فناوری قالبگیری چرخشی، که با نامهای قالبگیری چرخشی، قالبگیری دورانی و غیره نیز شناخته میشود، در انگلیسی به صورت rotational moulding بیان میشود. در ادامه، معرفی دقیقی از فناوری قالبگیری چرخشی ارائه میشود:
اصل فرآیند
مواد اولیه پلاستیکی به قالب اضافه میشوند و سپس قالب به طور مداوم حول دو محور عمودی میچرخد و حرارت داده میشود. تحت تأثیر گرانش و انرژی حرارتی، مواد اولیه پلاستیکی در قالب به تدریج و به طور یکنواخت پوشش داده میشوند، ذوب شده و به کل سطح حفره قالب میچسبند و شکل مورد نظر را تشکیل میدهند، سپس خنک شده و به محصولات شکل داده میشوند.
جریان فرآیند
پیشتصفیه مواد: مواد اولیه پلاستیکی مناسب انتخاب میشوند، تمیز میشوند، ناخالصیها حذف میشوند و سپس خشک میشوند تا از خلوص مواد اولیه اطمینان حاصل شود.
تحویل مواد: مواد اولیه پلاستیکی پیشتصفیه شده در سیلندر دستگاه قالبگیری چرخشی قرار میگیرند.
گرمایش و ذوب: دستگاه قالبگیری چرخشی راهاندازی میشود، سیلندر شروع به چرخش میکند و سیستم گرمایشی مواد اولیه را برای ذوب شدن گرم میکند.
قالبگیری چرخشی: مواد اولیه پلاستیکی ذوب شده در سیلندر تحت نیروی گریز از مرکز قرار میگیرند و به طور یکنواخت به دیواره داخلی سیلندر میچسبند تا یک لایه پلاستیکی یکنواخت تشکیل دهند. با ادامه چرخش و گرمایش سیلندر، لایه پلاستیکی به تدریج ضخیم میشود تا به ضخامت از پیش تعیین شده برسد.
خنکسازی و انجماد: هنگامی که ذوب محصول به ضخامت از پیش تعیین شده رسید، گرمایش متوقف میشود و سیستم خنککننده برای خنک کردن محصول در بشکه و سفت شدن آن شروع به کار میکند.
قالببرداری: هنگامی که محصول کاملاً خنک و سفت شد، میتوان آن را از بشکه قالببرداری کرد تا محصول قالبگیری چرخشی نهایی به دست آید.
ویژگیها
مزایا
هزینه کم قالب: برای محصولات با اندازه یکسان، هزینه قالبهای قالبگیری چرخشی حدود 1/3 تا 1/4 هزینه قالبهای قالبگیری بادی و قالبگیری تزریقی است.
مقاومت لبه خوب محصول: ضخامت لبه محصول میتواند از 5 میلیمتر بیشتر شود که به طور کامل مشکل لبههای نازک محصولات توخالی را حل میکند.
میتوان انواع مختلفی از اینلیها را قرار داد: اجزای مختلف را میتوان به راحتی در محصول جاسازی کرد.
شکل پیچیده و ضخامت دیواره قابل تنظیم: محصولات با اشکال بسیار پیچیده و ضخامت بیش از 5 میلیمتر را میتوان بدون تنظیم قالب تولید کرد و ضخامت دیواره محصول را میتوان آزادانه تنظیم کرد.
محصولات کاملاً محصور را میتوان تولید کرد: محصولات پلاستیکی کاملاً محصور را میتوان تولید کرد.
مواد فومشونده قابل پر کردن: محصول را میتوان با مواد فومشونده پر کرد تا به عملکرد عایق دست یافت.
تیمارهای سطحی متنوع: میتوان تیمارهای الگوی سطحی مختلفی را ارائه داد و محصولات رنگی مختلفی را تولید کرد. میتوان از تیمارهای ضد اشعه ماوراء بنفش و ضد پیری استفاده کرد و جلوههای شبیهسازی چوب و سنگ مختلفی را اعمال کرد.
معایب
مصرف انرژی بالا: در هر چرخه قالبگیری چرخشی، قالب و قاب قالب باید به طور مکرر تحت دماهای متناوب بالا و پایین قرار گیرند که منجر به تلفات انرژی زیادی میشود.
چرخه قالبگیری طولانی: در طول فرآیند قالبگیری چرخشی، مواد تحت تأثیر نیروهای خارجی قوی قرار نمیگیرند. این فقط به تدریج ذوب میشود و در تماس با سطح حفره قالب به سطح آن میچسبد. زمان گرمایش کاملاً طولانی است، معمولاً بیش از 10 دقیقه و گاهی حتی بیش از 20 دقیقه.
