¿Cuáles son los principios y clasificaciones del moldeo rotacional?

¿Cuáles son los principios y clasificaciones del moldeo rotacional?

¿Cuáles son los principios y clasificaciones del moldeo rotacional? El rotomoldeo es un proceso para moldear termoplásticos huecos. Su principio es el siguiente: se añade resina al molde, que luego se cierra. El molde se calienta y se hace girar continuamente a lo largo de dos ejes perpendiculares, lo que hace que el molde gire/ruede en tres dimensiones. La resina, por su propia gravedad, llena uniformemente la cavidad del molde y se derrite gradualmente hasta que se derrite por completo y se adhiere uniformemente a la pared interior de la cavidad del molde. Luego se detiene el calentamiento y comienza el proceso de enfriamiento. Una vez que el producto se enfría y se solidifica, se desmoldea para obtener la pieza hueca sin costuras deseada.

Durante el moldeo rotacional, la velocidad de rotación del molde no es alta, y el moldeo del producto depende enteramente del flujo natural de la resina, por lo que el producto casi no tiene tensión interna y no es propenso a defectos como deformaciones y abolladuras.

El rotomoldeo se puede dividir en tres categorías según la forma de resina utilizada.

1. Rotomoldeo de polvo seco, tipificado por las resinas de polietileno. Este es el tipo de rotomoldeo más utilizado. Debido a que la resina se transforma de polvo a fundido sin fuerza externa, el aire atrapado entre las partículas de polvo forma burbujas en el fundido, que luego crecen y se desprenden del fundido. La eliminación completa de estas burbujas impacta directamente en las propiedades físicas y mecánicas del producto terminado.

2. Rotomoldeo de resina de pasta de PVC, comúnmente conocido como moldeo por deslizamiento en la industria, que produce principalmente productos de PVC huecos y blandos.

3. Rotomoldeo por polimerización de monómeros: El monómero de resina entra en la cavidad del molde, donde polimeriza en condiciones de temperatura adecuadas y con la ayuda de aditivos, lo que le permite fluir y formar. Este proceso actualmente se utiliza relativamente poco. El proceso de rotomoldeo tiene una amplia gama de aplicaciones y se puede utilizar para formar productos huecos sin costuras tan pequeños como pelotas de ping-pong, tan grandes como yates o lanchas de asalto, o tanques de almacenamiento de productos químicos con un volumen de cientos de metros cúbicos. El grosor de la pared del producto se puede ajustar desde menos de 2 mm hasta varios centímetros sin cambiar el molde. Los productos de estructura compleja se pueden fabricar en un solo paso. Se pueden agregar insertos u otros componentes al producto de acuerdo con los requisitos de diseño.

Los moldes de rotomoldeo son fáciles de fabricar y económicos, y suelen costar solo entre 1/4 y 1/3 del costo de otros moldes de tamaño similar. Los moldes de rotomoldeo son particularmente adecuados para productos a gran escala, lo que permite el engrosamiento de los bordes para garantizar la resistencia de los bordes para productos de gran diámetro. Además, las piezas rotomoldeadas no tienen rebabas, lo que minimiza el desperdicio de material. Sin embargo, las desventajas del rotomoldeo incluyen: un ciclo de producción relativamente largo, la necesidad de pre-moler el material, una extensa mano de obra manual y una alta intensidad de mano de obra.

Tomando como ejemplo el rotomoldeo de polvo de polietileno, todo el proceso se puede dividir en cuatro pasos.

1. Alimentación: Se limpia el interior del molde, se mide el material y se cierra el molde, preparándose para el rotomoldeo posterior.

2. Moldeo: El molde y el sistema rotatorio entran en una estación de termoformado designada y se activa la rotación vertical, lo que hace que el molde gire en tres dimensiones. Luego, el molde se calienta externamente (usando circulación de aire caliente, calentamiento eléctrico o calentamiento por llama abierta) a la temperatura de proceso establecida (260-320°C). Esta temperatura se mantiene durante un período de tiempo especificado para asegurar la adhesión completa del fundido a las paredes de la cavidad del molde, logrando un grosor uniforme y eliminando las burbujas de aire. 3. Proceso de enfriamiento: Manteniendo el estado de rotación tridimensional del molde, transferir a la estación de enfriamiento y enfriar el molde y la pieza usando aire frío, rociado u otros métodos para lograr la solidificación completa y la finalización.
4. Proceso de desmoldeo: Detener la rotación del molde, transferir a la estación de carga/descarga, abrir el molde y retirar la pieza. Limpiar el interior del molde y prepararse para el siguiente ciclo de producción.

Para los productos pigmentados utilizados en piezas moldeadas por rotación, se debe prestar especial atención a propiedades como la resistencia al calor, la dispersabilidad, la resistencia a la luz, la resistencia a la intemperie y la seguridad.

1. Resistencia al calor: El rotomoldeo es un proceso de moldeo no forzado. Requiere excelentes propiedades de flujo de fusión.
La conducción de calor es un método de transferencia natural y unidireccional para la resina, sin fricción ni calentamiento por cizallamiento. Las burbujas en el fundido requieren suficiente tiempo para acumularse y romperse de forma natural. Por lo tanto, la temperatura de procesamiento es mucho más alta que otros procesos de moldeo para resinas similares. De manera similar, el tiempo de funcionamiento a estas altas temperaturas también es mucho más largo que con otros procesos. Si no se utiliza nitrógeno para proteger la cavidad del molde durante el moldeo rotacional, también se debe considerar la oxidación a altas temperaturas. Por lo tanto, los pigmentos seleccionados deben poseer una excelente resistencia al calor; de lo contrario, la calidad del producto no se puede garantizar.
2. Dispersabilidad: Como se puede ver en el proceso de rotomoldeo, si el sistema de resina no se mezcla previamente, sino que simplemente se pulveriza en seco (actualmente adoptado por muchos fabricantes), las partículas de polvo de pigmento no se dispersan eficazmente durante todo el proceso. Las partículas de polvo gruesas y difíciles de dispersar pueden causar defectos como motas de color, lo que afecta la calidad del producto.
3. Resistencia a la luz y a la intemperie: Los productos rotomoldeados se utilizan ampliamente en exteriores, especialmente para yates, muelles y juguetes grandes, que requieren colores vibrantes. Por lo tanto, los pigmentos utilizados en estos productos deben poseer una excelente resistencia a la luz y a la intemperie.
4. Seguridad: Un gran número de productos de consumo y juguetes, particularmente juguetes para niños, entran en contacto directo con el cuerpo humano. Por lo tanto, la seguridad de los productos pigmentados es crucial.