用于复合材料的激光模板制造
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迎来一个新的窗户......等等

最高级刚度和热效率可以使这款高度玻璃填充的被覆盖的聚氨酯插入一个建筑行业的首选材​​料。
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用复合材料替换铝插入物。当乙烯基窗口达到一定尺寸的阈值时,乙烯基框架和腰部轮廓需要强化以满足风力偏转要求。DECEUNINCK(Monroe,OH,US)INSINGY LINE取代了传统的铝插入物,其包含含有80%玻璃纤维和20%Baydur 3500聚氨酯的被拉挤聚氨酯插入物。来源|迪凯in.

Despite recent groundbreaking applications — the high-profile, 12-story FRP rain-screen façade included in an expansion of the San Francisco Museum of Modern Art (SFMOMA, San Francisco, Calif., U.S.), for one (read about SFMOMA’s composite rainscreen façade under sidebar) — the use of composites in the construction industry remains the exception, not the rule. In most building substructures, vinyl, wood, concrete, steel and aluminum predominate. Not so, however, in windows.

在这里,在住宅建筑市场中建立了初始复合材料海滩头部,主要以覆膜,玻璃增强聚氨酯组分的形式,并且复合材料似乎在那里掌握了足够的立足,以刺激计划和发展活动的旨在更广泛的商业化全新的复合建筑/建筑应用,如门,天窗和甚至是高层建筑的幕墙(窗口外观)。

这一突击一直是由少数材料供应商和窗户制造商的持续开发工作而被引导,这是利用新窗口技术的融合,改变国际建筑规范并引入美国环保署的能源之星6.0评级系统,窗口系统的联邦能源绩效标准(在“建筑复合材料中在线阅读IBC中的变化:在侧边栏下”在“侧边栏中”上升)。

从窗户到门。DECEUNINCK正在进行多次举措,以扩展其玻璃填充的被覆盖的PURTRUDED聚氨酯技术,超越窗口应用。这里为欧洲开发的阳台门窗框的测试简介。轮廓为60毫米宽75毫米高,壁厚范围为2.5至5毫米。该部件取代了具有内部钢筋的PVC型材。来源|迪凯in.

新技术具有玻璃填充聚氨酯,其主要好处是其1,000与铝相比,作为热绝缘体的效率更大,转化为远更少的热损失。Paul Platte,市场经理Covestro LLC.(原拜耳材料科学,Pittsburgh,Penn。,美国,美国)说,能源速度系统的影响恰到好处地影响了窗口市场。“我们生活在一般的能源成本上,”Platte说。“窗户制造商和承包商都可以将EnergyStar认证作为竞争优势,与没有它的窗户相比。”

在过去的五年中,Covestro一直在涉及一些窗户和门制造商和供应商的开发项目,旨在通过其拉挤级聚氨酯树脂实现新的商业复合应用。作为公司Baydur系列树脂的一部分的材料特别配制起来,以便使用高于通常可以通过常规的拉挤树脂达到的玻璃载荷。

玻璃粗纱和聚氨酯相遇并将它们组合在加入拉挤模具中。来源|迪凯in.

这些努力现在已经过来了。2012年,DECEUNINCK北美(Monroe,Ohio,U.)推出了一种新的窗户加固系统,覆盖着Pultruded玻璃 - 纤维增强的聚氨酯窗口加强件,用于插入客户的空心,挤压乙烯基窗扇窗扇和框架型材。加强剂包括80%玻璃纤维和20%聚氨酯,并更换常规铝插入物。在习惯迟缓到产品推出后,DecheUninck,窗口组件系统的供应商到窗口制造商,报告了销售和兴趣的强大接收。

“增长是巨大的,”业务发展总监菲利普莫顿说。2015年,2014年窗口段的出货量增加了40-50%,“公司预计未来几年同样的增长率。Morton还表示,该公司参与开发工作,以扩大其产品系列,超出其作为钢筋的作用,进入各种建筑部件的主要形状。

高玻璃含量是加强件结构性能的关键元件,赋予约790万PSI(54,468MPa)的弯曲模量,而铝为约1000万psi(68,947MPa)。Defeuninck为各种尺寸的窗户设计。当住宅窗口达到临界尺寸时,大约1,120毫米至1,220毫米且较宽,乙烯基型材需要加固,以实现对风荷载和偏转的必要抗性。在商业建筑中窗口甚至更小,阈值甚至更小,这具有更严格的负载要求。

聚氨酯挤压剂。Insiange玻璃纤维增​​强聚氨酯窗口加强筋开始,如图所示。来源|迪凯in.