شدت کار بالا: در طول فرآیند قالبگیری چرخشی، بارگیری، قالببرداری و سایر فرآیندها به راحتی مکانیزه و خودکار نمیشوند و معمولاً به صورت دستی انجام میشوند.
دقت اندازه ضعیف محصول: علاوه بر تأثیر نوع پلاستیک، اندازه محصول قالبگیری چرخشی نیز توسط عوامل زیادی مانند سرعت خنکسازی، نوع و مقدار عامل رهاسازی محدود میشود، بنابراین کنترل دقت اندازه محصول قالبگیری چرخشی دشوار است.
حوزههای کاربرد
ظروف: به طور گسترده در مخازن ذخیره آب، مخازن ذخیره مواد شیمیایی مایع مختلف، ظروف بنزین، پوسته باتری و غیره استفاده میشود.
خودرو: از رزینهای پلی اتیلن و پلی وینیل کلرید برای قالبگیری چرخشی لولههای مختلف مانند آرنجهای تهویه مطبوع، پشتیها، دستهها و غیره استفاده میشود.
تجهیزات ورزشی و جایگزینها: مانند توپهای آبی، شناورها، صندلیهای دوچرخه، قایقها و جاذبهای ضربه بافر بین کشتیها و اسکلهها.
اسباببازیها، مدلها و صنایع دستی: از آنجایی که قالبهای قالبگیری چرخشی را میتوان با استفاده از ریختهگری دقیق، الکتروفرمینگ و سایر فرآیندها تولید کرد، سطح قطعات قالبگیری چرخشی تأثیر «کپی» خوبی بر ساختار ظریف سطح حفره قالب دارد و اغلب برای ساخت محصولاتی با ارزش تزئینی بیشتر استفاده میشود.
سایر موارد: همچنین جعبهها، پوسته، لولههای بزرگ و سایر قطعات مختلفی وجود دارد، مانند جعبههای گردش، سطلهای زباله، پوسته ماشین، پوششهای محافظ، آباژورها، حمامها، توالتها، اتاقهای تلفن، قایقهای تفریحی و غیره.
فناوری قالبگیری چرخشی، که با نامهای قالبگیری چرخشی، قالبگیری دورانی و غیره نیز شناخته میشود، در انگلیسی به صورت rotational moulding بیان میشود. در ادامه، معرفی دقیقی از فناوری قالبگیری چرخشی ارائه میشود:
اصل فرآیند
مواد اولیه پلاستیکی به قالب اضافه میشوند و سپس قالب به طور مداوم حول دو محور عمودی میچرخد و حرارت داده میشود. تحت تأثیر گرانش و انرژی حرارتی، مواد اولیه پلاستیکی در قالب به تدریج و به طور یکنواخت پوشش داده میشوند، ذوب شده و به کل سطح حفره قالب میچسبند و شکل مورد نظر را تشکیل میدهند، سپس خنک شده و به محصولات شکل داده میشوند.
جریان فرآیند
پیشتصفیه مواد: مواد اولیه پلاستیکی مناسب انتخاب میشوند، تمیز میشوند، ناخالصیها حذف میشوند و سپس خشک میشوند تا از خلوص مواد اولیه اطمینان حاصل شود.
تحویل مواد: مواد اولیه پلاستیکی پیشتصفیه شده در سیلندر دستگاه قالبگیری چرخشی قرار میگیرند.
گرمایش و ذوب: دستگاه قالبگیری چرخشی راهاندازی میشود، سیلندر شروع به چرخش میکند و سیستم گرمایشی مواد اولیه را برای ذوب شدن گرم میکند.
قالبگیری چرخشی: مواد اولیه پلاستیکی ذوب شده در سیلندر تحت نیروی گریز از مرکز قرار میگیرند و به طور یکنواخت به دیواره داخلی سیلندر میچسبند تا یک لایه پلاستیکی یکنواخت تشکیل دهند. با ادامه چرخش و گرمایش سیلندر، لایه پلاستیکی به تدریج ضخیم میشود تا به ضخامت از پیش تعیین شده برسد.
خنکسازی و انجماد: هنگامی که ذوب محصول به ضخامت از پیش تعیین شده رسید، گرمایش متوقف میشود و سیستم خنککننده برای خنک کردن محصول در بشکه و سفت شدن آن شروع به کار میکند.
