o noktada değiliz. Bu ürünleri pazar benimsemeye hazır olduğunda kullanıma sunmak için bu yönde adımlar attığımız bir noktadayız.”
Biyo-bazlı ürünlere ek olarak Ascorium, hem elyaf ve reçine katmanlarını ayırmak hem de şirketin yeni malzemeye dönüştürmesi için PUR’u özel olarak parçalamak üzere PUR bazlı kompozit malzemeleri için özel bir geri dönüşüm süreci geliştirmiştir. De Rycke, “PUR’un geri dönüşümü zor olduğu yönünde bir ünü var, ancak bu aslında doğru değil” diyor.
Ascorium’un PURe geri dönüşüm sistemi, PUR ile bir depolimerizasyon reaksiyonu başlatmak için ürüne bir glikol ve bir sıvı katalizör eklenmesini içeren bir kemoliz (kimyasal bazlı) işlemidir.
Bu pratikte nasıl işliyor? İlk olarak, bir EOL parçası gerektiği kadar küçük parçalara bölünür ve glikol ile enzimin eklendiği bir tanka daldırılır. Tank daha sonra 180°C’ye ısıtılır ve karışım sürekli karıştırılır. Glikoliz işlemi PUR’daki kimyasal bağları kırar ve onu orijinal sıvı poliol bileşenlerine ayırır. Elyaflar ve ek parçalar gibi diğer malzemeler tankın dibinde kalır.
Poliol karışımı daha sonra malzemedeki pigmentleri veya diğer atık parçacıkları gidermek için bir filtreleme işleminden geçirilir ve elde edilen polioller yeni malzeme haline getirilmek üzere Ascorium’un PUR üretim sürecine geri konabilir. De Rycke’ye göre, PUR’un %90’ına kadarı geri kazanılabilir ve yeniden kullanılabilir. Geri kazanılan elyaflar da yeniden kullanım için cam elyaf geri dönüşüm sürecine girebilir.
De Rycke, “Geri dönüşüm sürecinin işe yaradığını kanıtladık,” diyor. “Bu karmaşık bir süreç değil ve bu tür bir sistemi kullanan sadece biz değiliz. Şimdi asıl soru, geri dönüştürülecek malzemeyi nereden bulacağımız? Şimdi organize olmalı ve bir tedarik zinciri oluşturmalıyız.”
