นวัตกรรมอุตสาหกรรมโฟม |อะคูสติกโฟมคืออะไร

โดยธรรมชาติแล้ว ค้างคาวใช้การหาตำแหน่งด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงเพื่อค้นหาเหยื่อ และในขณะเดียวกัน เหยื่อก็ได้พัฒนาการป้องกันเช่นกัน ผีเสื้อกลางคืนบางชนิดสามารถดูดซับคลื่นอัลตราโซนิกได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านโครงสร้างเล็กๆ บนปีกของมัน เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เสียงสะท้อนเผยให้เห็นตำแหน่งของพวกเขานี่เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวัสดุอะคูสติกในธรรมชาติแม้ว่าปีกผีเสื้อจะมุ่งเป้าไปที่คลื่นอัลตราโซนิก (ความถี่การสั่นสะเทือนมากกว่า 20,000 เฮิรตซ์) แต่หลักการดูดซับเสียงของพวกมันนั้นสอดคล้องกับวัสดุดูดซับเสียงทุกชนิดที่เราเห็นในชีวิตของเรา แต่อย่างหลัง ปรับการออกแบบที่คล้ายกันให้เข้ากับความถี่ (20Hz-20000Hz) ซึ่งสอดคล้องกับการได้ยินของมนุษย์วันนี้เราจะมาพูดถึงวัสดุโฟมที่เกี่ยวข้องกับ NVH

เสียงเกิดขึ้นจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ และเป็นปรากฏการณ์คลื่นที่แพร่กระจายผ่านตัวกลางและสามารถรับรู้ได้ด้วยอวัยวะการได้ยินของมนุษย์NVH หมายถึงเสียงรบกวน (เสียงรบกวน) การสั่นสะเทือน (การสั่นสะเทือน) และความกระด้าง (ความกระด้าง) ซึ่งเสียงและการสั่นสะเทือนเป็นสิ่งที่เรารู้สึกได้โดยตรงที่สุด ในขณะที่ความรุนแรงของเสียงส่วนใหญ่จะใช้เพื่ออธิบายการรับรู้เชิงอัตนัยของการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนของร่างกายมนุษย์ .ความรู้สึกไม่สบายเนื่องจากทั้งสามสิ่งนี้ปรากฏพร้อมกันในการสั่นสะเทือนทางกลและแยกออกไม่ได้ จึงมักมีการศึกษาร่วมกัน

ดังแสดงในรูปด้านล่าง เมื่อเสียงถูกนำเข้าไปในวัสดุหรือพื้นผิวของส่วนประกอบโครงสร้างอะคูสติก พลังงานเสียงส่วนหนึ่งจะถูกสะท้อนออกมา ส่วนหนึ่งแทรกซึมเข้าไปในวัสดุ และส่วนหนึ่งถูกดูดซับโดยวัสดุ ซึ่ง คือแรงเสียดทานระหว่างเสียงกับตัวกลางโดยรอบระหว่างการแพร่กระจายหรือการกระแทกของวัสดุส่วนประกอบการสั่นสะเทือนเป็นกระบวนการที่พลังงานเสียงถูกแปลงเป็นความร้อนและสูญเสียไปโดยทั่วไปแล้ว วัสดุใดๆ ก็ตามสามารถดูดซับและสะท้อนเสียงได้ แต่ระดับการดูดซับและการสะท้อนกลับจะแตกต่างกันอย่างมาก

วัสดุ NVH ส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสองประเภท: วัสดุดูดซับเสียงและวัสดุฉนวนกันเสียงเมื่อคลื่นเสียงเข้าสู่วัสดุดูดซับเสียง จะทำให้อากาศและเส้นใยในวัสดุสั่นสะเทือน และพลังงานเสียงจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนและส่วนหนึ่งจะถูกใช้ไป เช่นเดียวกับการตีฟองน้ำด้วย ต่อย.
วัสดุฉนวนกันเสียงเป็นวัสดุที่ใช้ป้องกันเสียงรบกวนเหมือนกับการชกเข้ากับโล่และปิดกั้นโดยตรงวัสดุฉนวนกันเสียงมีความหนาแน่นและไม่มีรูพรุน และเป็นการยากที่คลื่นเสียงจะทะลุผ่าน และพลังงานเสียงส่วนใหญ่จะสะท้อนกลับ เพื่อให้ได้ผลของฉนวนกันเสียง

