Quali sono i principi e le classificazioni dello stampaggio rotazionale?

Quali sono i principi e le classificazioni dello stampaggio rotazionale?

Quali sono i principi e le classificazioni dello stampaggio rotazionale? Lo stampaggio rotazionale è un processo per lo stampaggio cavo di termoplastici. Il suo principio è il seguente: la resina viene aggiunta allo stampo, che viene poi chiuso. Lo stampo viene riscaldato e ruotato continuamente lungo due assi perpendicolari, facendo ruotare/rotolare lo stampo in tre dimensioni. La resina, sotto la sua stessa gravità, riempie uniformemente la cavità dello stampo e si scioglie gradualmente fino a quando non è completamente fusa e aderisce uniformemente alla parete interna della cavità dello stampo. Quindi si interrompe il riscaldamento e inizia il processo di raffreddamento. Una volta che il prodotto si raffredda e si solidifica, viene sformato per ottenere la parte cava senza soluzione di continuità desiderata.

Durante lo stampaggio rotazionale, la velocità di rotazione dello stampo non è elevata e la formatura del prodotto dipende interamente dal flusso naturale della resina, quindi il prodotto non ha quasi nessuno stress interno e non è soggetto a difetti come deformazioni e ammaccature.

Lo stampaggio rotazionale può essere suddiviso in tre categorie in base alla forma della resina utilizzata.

1. Stampaggio rotazionale a polvere secca, tipificato dalle resine di polietilene. Questo è il tipo di stampaggio rotazionale più utilizzato. Poiché la resina si trasforma da polvere a fusa senza forza esterna, l'aria intrappolata tra le particelle di polvere forma bolle nella massa fusa, che poi crescono e si staccano dalla massa fusa. La completa rimozione di queste bolle influisce direttamente sulle proprietà fisiche e meccaniche del prodotto finito.

2. Stampaggio rotazionale di resina in pasta di PVC, comunemente noto come stampaggio a spruzzo nel settore, produce principalmente prodotti in PVC morbidi e cavi.

3. Stampaggio rotazionale per polimerizzazione del monomero: il monomero della resina entra nella cavità dello stampo, dove polimerizza in condizioni di temperatura adeguate e con l'aiuto di additivi, consentendogli di fluire e formarsi. Questo processo è attualmente relativamente inutilizzato. Il processo di stampaggio rotazionale ha una vasta gamma di applicazioni e può essere utilizzato per formare prodotti cavi senza soluzione di continuità piccoli come palline da ping-pong, grandi come yacht o barche d'assalto o serbatoi di stoccaggio chimico con un volume di centinaia di metri cubi. Lo spessore della parete del prodotto può essere regolato da meno di 2 mm a diversi centimetri senza cambiare lo stampo. Prodotti con strutture complesse possono essere fabbricati in un unico passaggio. Inserti o altri componenti possono essere aggiunti al prodotto in base alle esigenze di progettazione.

Gli stampi per stampaggio rotazionale sono semplici da fabbricare ed economici, in genere costano solo 1/4 o 1/3 del costo di altri stampi di dimensioni simili. Gli stampi per stampaggio rotazionale sono particolarmente adatti per prodotti su larga scala, consentendo l'ispessimento dei bordi per garantire la resistenza dei bordi per prodotti di grande diametro. Inoltre, le parti stampate per rotazione sono prive di bava, riducendo al minimo lo spreco di materiale. Tuttavia, gli svantaggi dello stampaggio rotazionale includono: un ciclo di produzione relativamente lungo, la necessità di pre-macinazione del materiale, un'ampia manodopera e un'elevata intensità di lavoro.

Utilizzando lo stampaggio rotazionale a polvere di polietilene come esempio, l'intero processo può essere suddiviso in quattro fasi.

1. Alimentazione: l'interno dello stampo viene pulito, il materiale viene dosato e lo stampo viene chiuso, preparandosi per il successivo stampaggio rotazionale.

2. Stampaggio: lo stampo e il sistema rotante entrano in una stazione di termoformatura designata e viene attivata la rotazione verticale, facendo ruotare lo stampo in tre dimensioni. Lo stampo viene quindi riscaldato esternamente (utilizzando la circolazione di aria calda, il riscaldamento elettrico o il riscaldamento a fiamma libera) alla temperatura di processo impostata (260-320°C). Questa temperatura viene mantenuta per un periodo di tempo specificato per garantire la completa adesione della massa fusa alle pareti della cavità dello stampo, ottenendo uno spessore uniforme ed eliminando le bolle d'aria. 3. Processo di raffreddamento: mantenendo lo stato di rotazione tridimensionale dello stampo, trasferire alla stazione di raffreddamento e raffreddare lo stampo e la parte utilizzando aria fredda, spray o altri metodi per ottenere la completa solidificazione e finalizzazione.
4. Processo di sformatura: interrompere la rotazione dello stampo, trasferire alla stazione di carico/scarico, aprire lo stampo e rimuovere la parte. Pulire l'interno dello stampo e prepararsi per il ciclo di produzione successivo.

Per i prodotti pigmentati utilizzati nelle parti stampate per rotazione, è necessario prestare particolare attenzione a proprietà come la resistenza al calore, la dispersibilità, la resistenza alla luce, la resistenza agli agenti atmosferici e la sicurezza.

1. Resistenza al calore: lo stampaggio rotazionale è un processo di stampaggio non forzato. Richiede eccellenti proprietà di flusso allo stato fuso.
La conduzione del calore è un metodo di trasferimento naturale e unidirezionale per la resina, senza attrito o riscaldamento per taglio. Le bolle nella massa fusa richiedono tempo sufficiente per accumularsi e rompersi naturalmente. Pertanto, la temperatura di lavorazione è molto più alta rispetto ad altri processi di stampaggio per resine simili. Allo stesso modo, anche il tempo di funzionamento a queste alte temperature è molto più lungo rispetto ad altri processi. Se l'azoto non viene utilizzato per schermare la cavità dello stampo durante lo stampaggio rotazionale, è necessario considerare anche l'ossidazione ad alte temperature. Pertanto, i pigmenti selezionati devono possedere un'eccellente resistenza al calore; in caso contrario, la qualità del prodotto non può essere garantita.
2. Dispersibilità: come si può vedere dal processo di stampaggio rotazionale, se il sistema di resina non è pre-miscelato, ma semplicemente in polvere secca (attualmente adottato da molti produttori), le particelle di polvere di pigmento non sono efficacemente disperse durante l'intero processo. Particelle di polvere grossolane e difficili da disperdere possono causare difetti come macchie di colore, che influiscono sulla qualità del prodotto.
3. Resistenza alla luce e agli agenti atmosferici: i prodotti stampati per rotazione sono ampiamente utilizzati all'aperto, in particolare per yacht, moli e grandi giocattoli, che richiedono colori vivaci. Pertanto, i pigmenti utilizzati in questi prodotti devono possedere un'eccellente resistenza alla luce e agli agenti atmosferici.
4. Sicurezza: un gran numero di prodotti di consumo e giocattoli, in particolare i giocattoli per bambini, entrano in contatto diretto con il corpo umano. Pertanto, la sicurezza dei prodotti pigmentati è fondamentale.