Quels sont les principes et les classifications du rotomoulage ?

Quels sont les principes et les classifications du rotomoulage ?

Quels sont les principes et les classifications du rotomoulage ? Le rotomoulage est un procédé de moulage creux de thermoplastiques. Son principe est le suivant : de la résine est ajoutée au moule, qui est ensuite fermé. Le moule est chauffé et mis en rotation continue le long de deux axes perpendiculaires, ce qui l'amène à tourner/rouler en trois dimensions. La résine, sous l'effet de sa propre gravité, remplit uniformément la cavité du moule et fond progressivement jusqu'à ce qu'elle soit complètement fondue et adhère uniformément à la paroi interne de la cavité du moule. Le chauffage est ensuite arrêté et le processus de refroidissement commence. Une fois le produit refroidi et solidifié, il est démoulé pour obtenir la pièce creuse sans soudure souhaitée.

Pendant le rotomoulage, la vitesse de rotation du moule n'est pas élevée, et le moulage du produit dépend entièrement de l'écoulement naturel de la résine, de sorte que le produit n'a presque pas de contrainte interne et n'est pas sujet à des défauts tels que la déformation et les bosses.

Le rotomoulage peut être divisé en trois catégories en fonction de la forme de résine utilisée.

1. Rotomoulage de poudre sèche, typiquement avec des résines de polyéthylène. C'est le type de rotomoulage le plus largement utilisé. Étant donné que la résine est transformée de poudre en matière fondue sans force externe, l'air piégé entre les particules de poudre forme des bulles dans la matière fondue, qui grossissent ensuite et se détachent de la matière fondue. L'élimination complète de ces bulles a un impact direct sur les propriétés physiques et mécaniques du produit fini.

2. Rotomoulage de résine en pâte de PVC, communément appelé moulage par barbotage dans l'industrie, qui produit principalement des produits en PVC souples et creux.

3. Rotomoulage par polymérisation de monomères : le monomère de résine entre dans la cavité du moule, où il polymérise dans des conditions de température appropriées et avec l'aide d'additifs, ce qui lui permet de s'écouler et de se former. Ce procédé est actuellement relativement peu utilisé. Le procédé de rotomoulage a un large éventail d'applications et peut être utilisé pour former des produits creux sans soudure, aussi petits que des balles de ping-pong, aussi grands que des yachts ou des bateaux d'assaut, ou des réservoirs de stockage de produits chimiques d'un volume de centaines de mètres cubes. L'épaisseur de paroi du produit peut être ajustée de moins de 2 mm à plusieurs centimètres sans changer le moule. Des produits à structure complexe peuvent être fabriqués en une seule étape. Des inserts ou d'autres composants peuvent être ajoutés au produit en fonction des exigences de conception.

Les moules de rotomoulage sont simples à fabriquer et peu coûteux, ne coûtant généralement que 1/4 à 1/3 du coût des autres moules de taille similaire. Les moules de rotomoulage sont particulièrement adaptés aux produits à grande échelle, ce qui permet d'épaissir les bords pour assurer la résistance des bords pour les produits de grand diamètre. De plus, les pièces rotomoulées sont exemptes de bavures, ce qui minimise le gaspillage de matière. Cependant, les inconvénients du rotomoulage sont les suivants : un cycle de production relativement long, la nécessité d'un pré-broyage du matériau, une main-d'œuvre importante et une forte intensité de travail.

En utilisant le rotomoulage de poudre de polyéthylène comme exemple, l'ensemble du processus peut être divisé en quatre étapes.

1. Alimentation : l'intérieur du moule est nettoyé, le matériau est dosé et le moule est fermé, en préparation du rotomoulage ultérieur.

2. Moulage : le moule et le système rotatif entrent dans une station de thermoformage désignée, et la rotation verticale est activée, ce qui amène le moule à tourner en trois dimensions. Le moule est ensuite chauffé extérieurement (à l'aide d'une circulation d'air chaud, d'un chauffage électrique ou d'un chauffage à flamme nue) à la température de traitement définie (260-320 °C). Cette température est maintenue pendant une période de temps spécifiée pour assurer une adhérence complète de la matière fondue aux parois de la cavité du moule, obtenir une épaisseur uniforme et éliminer les bulles d'air. 3. Processus de refroidissement : maintenir l'état de rotation tridimensionnelle du moule, transférer à la station de refroidissement et refroidir le moule et la pièce à l'aide d'air froid, de pulvérisation ou d'autres méthodes pour obtenir une solidification et une finalisation complètes.
4. Processus de démoulage : arrêter la rotation du moule, transférer à la station de chargement/déchargement, ouvrir le moule et retirer la pièce. Nettoyer l'intérieur du moule et se préparer pour le prochain cycle de production.

Pour les produits pigmentaires utilisés dans les pièces rotomoulées, une attention particulière doit être accordée aux propriétés telles que la résistance à la chaleur, la dispersibilité, la résistance à la lumière, la résistance aux intempéries et la sécurité.

1. Résistance à la chaleur : le rotomoulage est un procédé de moulage sans contrainte. Il nécessite d'excellentes propriétés d'écoulement à l'état fondu.
La conduction thermique est une méthode de transfert naturelle et unidirectionnelle pour la résine, sans frottement ni chauffage par cisaillement. Les bulles dans la matière fondue nécessitent suffisamment de temps pour s'accumuler et se briser naturellement. Par conséquent, la température de traitement est beaucoup plus élevée que pour les autres procédés de moulage pour des résines similaires. De même, le temps de fonctionnement à ces températures élevées est également beaucoup plus long qu'avec d'autres procédés. Si de l'azote n'est pas utilisé pour protéger la cavité du moule pendant le rotomoulage, l'oxydation à haute température doit également être prise en compte. Par conséquent, les pigments sélectionnés doivent posséder une excellente résistance à la chaleur ; sinon, la qualité du produit ne peut être garantie.
2. Dispersibilité : comme on peut le constater à partir du procédé de rotomoulage, si le système de résine n'est pas pré-mélangé, mais simplement mis en poudre sèche (actuellement adopté par de nombreux fabricants), les particules de poudre de pigment ne sont pas efficacement dispersées tout au long du processus. Les particules de poudre grossières et difficiles à disperser peuvent provoquer des défauts tels que des taches de couleur, affectant la qualité du produit.
3. Résistance à la lumière et aux intempéries : les produits rotomoulés sont largement utilisés à l'extérieur, en particulier pour les yachts, les quais et les grands jouets, qui nécessitent des couleurs vives. Par conséquent, les pigments utilisés dans ces produits doivent posséder une excellente résistance à la lumière et aux intempéries.
4. Sécurité : un grand nombre de produits de consommation et de jouets, en particulier les jouets pour enfants, entrent en contact direct avec le corps humain. Par conséquent, la sécurité des produits pigmentaires est cruciale.