為何聚氨酯泡棉非常適合當作墊片，進行振動管理與能量控制

噪音、振動和衝擊是人們不想要的能量轉移，會在現代電子設計中造成問題。其影響範圍從惱人到導致災難都有可能。大多數的解決方案都會用到各種形狀、密度與厚度的能量吸收泡棉，當作墊片、緩衝墊與阻尼板使用。許多公司都有供應能量吸收泡棉，例如 3M 的子公司 Aearo Technologies 就以 E-A-R (能量吸收樹脂) 品牌提供此類產品。

我有看到這家公司推出一款絕佳的能量吸收產品。我之前曾在一家設計和製造低頻頻譜分析儀的公司工作。產品的主要應用之一是衝擊和振動測量。我在那份工作中才得知 E-A-R 品牌：其生產的能量吸收產品，可將衝擊和振動形式的機械能轉化為熱能。

我曾參加過一場在鄉村俱樂部舉辦的展覽。E-A-R 就以自家技術製成的高爾夫球來展示能量吸收產品。當其中一顆高爾夫球掉在地板上，會立即靜止，完全不會反彈。如果用球桿擊球，則會隨揮桿力道而行進，然後驟然靜止：這真的很神奇。幸好，球身塗成 E-A-R 藍色，因此不會誤認成普通高爾夫球。這只是 E-A-R 能量吸收產品的絕佳用途之一。

吸收能量且達到一致的形狀與溫度容差

3M 的 ISOLOSS LS 是一種開放微孔聚氨酯泡棉。此耐用的能量吸收材料，具有低壓縮永久變形與一致的壓縮力偏差特性，可在寬廣的溫度範圍內運作。

此技術提供多種密度和厚度 (圖 1)。墊片可以隔離冷卻風扇的機械振動；泡棉膠帶可以將檢修面板上的間隙密合；片材可以抑制機殼壁和門的振動；緩衝墊則可減緩衝擊。

圖 1：ISOLOSS LS 泡棉產品有多種密度和厚度可供選擇，能提供設計靈活性。(圖片來源：3M)

聚氨酯泡棉可用於三類不同的應用：墊片、緩衝和支撐，以及能量控制。墊片必須要密合縫隙、吸收機械衝擊和振動，並在配接表面之間提供密封。空調濾網架上的墊圈使用聚氨酯泡棉來密封濾網外罩，並將濾網固定就位。緩衝和支撐則是將物體彼此隔離，例如車門上的緩衝墊，會在開關關閉時，監測車門的關閉動作。緩衝墊可當作開關的緩衝，減少車門關閉時的衝擊。能量控制應用會將機械能耗散成低階熱量，藉此減少振動和衝擊，例如大型金屬面板上的減振墊。

聚氨酯泡棉有兩大關鍵特性，分別是壓縮永久變形和壓縮力偏差。這些特性可指出泡棉保持形狀的能力，以及對於壓縮泡棉的物體提供抵抗力的能力。

壓縮永久變形可用來測量泡棉持續受到壓縮後的永久變形程度。壓縮永久變形值較低表示，泡棉在反覆或連續壓縮後將可恢復到原始厚度。這對於墊片等應用非常重要，在這些應用中，泡棉必須恢復到未壓縮狀態，以便在恢復到壓縮狀態時保持良好的密封性。ISOLOSS LS 泡棉在室溫下的壓縮永久變形率不到 1%。

壓縮力偏差 (CFD) 代表泡棉在不同壓縮程度下的硬度。此 CFD 當作壓縮函數的示意圖，可一窺如何用這些泡棉進行設計。若要進一步瞭解 CFD，請參閱《如何保護敏感電子設備，不受衝擊、振動和溫度的影響》。

3M 的 ISOLOSS LS 泡棉有多種形式，包括墊片條、圓形和方形塊，以及方形和矩形片材 (圖 2)。

圖 2：ISOLOSS LS 聚氨酯泡棉有多種實用的形狀，可以輕鬆適應多種應用。(圖片來源：3M)

較小的圓形和方形墊片，如 LS-2506-PSA-1-CIRCLE-50PK 或 LS-2006-PSA-2-X2-50PK，就經常當作緩衝墊使用。LS-1025LM/PSA 0.75"X180"-1RL 是 0.75 in 寬、0.25 in 厚的條料，密度為 10 lb/ft³ ，可當作墊片使用。

較大的片材，如 LS-1506/PSA-5"X7"-10PK 和 LS-1006LM-PSA-12-X12-6PK，就可用於減噪和減振應用。可貼在面板和門上，改變振動模式。減振的工作原理在於，緩衝泡棉因為底層受到彎曲應力而造成拉伸和壓縮，藉此耗散能量 (圖 3)。

圖 3：與底層黏合的 ISOLOSS LM 泡棉會在彎曲時耗散能量。(圖片來源：3M)

緩衝泡棉層的厚度增加也會提升阻尼效果。改變泡棉的密度也會影響阻尼。沒有必要覆蓋整個面板；只要覆蓋面板面積的 25%，就可明顯降低振動程度。

結論

看到我們已經視為理所當然的技術應用在嶄新的應用中相當有去，特別是純粹只是為了享樂時。高爾夫球的展示真實呈現出能量吸收泡棉的潛力。3M 的 ISOLOSS LS 產品將繼續解決振動、衝擊和密封的問題，同時可在整個使用壽命期間保持形狀和密封能力。在此過程中，不僅可耐受極端環境，更具有阻燃性和化學抗性。