【汽車】用于三維汽車部件及大批量面板的PUR復合材料夾芯板
△圖片來源：Ascorium Industries
部件生產部門首先在歐洲啟動了建筑市場用PUR絕緣板的生產。在美國，Ascorium的零部件生產主要集中在儀表板、手套箱和貨車車廂蓋等汽車內飾部件上，這些產品是在其位于阿拉巴馬州塔斯卡盧薩的零部件工廠制造的，該工廠使用其位于密歇根州奧本山的原材料工廠生產的PUR。
多年來，Ascorium逐漸完善了其用于生產PUR部件的連續加工生產線，并在過去的6年中開始將其在這些材料和加工技術方面的專業知識擴展應用到結合了PUR泡沫與玻纖增強材料的復合材料夾芯板等領域。
CompoLite和三維零部件工藝
于2018年推出的CompoLite產品，其基礎形式是由隔板構成的一種夾芯板——將PUR泡沫放在通常由玻璃纖維制成的兩個非織造織物表皮之間，即制成了隔板。Ascorium與客戶合作，設計并制造采用CompoLite夾層結構制成的三維模壓成型部件。
“對于這些項目，我們將極為美觀的A級表面外觀與下方的輕質結構相結合”。Ascorium北美公司總經理 Stephane De Rycke解釋道。
CompoLite部件由玻璃纖維氈層和Ascorium的網狀PUR泡沫構成（圖片來源：Ascorium Industries）。
制造一個CompoLite部件從用于生產A級表面的半自動噴涂工藝開始:機械臂將脫模劑噴涂到模具的下半模中，然后噴上一層(約1毫米厚)該公司的Colo-Fast PUR，這是一種有色的、可紫外固化的PUR，將形成部件的A級表面外觀。接著，噴涂另一層該公司的Aro-Fast芳香族PUR，以便在制造過程中引入發泡劑，形成泡沫的蜂窩結構。所有的PUR層在模內一起固化，固化溫度設置為65℃，固化后部件即可脫模。
接著，為模壓成型步驟準備好上下模具，包括施加脫模劑以及放入各種金屬的或塑料的嵌件，它們為特定的部件設計所需。首先將固化的表層放入下模，然后放入非織造玻璃纖維氈，接著再放入一層網狀的PUR泡沫，最后放入另一層非織造玻璃纖維氈。雖然通常使用的是玻璃纖維，但也可以使用天然纖維。另一層Aro-Fast PUR作為最后一層被噴涂到該疊層上。
三維部件的鋪層工藝涉及機器人輔助的液態PUR噴涂以及手工鋪放非織造氈層和網狀泡沫芯（圖片來源：Ascorium Industries）。
然后閉合模具，在高溫和高壓下，結合了表層和復合材料夾芯層的最終部件即固化成型。De Rycke表示，與其他許多模壓成型工藝相比，該工藝是在相對較低的溫度和壓力下進行的，因而能耗更低。最后，對脫模部件進行修剪并準備發送給客戶。
訂制的模具，復雜的紋理
De Rycke強調說，這項技術與其他模壓成型工藝的最大不同之處是Ascorium能夠將各種復雜的圖案和紋理直接壓印到部件的外表面上。
“它可以具有皮革外觀或技術外觀，或者客戶想要的任何其他外觀”。De Rycke解釋道，客戶通常是發送圖案的圖像，甚至只是提供一個大致的想法，即他們想要通過部件圖案喚起的感覺類型，比如冰山的圖像，或者回收利用的想法。Ascorium的團隊幫助創建紋理設計，其中甚至可能包括用模內縫編來仿制皮革。
對于其生產的大部分部件，Ascorium與其模具供應商合作，開發帶有鎳殼（用于實現A級表面）的鋼或鋁模具。這個鎳殼表面直接壓印有紋理圖案，該圖案將被成型到部件上。
De Rycke表示，對于小批量項目，該公司已與模具供應商合作，開發了一種更低成本的臨時使用的水凝膠模具，該模具也能夠印上紋理圖案。“因為這是一種非常溫和的低壓工藝，所以可以使用水凝膠模具。當然，它不會像金屬模具那樣耐用，但它是為小批量或一次性項目而設計的”。De Rycke說道。
汽車應用及其他
Ascorium使用其CompoLite材料和工藝制造汽車內外飾部件已有大約6年的時間，并在過去的2年中擴展到其他終端應用市場。
“我們從汽車部件開始，因為用于模壓成型的金屬模具對于該行業的大批量應用最有價值”。De Rycke說道，一旦開發出成本更低的水凝膠模具，該公司就能夠將其技術擴展到其他小批量生產的部件市場?？蛻魬冒ㄆ噧x表板、門板、手套箱、貨車車廂蓋和車頂板等。
一個成功的客戶案例是寶馬8系敞篷車的行李箱蓋組件。“這是一個美觀的部件，它還展示了我們能做什么”。De Rycke說道，“在A面，它擁有壓印的訂制縫線，而在B面，各種嵌件在成型過程中同時集成于此，而不是在成型后被粘接或固定到這里。所有這些都是在一個加工過程中完成的，在鋪層過程中，液態PUR在嵌件周圍形成，然后固化以使其固定到位”。Ascorium參與了該部件的多次迭代。
