En este video, mostramos la fabricación de madera densificada y designificada que representa un nuevo material ligero, de alto rendimiento y de base biológica. La densificación de moldes cerradas presentada y el procesamiento de vacío particular combinan el modelado, la densificación y el secado en un enfoque simple y escalable. Densificado, el material de celulosa podría ser una alternativa atractiva a otros compuestos de fibra vegetal o fibra de vidrio, y potencialmente puede encontrar aplicación en la industria automotriz.
Para comenzar, monte un portacuchillas de acero inoxidable en un plato cristalizante y coloque una barra magnética debajo del soporte de la muestra. Apile una capa de abeto de corte radial de un punto de cinco milímetros de espesor en la parte superior del soporte y sepárelas por mallas metálicas o rayas de malla metálica. Preparar una mezcla de un a un volumen de 30 por ciento de peróxido de hidrógeno y ácido acético glacial, y verter la mezcla en el plato cristalizador hasta que las carillas estén completamente cubiertas.
Sumerja las muestras en la solución a temperatura ambiente durante la noche mientras agita a 150 rpm. Por la mañana, caliente la solución a 80 grados centígrados en la placa de agitación, y ejecute la reacción durante seis horas para una deignificación completa. Ajuste el tiempo de denegación dependiendo del espesor de la muestra.
Después de la deignificación, vierta la solución de delignificación en un vaso vacío y déjela enfriar antes de desecharla. Enjuague suavemente las carillas desionadas varias veces con agua desionizada. Luego, llene el plato cristalizante con agua desionizada para continuar lavando las carillas sin agitar.
Reemplace el agua dos veces al día hasta que el agua de lavado alcance un pH superior a cinco. Procesar las carillas húmedas y delignificadas en un plazo de dos a tres semanas, o alternativamente, secar las láminas entre mallas metálicas para su almacenamiento. Utilice moldes hechos de un material abierto y poroso.
Por ejemplo, moldes cerámicos o moldes de polímero impresos en 3D porosos para permitir la eliminación de agua y un secado suficiente. Para los radios de curvatura en el rango de centímetros, o estructuras planas, utilice muestras que estén condicionadas a una humedad relativa del 95 por ciento, a 20 grados centígrados. Para radios de curvatura más pequeños, cubra la chapa en estado saturado de agua.
Presequee el material cubierto en un molde abierto con una humedad relativa del 95 por ciento, o preseque el material en un horno a 65 grados centígrados durante cinco a 30 minutos para eliminar el agua libre. Densificar la chapa en el molde cerrado utilizando abrazaderas de tornillo. Acelere el proceso de secado colocando el molde en un horno a 65 grados centígrados.
Después del secado completo, desmoldear la pieza compuesta y reutilice el molde para una nueva corrida. Utilice un molde poroso y abierto o un molde no poroso con una capa porosa en la parte superior del molde o en la parte superior de la madera delignificada, para permitir el secado. Aplique una capa textil para proteger el moho de la contaminación.
A continuación, cubra una chapa delignificada saturada de agua en la parte superior del textil y cúbrala con una segunda capa textil y una malla de flujo. Coloque el molde en la parte superior de una placa de acero inoxidable, aplique cinta de sellado y tubos de vacío, y envuelva el molde con una bolsa de vacío. La capa porosa permite el flujo de agua al tubo de vacío.
Aplicar un vacío para el secado y la densificación simultánea del compuesto. Para un secado acelerado, coloque el horno a una temperatura elevada a 65 grados centígrados. Utilice trampas frías para evitar que el agua entre en la bomba de vacío.
Encienda el vacío y mantenga la bomba de aceite en un rango de presión de diez a menos dos milibares. Después de secar, desmoldear el compuesto seco y reutilizar el molde y el vacío configurado para una nueva pieza compuesta. Elija el ángulo de orientación de fibra de las capas como en la fabricación de materiales compuestos tradicionales y fabrique piezas compuestas gruesas de varias capas mediante técnicas de colocación.
Aumente la unión entre las capas de madera designificadas aplicando un adhesivo a base de agua, por ejemplo, una solución de almidón de 16 puntos y 5 por ciento de peso entre las capas durante el proceso de cubierta. Después de la densificación y secado, desmoldear la parte compuesta y el acabado de la máquina a mano o con herramientas de madera estándar. Para reciclar, coloque los compuestos de madera delignificados en agua y deje que el material se desintegre.
A continuación, vuelva a dar forma al material de pulpa para obtener un nuevo producto. La deignificación completa dio lugar a un material de celulosa frágil y capaz de forma cuando estaba en estado húmedo. La densificación del moho cerrado de la madera deignificada saturada de agua causó desviaciones de fibra y grietas en el material final debido al agua libre en el andamio.
Con madera delignificada húmeda y pre-acondicionada, se mantuvo una forma razonable y su densificación no condujo a distorsiones y defectos de alineación de fibra. El proceso de molde abierto se utilizó para fabricar un casco colocando chapas de madera delignificadas saturadas de agua en un molde de yeso. El drapeado de dos capas externas con escamas hexagonales fue seguido por cubrir las cuatro capas internas en un cero sobre 90 yacía.
Después de la densificación y secado de la pieza por vacío, la parte seca fue desmoldeada y terminada con un cortador. Los posibles problemas durante el procesamiento al vacío incluyen la aparición de pequeñas grietas, que son causadas por contracción o secado incompleto. El compuesto de almidón de celulosa es todo de base biológica que permite la desintegración en el agua.
Después de la desintegración, la suspensión fibrosa se utilizó para la producción de nuevos productos a base de fibra. La degradación de las fibras de madera delignificadas se logró colocándolas en un plato de Petri lleno de tierra y agua. Se mostraron diferentes grados de biodegradación después de un día, ocho días y 26 días.
El factor más importante para la densificación de la madera descontizada exitosa es asegurar la condición de humedad adecuada del material de celulosa que se adapta a la técnica de densificación aplicada. Para formas complejas, producción a gran escala, recomendamos utilizar nuestra técnica de modelado de vacío recientemente desarrollada, lo que permite la densificación y secado simultáneos. La madera delignificada es un material versátil.
Además de su posible aplicación como material de alto rendimiento, proporciona además opciones de diseño atractivas y diversas.