قالببرداری: هنگامی که محصول کاملاً خنک و سفت شد، میتوان آن را از بشکه قالببرداری کرد تا محصول قالبگیری چرخشی نهایی به دست آید.
ویژگیها
مزایا
هزینه کم قالب: برای محصولات با اندازه یکسان، هزینه قالبهای قالبگیری چرخشی حدود 1/3 تا 1/4 هزینه قالبهای قالبگیری بادی و قالبگیری تزریقی است.
مقاومت لبه خوب محصول: ضخامت لبه محصول میتواند از 5 میلیمتر بیشتر شود که به طور کامل مشکل لبههای نازک محصولات توخالی را حل میکند.
میتوان انواع مختلفی از اینلیها را قرار داد: اجزای مختلف را میتوان به راحتی در محصول جاسازی کرد.
شکل پیچیده و ضخامت دیواره قابل تنظیم: محصولات با اشکال بسیار پیچیده و ضخامت بیش از 5 میلیمتر را میتوان بدون تنظیم قالب تولید کرد و ضخامت دیواره محصول را میتوان آزادانه تنظیم کرد.
محصولات کاملاً محصور را میتوان تولید کرد: محصولات پلاستیکی کاملاً محصور را میتوان تولید کرد.
مواد فومشونده قابل پر کردن: محصول را میتوان با مواد فومشونده پر کرد تا به عملکرد عایق دست یافت.
تیمارهای سطحی متنوع: میتوان تیمارهای الگوی سطحی مختلفی را ارائه داد و محصولات رنگی مختلفی را تولید کرد. میتوان از تیمارهای ضد اشعه ماوراء بنفش و ضد پیری استفاده کرد و جلوههای شبیهسازی چوب و سنگ مختلفی را اعمال کرد.
معایب
مصرف انرژی بالا: در هر چرخه قالبگیری چرخشی، قالب و قاب قالب باید به طور مکرر تحت دماهای متناوب بالا و پایین قرار گیرند که منجر به تلفات انرژی زیادی میشود.
چرخه قالبگیری طولانی: در طول فرآیند قالبگیری چرخشی، مواد تحت تأثیر نیروهای خارجی قوی قرار نمیگیرند. این فقط به تدریج ذوب میشود و در تماس با سطح حفره قالب به سطح آن میچسبد. زمان گرمایش کاملاً طولانی است، معمولاً بیش از 10 دقیقه و گاهی حتی بیش از 20 دقیقه.
شدت کار بالا: در طول فرآیند قالبگیری چرخشی، بارگیری، قالببرداری و سایر فرآیندها به راحتی مکانیزه و خودکار نمیشوند و معمولاً به صورت دستی انجام میشوند.
دقت اندازه ضعیف محصول: علاوه بر تأثیر نوع پلاستیک، اندازه محصول قالبگیری چرخشی نیز توسط عوامل زیادی مانند سرعت خنکسازی، نوع و مقدار عامل رهاسازی محدود میشود، بنابراین کنترل دقت اندازه محصول قالبگیری چرخشی دشوار است.
حوزههای کاربرد
ظروف: به طور گسترده در مخازن ذخیره آب، مخازن ذخیره مواد شیمیایی مایع مختلف، ظروف بنزین، پوسته باتری و غیره استفاده میشود.
خودرو: از رزینهای پلی اتیلن و پلی وینیل کلرید برای قالبگیری چرخشی لولههای مختلف مانند آرنجهای تهویه مطبوع، پشتیها، دستهها و غیره استفاده میشود.
تجهیزات ورزشی و جایگزینها: مانند توپهای آبی، شناورها، صندلیهای دوچرخه، قایقها و جاذبهای ضربه بافر بین کشتیها و اسکلهها.
اسباببازیها، مدلها و صنایع دستی: از آنجایی که قالبهای قالبگیری چرخشی را میتوان با استفاده از ریختهگری دقیق، الکتروفرمینگ و سایر فرآیندها تولید کرد، سطح قطعات قالبگیری چرخشی تأثیر «کپی» خوبی بر ساختار ظریف سطح حفره قالب دارد و اغلب برای ساخت محصولاتی با ارزش تزئینی بیشتر استفاده میشود.
سایر موارد: همچنین جعبهها، پوسته، لولههای بزرگ و سایر قطعات مختلفی وجود دارد، مانند جعبههای گردش، سطلهای زباله، پوسته ماشین، پوششهای محافظ، آباژورها، حمامها، توالتها، اتاقهای تلفن، قایقهای تفریحی و غیره.