Morton表示有一些令人信服的理由相信公司的聚氨酯材料技术的销售中的销售是真实的,并且是新申请的预兆。例如,达到自愿能源之星认证,住宅窗口必须具有0.27或更低的测量U值等级,根据国家更新评级委员会(NFRC,Greenbelt,MD,US US)建立的测试程序独立认证)。U值是整体传热系数,测量传热(以瓦特)到1M2结构除以跨越结构的测量温度差异。创新有先进的玻璃越来越高的U价值表现。然而,根据Morton的说法,铝和钢增强件的持续使用已成为“整个窗户系统内的热短路”。

有利于聚氨酯选择的另一个因素 - 在这种特定情况下,作为窗框和腰带插入物 - 是聚氨酯与乙烯基的相容性。一次,窗户制造商没有其他选择,而是铝或钢作为钢筋材料。Morton说,切割和加工这些材料需要不同类型的机械,而不是用于处理更柔软的乙烯基。然而,聚氨酯可以用用于切割乙烯基的相同机器加工,从而节省资本成本。另外,切割的铝/钢芯片是橡皮布和MAR的乙烯基表面,导致废料。聚氨酯消除了这种情况和现在的繁琐QA程序以避免它。

新的应用,现在和未来

添加新部分国际建筑规范2009年,正式开启了大于四个内饰应用的建筑物的FRP材料,如墙壁和天花板,如墙壁和天花板,如幕墙,包层和雨屏等非结构外部应用,所以它们符合火灾传播验收标准the National Fire Protection Assn.’s (Quincy, Mass., U.S.) NFPA 285 test method. Covestro’s Platte notes, however, that more than 60% of commercial buildings in the US are three stories or shorter, according to data published by the US Department of Energy. Performance requirements (load, deflection, fire and smoke) for high-rise applications also are more stringent and costly. Accordingly, Platte says, the company expects that the next phase in the market extension of polyurethane pultrusion technology will come in residential and low-rise commercial door and window applications during the next two to three years. Large-scale high-rise applications are envisioned as three to five years down the road. (Read more about NFPA 285 testing online in “Better, cheaper screening of FRP building materials” under sidebar)

DECEUNINCK的开发工作是针对所有这些领域。然而,这种新努力的主要推力是使用聚氨酯拉挤成产生复合主形状,而不仅仅是加强件。该公司已开发出原型门窗,以取代由乙烯基制成的窗扇,具有传统的重型加固(见第三张照片)。“我们做了各种各样的测试,我们对其性能非常满意,”莫顿说,报告聚氨酯腰部实际上优于乙烯基/钢窗框。Morton补充说,该公司正在为门制造商开发多面板,玻璃加固门系统,刚刚完成了一个主要的结构部件,用于加拿大商业额定的带窗口系统,客户正在进行负载测试。

演示露台门。deceuninck展示了这款演示庭院门,窗框,在2014年GlassBuild展中包含玻璃增强聚氨酯。该公司正在与美国的门制造商合作,开发多面板聚氨酯门系统,以取代由乙烯基和钢筋制成的现有门。来源|迪凯in.

此外,Morton表示,该公司一直在讨论众多关于在商业天窗中使用聚氨酯技术的公司,以及“商业窗户和门的整个领域”。

这种萌芽变换的关键动力学之一是现代玻璃热性能的逐步改善。绝缘玻璃技术近年来迈出了几跳,Morton重申,“玻璃的热性能优于其铝制窗口和框架的热性能,而不管添加了多少热断裂。”这在具有许多窗户的商业建筑中特别关键:“现在,为了优化绝缘玻璃系统的整体益处,您也需要一个低导电性的框架材料,”他说。

当然,这些新的申请和机会将其实现成全规模的建筑材料革命,取决于一系列常见的复杂行业中的一系列因素。然而,综合材料供应商和制造商必须喜欢在这个市场上的机会,因为一个常数,材料表现,天生优于替代品。

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