วัสดุโฟมที่มีโครงสร้างเป็นรูพรุนมีข้อดีเฉพาะในการดูดซับเสียงวัสดุที่มีโครงสร้างพรุนขนาดเล็กหนาแน่นยังมีฉนวนกันเสียงที่ดีอีกด้วยโฟมอะคูสติก NHV ทั่วไป ได้แก่ โพลียูรีเทน โพลีโอเลฟิน ยางเรซิน และแก้วโฟม โฟมโลหะ ฯลฯ เนื่องจากลักษณะเฉพาะของวัสดุที่แตกต่างกัน ผลของการดูดซับเสียงและการลดเสียงรบกวนจะแตกต่างกัน

โฟมโพลียูรีเทน

วัสดุโฟมโพลียูรีเทนมีโครงสร้างเครือข่ายที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งสามารถดูดซับพลังงานคลื่นเสียงที่เข้ามาจำนวนมากเพื่อให้ได้ผลการดูดซับเสียงที่ดีและในขณะเดียวกันก็มีฟังก์ชั่นการเด้งกลับสูงและฟังก์ชั่นบัฟเฟอร์ที่ดีอย่างไรก็ตาม ความแข็งแรงของโฟมโพลียูรีเทนธรรมดาอยู่ในระดับต่ำ และผลของฉนวนกันเสียงไม่ดี และประสิทธิภาพการดูดซับเสียงจะลดลงเมื่อเวลาผ่านไปนอกจากนี้การเผาไหม้จะทำให้เกิดก๊าซพิษซึ่งไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

วัสดุโฟมโพลีโอเลฟิน XPE/IXPE/IXPP

XPE/IXPE/IXPP เป็นวัสดุโฟมโพลีเอทิลีน/โพลีโพรพีลีนแบบเชื่อมโยงข้ามทางเคมี/ทางอิเล็กทรอนิกส์ มีการดูดซับเสียงตามธรรมชาติ ฉนวนกันความร้อน การกันกระแทก และการปกป้องสิ่งแวดล้อม และมีโครงสร้างฟองอากาศอิสระละเอียดภายในซึ่งดีสำหรับฉนวนกันเสียงและลดเสียงรบกวนประสิทธิภาพดีเยี่ยม

โฟมยาง

ยางโฟมเป็นวัสดุ NVH ในอุดมคติ และวัสดุต่างๆ เช่น ซิลิโคน ยางเอทิลีน-โพรพิลีน-ไดอีน (EPDM) ยางไนไตรล์-บิวทาไดอีน (NBR) นีโอพรีน (CR) และยางสไตรีน-บิวทาไดอีน (SBR) ดีกว่ายางรุ่นก่อน สองวัสดุ,ความหนาแน่นสูงขึ้น และภายในเต็มไปด้วยช่องว่างเล็กๆ และโครงสร้างกึ่งเปิด ซึ่งดูดซับพลังงานเสียงได้ง่ายกว่า เจาะทะลุได้ยากกว่า และลดทอนคลื่นเสียง

โฟมเรซินเมลามีน

โฟมเมลามีนเรซิน (โฟมเมลามีน) เป็นวัสดุดูดซับเสียงได้ดีเยี่ยมมีระบบโครงสร้างกริดสามมิติพร้อมช่องเปิดที่เพียงพอการสั่นสะเทือนถูกใช้และดูดซับและสามารถกำจัดคลื่นสะท้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพในเวลาเดียวกันในเวลาเดียวกัน มีข้อได้เปรียบที่หลากหลายและมีความสมดุลมากกว่าวัสดุโฟมแบบดั้งเดิม ในแง่ของการหน่วงการติดไฟ ฉนวนกันความร้อน น้ำหนักเบา และรูปทรงในการประมวลผล
โฟมอลูมิเนียม

