滾塑成型

標籤: 暫無標籤

902

更新時間: 2013-09-04

廣告

滾塑成型工藝自上世紀30年代問世以來,經過60多年的發展,其設備與工藝日趨完善。從小巧的兒童玩具到常見的汽車塑料件直至龐大的工程塑料製品,特別是超大型及非標異型中空塑料製品,由於其它塑料加工工藝本身特性的限制,現在還只能依靠滾塑成型工藝才能完成。目前,滾塑成型工藝已成為塑料成型加工工藝中的重要分支。 滾塑成型又稱旋塑、旋轉成型、旋轉模塑、旋轉鑄塑、迴轉成型等。

滾塑成型 -定義

滾塑成型又稱旋塑、旋轉成型、旋轉模塑、旋轉鑄塑、迴轉成型等。滾塑成型工藝是先將塑料原料加入模具中,然後模具沿兩垂直軸不斷旋轉並使之加熱,使模內的塑料原料在重力和熱能的作用下,逐漸均勻地塗布、熔融粘附於模腔的整個表面上,成型為所需要的形狀,再經冷卻定型、脫模,最後獲得製品。
塑料及其複合材料的加工成型工藝有很多種,除了人們常見的擠出、注射、吹塑成型等工藝外,滾塑也是塑料製品的一種加工方法。國外滾塑工業發展很快,而國內由於各種因素,如:較慢的加工周期及所用材料的限制,滾塑工業發展速度低於其他塑料成型加工行業。
傳統上,滾塑主要應用於熱塑性材料上,可交聯聚乙烯等熱固性材料的滾塑成型也發展得很快。由於滾塑並不需要較高的注射壓力、較高的剪切速率或精確的聚合物計量器,因此,模具和機器都比較低廉,而且使用壽命也較長。

廣告

滾塑成型 -生產過程

滾塑成型的基本加工過程很簡單,就是將粉末狀或液狀聚合物放在模具里,加熱同時圍繞兩個垂直軸旋轉(自轉和公轉),然後冷卻。在加熱階段的最初,如果用的是粉末狀材料,則先在模具表面形成多孔層,然後隨循環過程漸漸熔融,最後形成均勻厚度的均相層;如果用的是液體材料,則先流動和塗覆在模具表面,當達到凝膠點時則完全停止流動。模具隨後轉入冷卻工區,通過強制通風或噴水冷卻,然後被放置於工作區,在這裡,模具被打開,完成的製件被取走,接著再進行下一輪循環。

滾塑成型 -優點
成本

當成本也成為需要考慮的因素之一時,滾塑工藝比其它類型的工藝更具有市場優勢。在與吹塑工藝和注塑工藝對比時,滾塑工藝更能夠在有效成本範圍內輕而易舉地生產出大小不同的部件。它的模具相對來說也要低廉許多,因為它沒有一些內部核心需要製作完成。而且在沒有內部核心的情況下,只要一點小小的變化就可以製作成另一個模型。
由於製作過程中的各個部件都是在高溫與旋轉的工藝流程下最終成型的,不同於那些在重壓之下形成的部件,因此滾塑模具不需要像注塑工藝那樣還需要經過特別加工才可以經受住重壓的考驗。
至於用來生產轉換產品的生產成本也有所下降,因為輕型塑料要想轉換成重型塑料,往往需要耗費更多的原材料。對於滾塑工藝來說,節省消耗成本的單一型原模將是其未來的高產量發展走向。

廣告

設計優勢

滾塑成型和其他模具工藝相比,滾塑工藝提供了更多的設計空間。在正確的設計理念之下,可以將幾部分零件組合成一個完整的模具,這種做法大大降低了高昂的裝配成本。
滾塑製作程序還包括一系列的固有設計思維方式,諸如如何調和側壁厚度,如何強化外部設置。如果還需要添加一些附屬設計的話,還可以將加強肋線這一環節添加到設計之中。
滾塑工藝為產品注入了設計者們的無盡想象。設計師們可以在製作工藝過程中選擇最好的製作材料,其中包括食品及藥物總局認可的各種材料。製作過程中放入的添加劑可以有效地抵禦氣候的侵襲、靜電的干擾等外界客觀因素。在設計過程中,插入口、螺紋、把手、倒陷裝置,完美的表面設計都是其中的看點之一。設計師們同樣也可以設計成多牆式模具,其內部既可以是中空,又可以是填滿了泡沫。