使用CompoLite制造的汽車部件示例，包括寶馬8系敞篷車的行李箱蓋（上）和高性能船用座椅靠背（下）（圖片來源：Ascorium Industries）。
雖然Ascorium的3D模制CompoLite部件取得了成功，但其對材料的開發并沒有就此止步。該公司開始在汽車和各終端市場看到了簡單、扁平夾芯板的應用機遇，而且可能是大批量的生產應用。因此該公司決定整合其在產品（如基于低密度PUR的絕緣材料）連續加工方面的知識與其CompoLite產品的成功經驗。
通過連續板材加工來提高產量
2023年，Ascorium在阿拉巴馬州塔斯卡盧薩推出了一條連續生產線，用于制造平面復合材料夾芯板，該夾芯板可以被切割、可以接受各種方式的后處理并可用于各種應用。與供應商康隆合作開發的70 英尺雙帶連續生產線，能夠以每分鐘大約16英尺的速度生產4英尺×8英尺的夾層板，厚度為1/4英寸至1.5英寸。
Ascorium在阿拉巴馬州的連續板材生產線采用與三維部件加工類似的材料，但被軋制成平板，該平板可以大批量生產并可以根據應用被切割成各種形狀（圖片來源：Ascorium Industries）。
在生產線的起點，玻璃纖維氈和PUR隔離氈的卷料被送到頂板和底板上。在生產線上，玻璃纖維氈之間鋪有隔離氈，噴涂PUR液體，并通過壓縮模具固化。“由于玻璃纖維和隔離氈都擁有開孔結構，因此液態PUR能夠流經所有的層”。De Rycke說道。
他補充說，人們對這些面板在各終端市場的應用非常感興趣，包括櫥柜、船用內飾和甲板面板、拖車床、貨物(對于木箱來說太重的貨物)運輸箱、建筑面板、公共汽車座椅靠背和太陽能(4.310，-0.05，-1.15%)模塊等。
生物基材料和回收
除了開發用于CompoLite的材料和工藝外，Ascorium還著眼于未來，并已開始開發由生物基材料或回收材料制成的產品。對于使用其材料制成的產品，該公司還在研究這種產品報廢(EOL)后的回收方法。比如，該公司稱其產品為bio-ready，并正在開發由蓖麻籽的蓖麻油制成的部分生物基PUR。De Rycke表示，目前Ascorium能夠生產生物基含量高達22%的PUR，并確保擁有與原生材料相同的性能。目前，該公司正在努力提升生物基含量。
De Rycke表示，最大的挑戰是市場的采納，因為生物基材料通常比傳統材料貴一些。他補充說：“這是先有雞還是先有蛋的事情。目前，使用任何形式的生物基材料都較為昂貴，無論是復合材料還是生物燃料還是其他任何東西。總有一天，這將是一個巨大的市場，我確信這會從歐洲開始，但我們還沒有達到那個水平。我們正朝著這個方向采取措施，在市場準備好采用這些產品時能夠提供它們”。
Ascorium的2D面板可以擁有各種顏色和表面紋理。該公司正在開發由天然纖維或回收織物制成的商用面板（圖片來源：Ascorium Industries）。
除了生物基產品，Ascorium還為其聚氨酯(PUR)基復合材料專門開發了一種回收工藝，用以分離纖維層和樹脂層，以及分解PUR，以便再制造成新的材料。“PUR以難以回收而聞名，但實際上并非如此”。De Rycke說道。Ascorium的PURe回收系統是一種化學溶解工藝，涉及向產品中添加乙二醇和液態催化劑，以啟動對PUR的解聚反應。
Ascorium的PURe回收工藝旨在從其聚氨酯材料中回收原始成分，以便再制造成新的產品（圖片來源：Ascorium Industries）。
在實踐中這是如何運作的呢？首先，根據需要將EOL部件切成較小的塊，然后浸入添加有乙二醇和酶的罐中。接著將罐加熱到180℃，并不斷攪拌混合物。糖酵解過程打破PUR中的化學鍵，使其分離成原始的液態多元醇組分。纖維和任何其他材料（如嵌件）則留在罐底。
然后，通過過濾去除多元醇混合物中的顏料或其他廢顆粒，由此獲得的多元醇能夠被重新投入Ascorium的PUR制造過程中，以制成新的材料。據De Rycke稱，高達90%的PUR可以得到回收和再利用?；厥盏睦w維也可以進入玻璃纖維的回收再利用過程中。
“我們已經證明了該回收工藝的有效性”。De Rycke說道，“這不是一個復雜的過程，我們也不是唯一使用該系統的公司?，F在的問題是，我們將從哪里獲得要回收的材料？我們現在必須組織起來，建立一個供應鏈”。
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