เพิ่มสารเติมแต่งให้กับอลูมิเนียมบริสุทธิ์หรือโลหะผสมอลูมิเนียมหลอมเหลว แล้วส่งไปยังกล่องโฟม ฉีดแก๊สเพื่อสร้างโฟมเหลว และแข็งตัวโฟมเหลวเพื่อสร้างวัสดุโลหะมีความสามารถในการกันเสียงที่ดีและประสิทธิภาพการดูดซับเสียงค่อนข้างยาวนาน อายุการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 70 ปี และสามารถรีไซเคิลและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ 100%
แก้วโฟม

เป็นวัสดุแก้วอนินทรีย์อโลหะที่ทำจากแก้วแตก สารเกิดฟอง สารเติมแต่งที่ดัดแปลง และตัวเร่งการเกิดฟอง ฯลฯ หลังจากบดละเอียดและผสมสม่ำเสมอ จากนั้นจึงละลายที่อุณหภูมิสูง เกิดฟอง และอบอ่อน

ในชีวิตจริง มักไม่มีวัสดุใดที่สามารถดูดซับคลื่นเสียงในย่านความถี่ต่างๆ ได้อย่างสมบูรณ์ และไม่มีวัสดุใดที่สามารถทำงานได้อย่างไม่มีที่ติในการใช้งานเพื่อให้บรรลุผลการดูดซับเสียงที่ดีขึ้น เรามักจะเห็นการรวมกันของโฟมอะคูสติกข้างต้นกับประเภทของวัสดุดูดซับเสียง/ฉนวนกันเสียงเพื่อสร้างวัสดุคอมโพสิตเสริมโฟมที่หลากหลาย และในเวลาเดียวกันก็เพื่อให้บรรลุผล ของการดูดซับเสียงของวัสดุและการดูดซับเสียงเชิงโครงสร้างเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการดูดซับเสียงของวัสดุในย่านความถี่ที่แตกต่างกันของความถี่สูงและความถี่ต่ำตัวอย่างเช่น กระบวนการคอมโพสิตของโฟมอะคูสติกและกระบวนการไม่ทอที่แตกต่างกันสามารถใช้ประโยชน์จากโครงสร้างสามมิติที่เป็นเอกลักษณ์ของอย่างหลังได้อย่างเต็มที่ เพื่อลดการสั่นสะเทือนของคลื่นเสียงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น สร้างความเป็นไปได้ที่ไม่มีที่สิ้นสุดสำหรับการดูดซับเสียงและการลดเสียงรบกวน) วัสดุคอมโพสิตชั้นแซนวิชโฟม ผิวทั้งสองด้านถูกผูกมัดด้วยวัสดุเสริมคาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งมีความแข็งแกร่งเชิงกลสูงกว่าและทนแรงกระแทกได้ดีกว่า จึงทำให้สามารถดูดซับแรงกระแทกและลดเสียงรบกวนได้ดีขึ้น

ปัจจุบัน วัสดุโฟม NVH ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการขนส่ง วิศวกรรมการก่อสร้าง การลดเสียงรบกวนทางอุตสาหกรรม การผลิตยานพาหนะ และสาขาอื่น ๆ

การขนส่ง

การก่อสร้างระบบขนส่งในเมืองของประเทศของฉันได้เข้าสู่ขั้นตอนของการพัฒนาอย่างรวดเร็ว และเสียงรบกวน เช่น รถยนต์ รถไฟ การขนส่งทางรถไฟในเมือง และรถไฟแม็กเลฟ ก็ได้ดึงดูดความสนใจอย่างกว้างขวางในอนาคต อะคูสติกโฟมและวัสดุคอมโพสิตมีศักยภาพในการใช้งานที่ดีเยี่ยมในฉนวนกันเสียงและการลดเสียงรบกวนของทางหลวงและการจราจรในเมือง
งานก่อสร้าง

