Strukturplastens trumfkort: tjock men lätt

av Henry Sell Forum 1975-10, sida 15-17, 28.05.1975

Taggar: Teman: plaster

FORUM 10 : 7 15

Strukturplastens trumfkort: tjock men lätt

Med strukturplast avses i en form sprutad cellplast som har en mer eller mindre tydligt markerad ”sandwichstruktur” dvs ett massivt ytskikt och en kärna som är porös. Den väsentliga skillnaden till cellplast (skumplast) är att ytskiktet är kompakt och = förhållandevis tjockt. Skillnaden = till ”kompakt” plast är att kärnskiktet är poröst. Strukturplasten är alltså en kombination av cellplast och kompaktplast.

Strukturplasten i den form vi idag utnyttjar den, är en ung medlem av den relativt unga plastindustrin, Man kan säga att strukturplasten kom i industriell användning fr.o.m, början av detta årtionde, Då det gäller formsprutad strukturplast var första tanken att försöka åstadkomma en yta på produkten som i så hög grad som möjligt skulle efterlikna olika träslag. Även om man idag kan åstadkomma produkter som förvillande liknar något träslag, är det strukturplastens andra egenskaper som gjort den till en faktor att räkna med i konstruktions- och = tillverkningssammanhang.

Hur gör man strukturplast?

Idén går ut på att blanda expansionsmedel i plasten. Expansionsmedlet (jäsmedlet) tillåts expandera först i det ögonblick då den är inne i formen (verktyget). Vid tillverkning av kompaktplastprodukter fyller man formen helt med smält plast eller plast i vätskeform och använder därvid ofta högt tryck. Då det är fråga om strukturplast fyller man formen bara delvis med materialet och låter expansionsmedlet fylla formen med sin expansion. Formen fylls alltså inifrån vilket förklarar att man får ett helt ytskikt, då den i flytande tillstånd varande plasten träffar den relativt kalla formväggen. Trycket som fyller ut formen, alltså expan stonsmedlets tryck, är förhållandevis lågt. Jämfört med ett normalt formsprutningstryck är jäsmedlets tryck bara ungefär 109/0 vilket betyder 3—50 kp/ecm?.

Expansionsmedlet

För härdplasten polyuretan används allmänhet triklorfluormetan. Det kokar vid 23? C. Halten av expansionsmedlet är viktigt för både cellbildningen och det blivande ytskiktet. Polyuretandetaljer tillverkas med en doserings-sprutanläggning, vari de olika komponenterna, även expansionsmedlet, blandas med varandra och omedelbart sprutas in i formen, där de reagerar med varandra och utvecklar värme. Inne i formen stiger värmen av reaktionen över expansionsmedlets kokpunkt, samtidigt som en polymering sker. Cellbildningen sprider sig och fyller hela formen. Massan polymeras till sist närmast formens ytor. När reaktionen nått dessa är massan alltför svag och trycket i massan för högt för att expansionsmedlet skal koka. Därför förblir det i lösning i ytskiktet och polymeriseras till ett cellfritt yttre skal. Med olika blandningsförhållanden uppnår man en medeltäthet hos produkten som ligger mellan 0,2—0,8. Det är möjligt att av polyuretanstrukturplast tillverka detaljer med mycket stor väggtjocklek.

För termoplastiska strukturplaster är framställningstekniken — formsprutning. Man använder fysikaliskt eller kemiskt verkande expansionsmedel. I Europa använder man huvudsakligen kemiska expansionsmedel och av dem är azodikarbonamid det mest använda. Tillverkarna av plastråvaror står till tjänst med råvaror, där expansionsmedlet är färdigt inbakat i materialet, men det är dock vanligt att plastsprutarfabrikerna själva blandar in en lämplig mängd expansionsmedel på ett helt mekaniskt sätt. Azodikarbonamid saluförs i form av fint pulver och inblandningen av det i plasten påminner om sk torrinfärgning av plastgranulat. Tillverkarna av expansionsmedel marknadsför olika kvaliteter för olika plaster. Då expansions Snitt av formsprutad strukturplast och kompaktplast.

16

FORUM 10 : 75

KK — — — — — medlet kommer i beröring med plasten före smältningsproceduren och matas in i maskinens smältzon med den, måste expansionsmedlet tåla den temperatur som behövs för att smälta plasten. Mängden av expansionsmedlet har en viktig inverkan på den färdiga plastdetaljens täthet. Man använder i allmänhet azodikarbonamid i mängder som är mellan 0,5—1 9/0 av plastmaterialets vikt.