廣告

特點

滾塑工藝的特點主要有:
1、滾塑模具成本低 — 同等規格大小的產品,滾塑模具的成本約是吹塑、注塑模具成本的1/3到1/4,適合成型大型塑料製品;
2、滾塑產品邊緣強度好 — 滾塑可以實現產品邊緣的厚度超過5個毫米,徹底解決中空產品邊緣較薄的問題;
3、滾塑可以安置各種鑲嵌件;
4、滾塑產品的形狀可以非常複雜,且厚度可超過5個毫米以上;
5、滾塑可以生產全封閉產品;
6、滾塑產品可以填充發泡材料,實現保溫;
7、無須調整模具,滾塑產品的壁厚可以自由調整(2mm以上)。

滾塑成型 -缺點

滾塑成型也有其缺點:因材料須經過研磨粉碎,成本提高;加工周期較長,因而不適於大批量生產;可用的塑料品種較少;開合模具屬於較繁重的體力勞動。

廣告

滾塑成型 -實際應用

滾塑製品可應用於交通工具、交通安全設施、娛樂業、江河航道疏浚、建築業、水處理、醫藥食品、電子、化工、水產養殖、紡織印染等行業。
1、容器類滾塑製件
這類塑料製件廣泛用於儲存和供料箱,貯水槽、各種工業用化學品儲存和運輸容器,如酸、鹼、鹽、化學肥料、農藥貯槽,化工企業、工業塗裝、稀土製取中的洗槽、反應罐、周轉箱、垃圾箱、化糞池、生活水箱等等。
2、交通工具用滾塑製件
主要是應用聚乙烯和聚氯乙烯糊樹脂,滾塑各種汽車用件,如空調彎管、旋渦管、靠背、扶手、油箱、擋泥板、門框和變速桿蓋、蓄電池殼體,雪上汽車和摩托的燃料箱、飛機油箱、遊艇及其水箱、小船以及船和船塢之間的緩衝吸震器等。
3、體育器材、玩具、工藝品類滾塑製件
主要有聚氯乙烯糊滾塑的各種製件,如水球、浮球、小游泳池、娛樂艇及其水箱、自行車座墊、滾塑碼垛盤、衝浪板等等。玩具如小馬、洋娃娃、玩具砂箱、時裝模特模型、工藝品等。
4、各類大型或非標類滾塑製件
擱物架、機器外殼、防護罩、燈罩、農用噴霧器、傢具、獨木舟、野營車輛頂篷、運動場裝置、種植機、浴室、廁所、電話間、廣告展示牌、椅子、公路隔離墩、交通錐、河海浮標、防撞桶以及建築施工屏障等等 。
從物品的層次看,滾塑製品已經從普通的民用品向關鍵工業品發展,其功能也從單一的容器性能向結構性能轉變。隨著滾塑設備及模具的發展,滾塑製品的結構複雜程度已經發展到超乎想象的地步,甚至可以說注塑、吹塑、擠塑等工藝無法完成的製品,完全可以通過滾塑來完成,製品的幾何尺寸已經完全能做到從0.5L到50M3。如果沒有受到運輸條件的限制,甚至可以做到更大。從產品的分類看,大致可分為圓柱形水箱(0.25M3~ 50 M3)、圓台形敞口桶(20L~3000L)、方形敞口桶(30L~2000L),隨著功能的需要,還可成型為閉口式的各類容器,以適應不同行業的需要。滾塑產品的缺點是:產品單件成本高、生產效率低,如果沒有專門設備很難形成大批量生產,並且由於重量輕、體積大、運輸成本較高。
中國滾塑行業存在的問題同國外滾塑業相比,中國滾塑行業雖然發展勢頭猛,但總體規模小、技術水平較低,要做大必須突破三大「瓶頸」。 