ในแง่ของสถาปัตยกรรมและโครงสร้าง นอกเหนือจากประสิทธิภาพเสียงที่ดีแล้ว วัสดุยังมีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยที่สูงมาก และการหน่วงการติดไฟเป็นตัวบ่งชี้ที่ยากซึ่งไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้พลาสติกโฟมแบบดั้งเดิม (เช่น โพลีโอเลฟิน โพลียูรีเทน ฯลฯ) เป็นวัสดุที่ติดไฟได้เนื่องจากการติดไฟในตัวมันเองเมื่อเผาไหม้จะละลายและเกิดหยดน้ำละอองที่ลุกไหม้จะทำให้ไฟลุกลามอย่างรวดเร็วเพื่อให้เป็นไปตามกฎระเบียบและมาตรฐานสารหน่วงไฟที่เกี่ยวข้อง มักจำเป็นต้องเพิ่มสารหน่วงไฟ ซึ่งสารหน่วงไฟหลายชนิดจะสลายตัวเมื่อสัมผัสกับความร้อนที่อุณหภูมิสูง และปล่อยควัน ก๊าซพิษ และก๊าซกัดกร่อนจำนวนมากก่อให้เกิดภัยพิบัติทุติยภูมิและมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมดังนั้นในด้านการก่อสร้าง วัสดุกันเสียงที่มีสารหน่วงการติดไฟ ควันต่ำ ความเป็นพิษต่ำ และการลดปริมาณไฟที่มีประสิทธิภาพ จะต้องเผชิญกับโอกาสในการพัฒนาตลาดที่ยิ่งใหญ่นี้ ไม่ว่าจะเป็นอาคารพาณิชย์ เช่น สถานที่เล่นกีฬา โรงภาพยนตร์ โรงแรม คอนเสิร์ตฮอลล์ ฯลฯ อาคารที่อยู่อาศัย

การลดเสียงรบกวนทางอุตสาหกรรม

เสียงทางอุตสาหกรรมหมายถึงเสียงที่ผลิตโดยโรงงานในระหว่างกระบวนการผลิตอันเนื่องมาจากการสั่นสะเทือนทางกล การเสียดสีและการรบกวนการไหลของอากาศเนื่องจากมีแหล่งกำเนิดเสียงรบกวนทางอุตสาหกรรมจำนวนมากและกระจัดกระจาย ประเภทของเสียงรบกวนจึงมีความซับซ้อนมากขึ้นและแหล่งกำเนิดเสียงที่ต่อเนื่องของการผลิตก็ยากที่จะระบุเช่นกัน ซึ่งค่อนข้างยากต่อการจัดการ
ดังนั้นการควบคุมเสียงรบกวนในพื้นที่อุตสาหกรรมจึงใช้มาตรการหลายอย่างร่วมกัน เช่น การดูดซับเสียง ฉนวนกันเสียง การลดเสียงรบกวน การลดการสั่นสะเทือน การลดเสียงรบกวน การทำลายการสั่นพ้องของโครงสร้าง และการห่อหุ้มการดูดซับเสียงของท่อ เพื่อคืนเสียงให้กลับมาเป็นเหมือนเดิม ระดับที่ประชาชนยอมรับได้องศาซึ่งเป็นพื้นที่การใช้งานที่มีศักยภาพของวัสดุอะคูสติกด้วย
การผลิตรถยนต์

แหล่งที่มาของเสียงรบกวนจากรถยนต์สามารถแบ่งได้เป็นส่วนใหญ่คือ เสียงเครื่องยนต์ เสียงสะท้อนจากตัวถัง เสียงยาง เสียงแชสซี เสียงลม และเสียงรบกวนจากเสียงสะท้อนภายในเสียงรบกวนภายในห้องโดยสารที่ลดลงจะช่วยเพิ่มความสะดวกสบายให้กับผู้ขับขี่และผู้โดยสารได้อย่างมากนอกเหนือจากการปรับปรุงความแข็งแกร่งของแชสซีและกำจัดพื้นที่เรโซแนนซ์ความถี่ต่ำในแง่ของการออกแบบแล้ว การกำจัดสัญญาณรบกวนส่วนใหญ่ยังถูกกำจัดโดยการแยกและการดูดซับเป็นหลักในมุมมองเรื่องการประหยัดพลังงาน วัสดุที่ใช้จะต้องมีน้ำหนักเบาจากมุมมองด้านความปลอดภัย วัสดุจำเป็นต้องมีคุณสมบัติทนไฟและทนความร้อนการเกิดขึ้นของโฟมกันเสียงและวัสดุคอมโพสิตอเนกประสงค์ต่างๆ ทำให้เกิดความเป็นไปได้ใหม่ในการปรับปรุงความต้านทานต่อเสียง ความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ การประหยัดพลังงาน และการปกป้องสิ่งแวดล้อมของยานพาหนะ