IT-USA använder man i en stor utsträckning kväve som expansionsmedel med gott resultat. Den teknologi som utvecklats för kväve-expansion i plasten är underställd ett dyrt patent, vilket torde vara orsaken till att metoden praktiseras i en rätt liten utsträckning i Europa. Detaljer som expanderats med kväve visar en jämnare cellbildning och som expansionsmedel är det billigare än kemiska jäsämnen,

Här har redan nämnts, att expansionsmedlet doseras med plasten in i maskinens smältzon. Härvid är det viktigt att en expansion inte sker i sprutcylindern, utan först när massan kommit in i formen. Under doseringsfasen och smältningsförloppet hålls den smälta massan och expansionsmedlet under tryck, som frigörs först i insprutningsögonblicket. Sedan när massan med expansionsmedlet kommit in i formen får den expandera. Insprutningshastigheten har vid formsprutning av strukturplast en viktig funktion, då den inverkar på produktens täthet. En snabb insprutning ger en lättare produkt, men sämre yta. Med långsam insprutning är förhållandet omvänt.

Maskiner

Den maskinella utrustningen för formsprutning av termoplast med expansionsmedel, kan vara helt vanlig, som för kompaktplast, men till ett optimalt resultat kan man komma endast med specialmaskiner. En formspruta för kompaktmaterial är dels överdimensionerad, dels underdimensionerad för strukturplasttillverkning. Tex en tillräckligt snabb insprutning fordrar specialutförande, som normala maskiner sällan har. Formutrymmen på konventionella pressar är i de flesta fall för litet. Formslutningskraften är däremot överdimensionerad för strukturplasttillverkning.

Formen

Här har i flera sammanhang nämnts om formen, ”verktyget”, som är en mycket ‘viktig del av processen för tillverkning av strukturplastdetaljer.

Fordringarna på formens hållfasthet är mindre än för formsprutning av kompaktplast. Man kan bygga formarna lättare, tex delvis av aluminium, men då det är fråga om större serier, finns det inte några genvägar, utan formen bör göras av stål och dimensioneras väl. Strukturformtekniken avviker i en viss mån från kompaktformteknik, men i det stora hela är problemen de samma och löses på samma sätt.

Vad är specifikt för en strukturplastprodukt?

Man kan säga att strukturplast börjar bli intressant där kompaktplast börjar bli svår att ta fram. Att tillverka genom formsprutning en kompaktplastdetalj som har väggtjocklek över 5 mm börjar stöta på svårigheter i form av insjunkningar etc. På grund av att formen fylls ”från inre sidan” vid strukturplast, existerar inte dessa problem, utan man kan göra tjocka väggar (5—20 mm) och varierande väggtjocklekar, utan att man kan skönja insjunkningar på detaljen. Man kan även göra lättare detaljer. På grund av cellbildningen har strukturplastdetaljen en täthet som är 0,6—0, räthet(gr/cm)) Dichte [ g/em | | | | av basmaterialets täthet. Man erhåller detaljer med små inre spänningar, med vad allt det betyder i raka väggar fria från skevning. Man erhåller en produkt som är ”träaktig” även i akustiskt avseende. På grund av cellstrukturen är en strukturdetalj styv. Av negativa egenskaper kan nämnas att plaster med klara färger mister sin glans i form av strukturplast. Man kan se märken av expansionsmedlet och det har en silveraktig skiftning och gör även ytan matt. Lätta strukturplastdetaljer har en sämre yta än sådana vars täthet är högre. De flesta förbruksartiklar fordrar därför en efterbehandling i en eller annan form,

Efterbehandling

Strukturplastens målning är ofta en omfattande procedur. Man bör även beakta, att målning inte kan ske omedelbart på grund av att expansionsmedlet fortsätter att avgå från plastdetaljens yta och en för tidigt utförd målning till blåsbildning och separation av färgen från plasten, Man bör alltså hålla en mellanlagring på flera dygn före målningsprocessen. Målning av strukturplast föl BAYDUR ( Bayer AG )

Dicke in mm Väggtjocklek i mm

Täthetsdiagram för polyuretanstrukturplast. Heldragen linje = medeltäthet 0,6 Streckad linje = medeltäthet 0,2

OY STOCKMANN AB

BALANS 31. 12. 1974

Aktiva Passiva

Finansieringstillgångar Främmande kapital Kassa och banktillgodohavanden . 2755 220,15 Kortfristigt Försäljningsfordringar 52 644 503,42 Leverantörskulder . 24 840 847,69 Lånefordringar =. … 1:033 731,98 Resultatregleringar 8 757 136,44 Förskottsbetalningar 2 938 403,88 Skatteskulder 7 658 847,00 Resultatregleringar + 1 BB1 306,47 Checkkrediter - 6 119 258,31 Övriga finansieringstillgånga! 1849 219,38 63 102 385,28 Övriga kortfristiga skulder 10285 384,11

Omsättningstillgångar = Under 1973 förfallande

Material och förnödenheter …. Varor samt hel- och halvfabrikat .

Anläggningstillgängar och övriga utgifter med lång verkningstid Tomter och jordområden ….