廣告

滾塑成型 -設備

滾塑成型是依靠模具高速旋轉的離心力,使原料均勻分佈在模具內壁,為常壓成型,因而製品殘餘應力低,不會產生翹曲等缺陷,而且模具也可大大簡化,從而顯著降低製造成本,成為生產中型、大型或超大型全封閉與半封閉空心無縫容器最具競爭力的方法。

滾塑成型方法最大的優點是模具簡單,成本低廉。它用得最多的是生產大型中空製品,但相應需要較大型生產設備和設計合理的模具。滾塑成型必須要保證其在旋轉過程中模具各部位的受熱均勻,這一技術難點恰恰是國產設備與國外設備差距最大的地方。尤其是在一些大型滾塑製品生產過程中,受熱不勻往往導致產品局部收縮不同,衝擊強度減弱,使成品質量大打折扣。在模具設計方面,儘管滾塑由於壓力小而對模具壓力要求較低,但為了保證原料良好的流動性,模具設計需要合理簡潔,而國內塑料模具設計水平往往難以讓人滿意。 由於這些原因,中國滾塑製品企業的生產設備和模具80%以上從國外引進,這加大了中國滾塑製品的生產成本,使滾塑設備成本低的優點難以顯現,影響了中國滾塑工藝的應用發展。 

廣告

滾塑成型 -原料

滾塑成型與其他成型方法相比,滾塑更適合成型無接縫大型塑料製品。滾塑成型使用粉狀顆粒原料,是粉末塑料成型工藝中極有競爭力的成型方法。但同時,它對粉料的顆粒大小、表面光潔度都有較高要求,同時要求原料具有極好的流動性和熱穩定性。90%的滾塑製品是使用滾塑專用聚乙烯原料生產,而國內能生產滾塑專用料的廠商很少,主要依靠進口。 全球滾塑用樹脂消耗量已佔樹脂總產量的8%~9%,而中國不足1%,這表明中國滾塑專用料的增長空間十分巨大。因此,提高滾塑專用料產量,增加產品品種,既是擺在廣大石化企業面前的嚴峻課題,也是很好的發展機遇。

滾塑成型 -發展趨勢

滾塑成型技術的研究雖然取得了較大的成績,但是與注塑、擠出(中空吹塑)成型相比還存在很多不足。滾塑成型的發展趨勢主要集中在以下幾個方面:一是對滾塑成型的加熱和冷卻過程的熱傳導進行計算機模擬,建立相應的數學模型,用自動化技術對各項工藝參數進行精密控制;二是解決製品的翹曲和收縮,消除製品氣泡,縮短加工周期。較有效的工藝改進是選擇適當的時間給模內充壓(約69kPa),可使加工周期縮短25%,同時氣泡大大減少,提高了製品的韌性。此外,向模內通入流動空氣,降低模具內、外壁與塑料製品之間的溫度梯度,從而在加強冷卻的同時減少由溫差引起的製品結晶結構的差異而導致的翹曲變形;三是開發新技術、新材料、新裝備。

國外的一些公司在滾塑成型用樹脂和專用助劑的研發上已取得了進展。新開發的樹脂流動性及韌性好,耐環境應力開裂可達1000h 以上。滾塑發泡成型、滾塑交聯成型、滾塑多層複合成型技術也得到了開發。

滾塑成型是生產大型中空塑料製品最經濟而有效的方法。要在國內深入推廣應用滾塑成型,就必須吸收國外的先進技術,開發更多更好的滾塑原料,提高滾塑設備的自動化水平,縮短模具設計與製造周期,使滾塑與注塑、擠塑等其他加工技術齊頭並進。

廣告