Jakie są zasady i klasyfikacje formowania rotacyjnego?

Jakie są zasady i klasyfikacje formowania rotacyjnego?

Jakie są zasady i klasyfikacje formowania rotacyjnego? Formowanie rotacyjne to proces formowania termoplastów metodą wydrążania. Jego zasada jest następująca: żywica jest dodawana do formy, która następnie jest zamykana. Forma jest podgrzewana i stale obracana wzdłuż dwóch prostopadłych osi, powodując obracanie/toczenie się formy w trzech wymiarach. Żywica, pod wpływem własnej grawitacji, równomiernie wypełnia wnękę formy i stopniowo topi się, aż do całkowitego stopienia i równomiernego przylegania do wewnętrznej ściany wnęki formy. Następnie ogrzewanie jest zatrzymywane i rozpoczyna się proces chłodzenia. Gdy produkt ostygnie i zestali się, jest wyjmowany z formy, aby uzyskać pożądaną bezszwową, wydrążoną część.

Podczas formowania rotacyjnego prędkość obrotowa formy nie jest wysoka, a formowanie produktu zależy wyłącznie od naturalnego przepływu żywicy, dlatego produkt prawie nie ma naprężeń wewnętrznych i nie jest podatny na wady, takie jak deformacje i wgniecenia.

Formowanie rotacyjne można podzielić na trzy kategorie w oparciu o używaną postać żywicy.

1. Formowanie rotacyjne z użyciem suchego proszku, typowe dla żywic polietylenowych. Jest to najczęściej stosowany rodzaj formowania rotacyjnego. Ponieważ żywica przekształca się z proszku w stop bez użycia siły zewnętrznej, powietrze uwięzione między cząsteczkami proszku tworzy pęcherzyki w stopie, które następnie rosną i odrywają się od stopu. Całkowite usunięcie tych pęcherzyków ma bezpośredni wpływ na właściwości fizyczne i mechaniczne gotowego produktu.

2. Formowanie rotacyjne z użyciem żywicy pasty PVC, powszechnie znane w branży jako formowanie szlamowe, służy głównie do produkcji wydrążonych, miękkich produktów z PVC.

3. Formowanie rotacyjne z polimeryzacją monomerów: Monomer żywicy wchodzi do wnęki formy, gdzie polimeryzuje w odpowiednich warunkach temperaturowych i z pomocą dodatków, co pozwala mu płynąć i formować się. Proces ten jest obecnie stosunkowo rzadko używany. Proces formowania rotacyjnego ma szeroki zakres zastosowań i może być wykorzystywany do formowania bezszwowych, wydrążonych produktów o wielkości od piłeczek do ping-ponga, po jachty lub łodzie szturmowe, lub zbiorniki do przechowywania chemikaliów o objętości setek metrów sześciennych. Grubość ścianki produktu można regulować od mniej niż 2 mm do kilku centymetrów bez zmiany formy. Złożone produkty konstrukcyjne można wytwarzać w jednym kroku. Wkładki lub inne elementy mogą być dodawane do produktu zgodnie z wymaganiami projektowymi.

Formy do formowania rotacyjnego są proste w produkcji i niedrogie, zazwyczaj kosztują tylko 1/4 do 1/3 kosztu innych form o podobnej wielkości. Formy do formowania rotacyjnego są szczególnie odpowiednie dla produktów wielkogabarytowych, umożliwiając pogrubienie krawędzi w celu zapewnienia wytrzymałości krawędzi dla produktów o dużej średnicy. Ponadto, części formowane rotacyjnie są wolne od wypływek, minimalizując straty materiału. Jednak wady formowania rotacyjnego obejmują: stosunkowo długi cykl produkcyjny, konieczność wstępnego mielenia materiału, dużą ilość pracy ręcznej i wysoką intensywność pracy.

Używając formowania rotacyjnego z proszku polietylenowego jako przykładu, cały proces można podzielić na cztery etapy.

1. Podawanie: Wnętrze formy jest czyszczone, materiał jest dozowany, a forma jest zamykana, przygotowując się do późniejszego formowania rotacyjnego.

2. Formowanie: Forma i system obrotowy wchodzą do wyznaczonej stacji termoformowania i aktywowany jest obrót pionowy, powodując obracanie się formy w trzech wymiarach. Forma jest następnie podgrzewana zewnętrznie (za pomocą cyrkulacji gorącego powietrza, ogrzewania elektrycznego lub ogrzewania otwartym płomieniem) do ustawionej temperatury procesu (260-320°C). Temperatura ta jest utrzymywana przez określony czas, aby zapewnić całkowite przyleganie stopu do ścian wnęki formy, uzyskanie równomiernej grubości i eliminację pęcherzyków powietrza. 3. Proces chłodzenia: Utrzymując trójwymiarowy stan obrotu formy, przenieś do stacji chłodzenia i schładzaj formę i część za pomocą zimnego powietrza, natrysku lub innych metod, aby uzyskać całkowite zestalenie i finalizację.
4. Proces wyjmowania z formy: Zatrzymaj obrót formy, przenieś do stacji załadunku/rozładunku, otwórz formę i wyjmij część. Wyczyść wnętrze formy i przygotuj się do następnego cyklu produkcyjnego.

W przypadku produktów pigmentowych stosowanych w częściach formowanych rotacyjnie, szczególną uwagę należy zwrócić na takie właściwości, jak odporność na ciepło, dyspergowalność, odporność na światło, odporność na warunki atmosferyczne i bezpieczeństwo.

1. Odporność na ciepło: Formowanie rotacyjne jest procesem formowania bez wymuszania. Wymaga doskonałych właściwości płynięcia stopu.
Przewodzenie ciepła jest naturalną, jednokierunkową metodą przenoszenia dla żywicy, bez tarcia i ogrzewania ścinaniem. Pęcherzyki w stopie wymagają wystarczającej ilości czasu, aby naturalnie się nagromadzić i pęknąć. Dlatego temperatura przetwarzania jest znacznie wyższa niż w przypadku innych procesów formowania dla podobnych żywic. Podobnie, czas pracy w tych wysokich temperaturach jest również znacznie dłuższy niż w przypadku innych procesów. Jeśli azot nie jest używany do osłony wnęki formy podczas formowania rotacyjnego, należy również wziąć pod uwagę utlenianie w wysokich temperaturach. Dlatego wybrane pigmenty muszą posiadać doskonałą odporność na ciepło; w przeciwnym razie jakość produktu nie może być zagwarantowana.
2. Dyspergowalność: Jak widać z procesu formowania rotacyjnego, jeśli system żywicy nie jest wstępnie zmieszany, ale po prostu sproszkowany (obecnie stosowany przez wielu producentów), cząsteczki proszku pigmentowego nie są skutecznie rozpraszane w całym procesie. Grube i trudne do rozproszenia cząsteczki proszku mogą powodować wady, takie jak plamki koloru, wpływając na jakość produktu.
3. Odporność na światło i warunki atmosferyczne: Produkty formowane rotacyjnie są szeroko stosowane na zewnątrz, szczególnie do jachtów, pomostów i dużych zabawek, które wymagają żywych kolorów. Dlatego pigmenty stosowane w tych produktach muszą posiadać doskonałą odporność na światło i warunki atmosferyczne.
4. Bezpieczeństwo: Duża liczba produktów konsumenckich i zabawek, w szczególności zabawek dla dzieci, ma bezpośredni kontakt z ludzkim ciałem. Dlatego bezpieczeństwo produktów pigmentowych ma kluczowe znaczenie.