کاربردهای فوم پلی اورتان انعطاف‌پذیر قالب‌گیری‌شده

در تولید فوم‌های قالب‌گیری‌شده، انتخاب مواد اولیه و تغییر در فرمولاسیون و فرآیند تولید، امکان دستیابی به خواص بهینه را فراهم می‌کند. بر اساس نوع کاربرد، می‌توان چگالی، سختی و خاصیت ارتجاعی فوم را در محدوده‌ی وسیعی تنظیم کرد. کوسن‌های ساخته‌شده از فوم انعطاف‌پذیر قالب‌گیری‌شده، خاصیت ارتجاعی خود را حفظ کرده و قادر به تحمل بارهای سنگین هستند. این فوم‌ها می‌توانند تقریباً در هر شکلی، در یک مرحله‌ی تولید ساخته شوند. همچنین، می‌توان در مرحله‌ی فوم‌گیری از قطعات داخلی استفاده کرد.

صنایع اصلی مصرف‌کننده‌ی این نوع فوم، خودروسازی و مبلمان هستند. در خودروها، صندلی‌های تمام فومی، لایه‌های بالایی صندلی‌ها و پشتی‌ها، و همچنین تکیه‌گاه‌های سر از فوم انعطاف‌پذیر قالب‌گیری‌شده ساخته می‌شوند. همچنین، موکت‌های قالب‌گیری‌شده با فوم پوشش داده می‌شوند. علاوه بر این، برخی از قطعات بدنه‌ی خودرو یا موتور برای کاهش صدا و ارتعاشات با یک لایه‌ی فوم پوشانده می‌شوند.

صندلی‌های خودرو باید نیازهای خاصی را برآورده کنند که از ترکیب آناتومی بدن انسان با رفتار فنری خودرو و ملاحظات ایمنی ناشی می‌شود. فوم‌های انعطاف‌پذیر قالب‌گیری‌شده به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود، به‌ویژه امکان تغییر شکل و تنظیم رفتار فنری، گزینه‌ی بسیار مناسبی برای تولید صندلی‌های خودرو هستند.

در هر شرایطی، صندلی باید فضای کافی برای حرکت سرنشین فراهم کند. شتاب‌های افقی و عمودی باید جذب شوند. علاوه بر این، طراحی صندلی باید با آناتومی بدن انسان سازگار باشد. توزیع فشار بر سطح صندلی باید متناسب با حساسیت فشاری بدن انسان تنظیم شود. برای بهینه‌سازی طراحی صندلی خودرو، از منحنی‌های توزیع فشار استفاده می‌شود

راحتی نشیمن‌گاه را می‌توان با تغییر ساختار سطح فوم بهبود بخشید. بسته به ناحیه، عمق و شکل این ساختارها، مشخصه‌ی سختی فوم (IFD) در قسمت‌های مختلف صندلی را می‌توان بدون تغییر در سختی کلی ماده، مطابق با نیازها تنظیم کرد. این نوع طراحی سطح، به هدایت رطوبت و حرارت از زیر روکش کمک می‌کند.

راحتی صندلی را می‌توان با استفاده از یک صندلی تمام فومی با دو سختی متفاوت افزایش داد. در این طراحی، فوم نرم‌تر در ناحیه‌ی نشیمن راحتی بیشتری ایجاد می‌کند، در حالی که فوم سخت‌تر در پایه و کناره‌های صندلی، پشتیبانی ایمن‌تری در تمامی شرایط رانندگی فراهم می‌آورد. هنگام پیچیدن، صندلی‌های تمام فومی بدون نیاز به روکش اضافی، پشتیبانی جانبی مطلوبی ارائه می‌دهند.

برای بهبود بیشتر، می‌توان از اجزای نیمه‌سخت (مانند فوم بازسازی‌شده) در محل موردنظر استفاده کرد یا بال‌هایی با سختی بیشتر را با چسباندن یا فرآیند فوم‌ریزی اضافه کرد. تکنیک "دو سختی در یک مرحله" روش ارجح محسوب می‌شود، زیرا در یک فرآیند ریخته‌گری، دو نوع فوم متفاوت را ترکیب می‌کند.

مزایای استفاده از صندلی‌های تمام فومی در خودرو عبارتند از:

• امکان تولید آسان و اقتصادی هر شکلی از قطعات. رفتار فنری را می‌توان با تغییرات مناسب در فرمول‌بندی تنظیم کرد.
• توزیع بهینه‌تر فشار نشیمن باعث سواری راحت‌تر و بدون خستگی می‌شود.

