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押注生物塑料

斯坦沃尔 投入了多年的R&D into learning to design and mold with biopolymers and 自然-fiber reinforcements. Now that groundwork is beginning to pay off.
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当生物塑料革命来临时,斯坦沃尔将准备就绪。“市场接受度仍处于初期阶段,”的业务发展总监Jeremy Dworshak说 斯坦沃尔 ,Inc.是一家位于明尼阿波利斯郊区Coon Rapids的造价2500万美元的定制注塑机。“但是,我们和行业中的其他人对这些材料的产品性能和加工具有中等水平的了解。 ”

公司已经投入了大约5年的R&D与来自木材,亚麻,大麻,稻壳,椰子和龙舌兰(制成龙舌兰酒的仙人掌)等来源的生物基PLA树脂和天然纤维合作。“We’我学到了一些关键的东西,”Dworshak说。上个月分享了一些知识’在底特律的SPE ANTEC,Dworshak与他人合着了“生物基注塑成型工艺& Bio-Filled Resins.”它确定了一些基本设计原则,例如需要减少PLA成型零件中的应力集中器,而应力集中器往往比常规热塑性塑料更脆。 斯坦沃尔 从事生物塑料设计的项目工程师Jake Nelson指出,使用圆角就是一个例子。本文还提出了一些方法来设计天然纤维填充的PLA的搭扣配合。

Another aspect of the ANTEC paper deals with processing of fiber-reinforced PLA. Key concerns are managing the heat and shear sensitivity of both PLA and 自然 fibers, notes Luke Buerkley, 斯坦沃尔 processing 恩 gineer. Low fill speeds were used in the study, though this required compensating with higher hot-tip gate temperatures to prevent freeze-off.

论文中指出的另一点是,通常建议使用非腐蚀性模具材料(例如不锈钢)来模制PLA,这是因为担心加工过程中的热降解会导致乳酸释放。“我们的处理程序会减轻这种影响,”Buerkley指出,因此公司有信心标准模具钢足以模制PLA。

斯坦沃尔 成立于1965年,经营245,000英尺2 该工厂拥有170名员工,运行着55台注塑机,重量从30吨到1750吨不等。目前,它正在PLA生产带有生物填充剂的两个商业零件。一个是带有大麻纤维的解放军药用大麻的储存容器。它已经为丹佛的Sana 打包 生产了一年,Steinwall希望今年能生产100万个。

第二种应用是用亚麻增强材料制成的PLA亚麻防鼠外壳,它是为北卡罗来纳州Bi斯麦的EarthKind LLC公司模制而成的.Steinwall已经制造了两年或三年,每年的产量约为15,000单位。

Dworshak指出,在两种情况下,客户都选择了生物材料作为原料。“natural” and “sustainable”解。为此,他们愿意每磅多付30%的价格,而不是选择传统的塑料。“PLA化合物也比常规替代品致密,因此’按体积计算的额外费用溢价,” adds Nelson.

限制用于工程应用的增强PLA化合物生长的因素之一是这种材料的来源和可用性有限。“供应链仍在发展,”Dworshak注意到。天然纤维在常规树脂(例如PP)中的化合物更容易获得。他说,这类产品与滑石粉填充的化合物具有成本竞争力(例如,大麻填充的PP为1.15美元/磅)。除了“natural”一方面,这些材料在某些情况下具有利用否则会成为农业废品(例如稻壳,龙舌兰和锯末木纤维)的吸引力。

The drawback, he concedes, is that 自然 fibers “回收过程复杂,因为它们对后处理热敏感。”

Nonetheless, 自然 fibers have attracted considerable 利益 ,尤其是在 汽车行业。那’这就是为什么在1月Steinwall主持了一次成型演示的情况,主要的汽车和农业设备OEM参加了该演示。对于此演示,Steinwall用填充有龙舌兰,稻壳,椰子和木纤维的PP复合材料模制了内部零件。所有化合物均由 莱茵科技 在密歇根州的惠特莫尔湖。“We gave them samples to show the different appearance properties of the different 自然 fillers,” says Buerkley. “得益于我们的技术团队和Steinwall,我们在第一次尝试中就成功地成型了零件’围绕生物基塑料开发工艺的悠久历史。”

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