Byggnader 43 965 252,24 ökning … 1217 847,03 45 183 099,27 avskrivning ..ssssssssrssr 2 910 369,34 Maskiner och inventarier .. 7203 117,11 Ökning ,issiessersrersr reser a 3 838 568,90 11 041 686,01 avskrivning 2 968 602,83 Aktier och andelar 5 741 066,18 ö g 283 542,34 6 024 608,52 minskning oossseseseeser ra 1456 995,00 Övriga utgifter med lång verkningstid . sena 148 970,00 minskning 37 400,00 Värderingsposter Försäljningsintäkter = s.s.ssssssssssssssrsrsrraa

Försäljningens korrektivposter Kassa- och årsrabatter ..

1653 073,65 41 331 155,35 42 984 229,0 2 865 546,03

Långfristig fristiga lån >…

amorteringar på lång rrerea 3 763 727,00 61 425 200,55

Lån av penninginrättningar 21 208 020,07

Amorteringar 1975 46 023 837,1 303 321,00 mE 207438 769,08

RESULTATRÄKNING 1, 1, 74—31. 12. 7 497 837 009,39 Avskrivningar

Byggnader

Maskiner och inventarie renas —2 151 634,00 19 056 386,07

Pensionslån =… oa 23 147 844,46 Amorteringar 1975 . . —1 595 193,00 21 552 651,46 42 272 729,93 Pensionsstiftelsen 17 000 000,00 Övriga långfristiga skulder . .. : 9 323 300,00 Amorteringar 1975 — 16 900,00 8 073 083,18 3 906 400,00 67 515 437,53 128 940 638,08 Eget kapital Aktiekapital …… 30 000 000,00 Reservfond …. Reservfond II 29 000 000,00 4567 613,52 Dispositionsfond 2300 000:00 Skattenesenvipnd . 2 058 711,00 821,00 ipendiefon 6 070,00 44 796 621, 111 570,00 101.048 833,80 vinst från föregående är …. 781 186,00 Räkenskapsårets vinst …… 2 920 324,00 — 3 701 510,00 78 498 131,0 mk 207 438 769,0 2 910 369,34 2 968 602,83 — 5 878 972,17

Kreditförluster =. 31 302,50 i Indirekta skatter AT TA0 802,73 — 50 607 651,32 — Pörelsevinst .. sr 15586 072,85 Omsättning ……. 447 229 358,07 Övriga intäkter och kostnader Övriga intäkter av rörelsen + 2051 895,39 REK RSEST ter | + 805 Ferie ä “449 281 25346 ividen ikter . eu + 3 Rön rörelsen sammanlagt …sssssessereererrer es 449 281 253,46 Vinst Då försäljning av anläggnings- 228 248,09 : - illgångar - - | varor, material och förnödenheter SIS fra sea övriga kostnader . I 1 554 00000 + 516 028,25 APL-pensionspremi 6 202 749,25 15 882 101,20 Överföring till pensionsstiftelsen . 3 600 000,00 Ökning av lagerreserv — 2 602 449,54 Övriga socialkostnader 7 346 261,49 Räntekostnader .. — 6 445 407,96 Fastighetshyror 3 ‘780 346,10 Direkta skatter .. — 3 913 919,70 Maskinhyror oe 888 340,68 Övriga kostnader 24 919 862,27 Lagerförändring —+11 450 272,52 -—428 036 208,34

Driftsbidrag

Tor Haglund Jaakko Honko Erik Antell Svante Hol 21 245 045,12

Helsingfors den 19 mars 1975 Tor-Erik Lassenius

Räkenskapsårets vinst

Anders Langenskiöld Marjatta Aarnio-Wihuri Henrik Gestrin

K. Erik Steniu jer i grund reglerna för målning av kompaktplast. Det finns plaster som överhuvudtaget inte kan målas och detta gäller även strukturplast av dylika material. För olika målbara plaster finns det olika målningssystem, tex med ett häftningsskikt, grundmålning, slipning och ett par ytskikt målade vått mot vått, eller enklare system beroende på detaljens användningsområde. Målfärgerna är ofta av sk tvåkomponenttyp.

Strukturtermoplaster

I dagens läge kan man utan överdrift säga, att de flesta termoplaster utnytt jas även som strukturplaster. Det är ofta en prisfråga vilken plast man använder. Den överlägset vanligaste strukturplasten är slagfast polystyren. Därtill använder man ABS, polyetylen, polypropylen, polyacetal och polykarbonat mm, .

Strukturplasternas användningsområde

Generellt kan sägas, att polyuretan- och termoplaststrukturplasterna i många avseenden tävlar med varandra. Polyuretan används då man behöver mycket tjocka och lätta produkter, eller e flexibel strukturplast, och även för minder serier, då dess initialkostnader är lägre än för motsvarande formsprutad strukturplast. Av olika användningsområden kan nämnas — bilindustri — möbelindustri — byggnadsindustri — apparatindustri — radio- och tv-industri — sportredskapsindustri — elektroindustri — båtindustrin

Denna utvecklingsriktning av plastmaterial har öppnat vägen för nya marknader och strukturplasten har blivit en faktor att räkna med. (Henry Sell 2 920 324,00