تکیه‌گاه سر یکی دیگر از اجزای مهم خودرو است که می‌توان آن را به‌طور مؤثری از فوم انعطاف‌پذیر قالبی تولید کرد. این قطعه می‌تواند به‌صورت جداگانه یا به‌عنوان بخشی از تکیه‌گاه صندلی ساخته شود. فوم قالبی می‌تواند نیازهای صنعت خودروسازی را برای سختی‌های مختلف برآورده کند. ازآنجاکه قالب‌ها نسبتاً کوچک هستند، زمان اقامت در قالب می‌تواند بسیار کوتاه باشد.

فرش‌های قالبی با پشتوانه فومی سرد، صدای داخل خودرو را کاهش داده و راحتی را افزایش می‌دهند. در مقایسه با روش‌های سنتی تولید مواد عایق صدا، فرآیند فوم‌ریزی مستقیم بر پشت فرش مزایایی را ارائه می‌دهد. در آینده، محصور کردن قطعات نویززا در خودرو، مانند جعبه‌دنده و موتور، به یک کاربرد جالب تبدیل خواهد شد.

علاوه بر کاربردهای خودرویی، فوم‌های انعطاف‌پذیر قالبی در تولید مبلمان روکش‌دار نیز اهمیت دارند. این فوم‌ها به دلیل دامنه وسیع فرآیندپذیری، امکان طراحی‌های متنوعی را در اختیار طراحان مبلمان قرار می‌دهند. مواد مورد استفاده در مبلمان روکش‌دار طیف گسترده‌ای از سختی‌ها را شامل می‌شوند (بر اساس 40% فشردگی، استاندارد DIN 53577):

فوم‌های نرم تا فوق‌العاده نرم با میزان تغییر شکل تحت بار 1 تا 2.2 کیلوپاسکال در تکیه‌گاه‌ها و به‌عنوان پرکننده‌های کوسن استفاده می‌شوند.

کوسن‌های نشیمن عمیق دارای محدوده 1.5 تا 4.5 کیلوپاسکال هستند.

برای ترکیب یک تکیه‌گاه سخت با یک لایه نرم‌تر در بالا، سختی بیشتری (4 تا 6 کیلوپاسکال) موردنیاز است.

کوسن‌های بسیار نرم، شبیه بالش، که قابلیت جابه‌جایی دارند، معمولاً بر روی تکیه‌گاه‌های انعطاف‌پذیر (مانند فنرها) استفاده می‌شوند.

سختی دسته‌های مبل می‌تواند بسیار متغیر باشد (2 تا 6 کیلوپاسکال) و به نوع کاربرد بستگی دارد، مانند لایه‌ای نازک روی تکیه‌گاه، کوسن با هسته داخلی، یا کوسنی که قابل تعویض است.

در مواردی که فوم نقش ساختاری دارد، بهتر است از هسته‌های داخلی ساخته‌شده از چوب، فلز، فوم نیمه‌سخت، منسوجات یا پلیمرهای تقویت‌شده با الیاف شیشه در فرآیند فوم‌ریزی استفاده شود. برای بهره‌گیری از طیف وسیع سختی‌ها، صنعت مبلمان بیشتر به سراغ ساختارهایی با واحدهای کوچک‌تر می‌رود. ساخت مبلمان تمام فومی در یک مرحله به کاربردهای محدودی محدود می‌شود.

اگر پوشاندن قطعات قالبی دشوار باشد، می‌توان از فرآیند فرم‌دهی با خلأ استفاده کرد. این تکنیک امکان استفاده از عناصر پشتیبان هنگام فوم‌ریزی را فراهم می‌کند، مانند یک صفحه چوبی در پایه. فرآیند فرم‌دهی با خلأ در تولید صندلی‌های اداری استفاده می‌شود.

فوم‌های قالب‌گیری‌شده پلی‌یورتان نیمه‌سخت

علاوه بر فوم‌های قالب‌گیری‌شده پلی‌یورتان انعطاف‌پذیر، نوع دیگری از این فوم‌ها با طیف خواص کاملاً متفاوت محبوبیت پیدا کرده است: فوم قالب‌گیری‌شده نیمه‌سخت. مشابه فوم‌های انعطاف‌پذیر، فوم‌های نیمه‌سخت نیز دارای بیش از ۹۰٪ ساختار سلولی باز هستند. با این حال، تفاوت اساسی بین فوم‌های نیمه‌سخت و انعطاف‌پذیر، سختی فشاری به‌مراتب بالاتر در فوم‌های نیمه‌سخت است. علاوه بر این، ساختار سخت‌تر این فوم‌ها معمولاً پس از تغییر شکل، با سرعت کمتری به حالت اولیه خود بازمی‌گردد. این ویژگی‌های برجسته در کاهش ضربه، فوم‌های نیمه‌سخت را برای تولید محصولاتی مانند سری‌های صندلی، پدهای جاذب ضربه و غیره در صنعت خودروسازی مناسب می‌سازد. این نوع پوشش‌های حفاظتی نقشی اساسی در بهبود ایمنی داخلی و راحتی خودروهای مدرن ایفا می‌کنند.