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滾塑介紹 生產(chǎn)工藝 功能特性 視頻專欄

 滾塑基本原理


    滾塑又稱滾塑成型、旋轉(zhuǎn)成型、回轉(zhuǎn)成型等,是一種熱塑性塑料中空成型方法。
該工藝方法是:將塑料原料加入模具中,讓模具在機(jī)械內(nèi)沿兩垂直軸不斷旋轉(zhuǎn)并使之加熱,使原料在重力和熱能的作用下,逐層覆蓋在模腔內(nèi)的整個(gè)表面上,成型固定形裝,最后再經(jīng)冷卻、脫模,定型而制成成品。




 工藝原理

    滾塑成型的基本加工過程很簡(jiǎn)單 就 是 將 粉末狀或液狀聚合物放在模具里 加熱 同 時(shí) 模 具 圍繞 個(gè) 垂直軸旋轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn),然后冷卻成型。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,然后隨循環(huán)過程漸漸熔融,最后形成均勻厚度的均相層;如果用的是液體材料,則先流動(dòng)和涂覆在模具表面,當(dāng)達(dá)到凝膠點(diǎn)時(shí)則完全停止流動(dòng)。模具隨后轉(zhuǎn)入冷卻工區(qū),通過強(qiáng)制通風(fēng)或噴水冷卻,然后被放置于工作區(qū),在這里,模具被打開,完成的制件被取走,接著再進(jìn)行下一輪循環(huán)。





 滾 塑 特 點(diǎn)


 成型性方面
   
 1、制品壁厚均勻,且無邊角廢料,無焊縫;可以成型壁厚范圍較大的制品,例如聚乙烯旋轉(zhuǎn)成型制件,壁厚范圍可在1~16mm內(nèi)。但由于粘度關(guān)系,厚壁制品成型較為困難。旋轉(zhuǎn)成型工藝特別適合于模塑2~5mm的塑料制品。

      2、通常只能制得中空制品或殼體產(chǎn)品,對(duì)實(shí)心制品加工困難。而且制品表面狀況對(duì)模具型腔表面的依存性大。

      3、旋轉(zhuǎn)成型制品的尺寸精度較低,其尺寸精度通常為±5%。

    在成型工藝方面(1)適于模塑大型及特大型制件。由于旋轉(zhuǎn)成型工藝只要求機(jī)架的強(qiáng)度足以支撐物料、模具及機(jī)架自身的重量以及防止物料泄露的閉模力,因此即使加工大型及特大型塑料制件,也無需使用十分笨重的設(shè)備及模具。因此,從理論上講,用旋轉(zhuǎn)成型工藝制成的制品,從尺寸上幾乎沒有上限。
     
    (2)適合于多品種、小批量塑料制品的生產(chǎn)—由于旋轉(zhuǎn)成型用的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,因而變換產(chǎn)品十分方便。
    (3)適合于加工形狀復(fù)雜的大型中空制品,這是其它成型工藝無法比擬的;
    (4)塑料制品換色容易,當(dāng)需要改變制品顏色時(shí),只需要清洗成型模具即可。
    (5)旋轉(zhuǎn)成型的主要缺點(diǎn)是:能耗較大,原因是在每個(gè)成型周期中,模具與模架需要經(jīng)受加熱與冷卻的反復(fù)作用;成型周期較長,由于主要靠靜態(tài)下塑料傳導(dǎo)熱量,因此旋轉(zhuǎn)成型加熱時(shí)間長;勞動(dòng)強(qiáng)度較大,制品尺寸精度較差

    當(dāng)成本也成為需要考慮的因素之一時(shí),滾塑工藝比其它類型的工藝更具有市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。在與吹塑工藝和注塑工藝對(duì)比時(shí),滾塑工藝更能夠在有效成本范圍內(nèi)輕而易舉地生產(chǎn)出大小不同的部件。它的模具相對(duì)來說也要低廉許多,因?yàn)樗鼪]有一些內(nèi)部核心需要制作完成。而且在沒有內(nèi)部核心的情況下,只要一點(diǎn)小小的變化就可以制作成另一個(gè)模型。
由于制作過程中的各個(gè)部件都是在高溫與旋轉(zhuǎn)的工藝流程下最終成型的,不同于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(jīng)過特別加工才可以經(jīng)受住重壓的考驗(yàn)。
    至于用來生產(chǎn)轉(zhuǎn)換產(chǎn)品的生產(chǎn)成本也有所下降,因?yàn)檩p型塑料要想轉(zhuǎn)換成重型塑料,往往需要耗費(fèi)更多的原材料。對(duì)于滾塑工藝來說,節(jié)省消耗成本的單一型原模將是其未來的高產(chǎn)量發(fā)展走向。

設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)
    滾塑成型和其他模具工藝相比,滾塑工藝提供了更多的設(shè)計(jì)空間。在正確的設(shè)計(jì)理念之下,可以將幾部分零件組合成一個(gè)完整的模具,這種做法大大降低了高昂的裝配成本。
滾塑制作程序還包括一系列的固有設(shè)計(jì)思維方式,諸如如何調(diào)和側(cè)壁厚度,如何強(qiáng)化外部設(shè)置。如果還需要添加一些附屬設(shè)計(jì)的話,還可以將加強(qiáng)肋線這一環(huán)節(jié)添加到設(shè)計(jì)之中。
滾塑工藝為產(chǎn)品注入了設(shè)計(jì)者們的無盡想象。設(shè)計(jì)師們可以在制作工藝過程中選擇最好的制作材料,其中包括食品及藥物總局認(rèn)可的各種材料。制作過程中放入的添加劑可以有效地抵御氣候的侵襲、靜電的干擾等外界客觀因素。在設(shè)計(jì)過程中,插入口、螺紋、把手、倒陷裝置,完美的表面設(shè)計(jì)都是其中的看點(diǎn)之一。設(shè)計(jì)師們同樣也可以設(shè)計(jì)成多墻式模具,其內(nèi)部既可以是中空,又可以是填滿了泡沫。

滾塑工藝的特點(diǎn)主要有:
1、滾塑模具成本低 — 同等規(guī)格大小的產(chǎn)品,滾塑模具的成本約是吹塑、注塑模具成本的1/3到1/4,適合成型大型塑料制品;
2、滾塑產(chǎn)品邊緣強(qiáng)度好 — 滾塑可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品邊緣的厚度超過5個(gè)毫米,徹底解決中空產(chǎn)品邊緣較薄的問題;
3、滾塑可以安置各種鑲嵌件;
4、滾塑產(chǎn)品的形狀可以非常復(fù)雜,且厚度可超過5個(gè)毫米以上;
5、滾塑可以生產(chǎn)全封閉產(chǎn)品;
6、滾塑產(chǎn)品可以填充發(fā)泡材料,實(shí)現(xiàn)保溫;
7、無須調(diào)整模具,滾塑產(chǎn)品的壁厚可以自由調(diào)整(2mm以上)。


 主要應(yīng)用


     滾塑制品可應(yīng)用于交通工具、交通安全設(shè)施、娛樂業(yè)、江河航道疏浚、建筑業(yè)、水處理、醫(yī)藥食品、電子、化工、水產(chǎn)養(yǎng)殖、紡織印染等行業(yè)。
1、容器類滾塑制件
這類塑料制件廣泛用于儲(chǔ)存和供料箱,貯水槽、各種工業(yè)用化學(xué)品儲(chǔ)存和運(yùn)輸容器,如酸、堿、鹽、化學(xué)肥料、農(nóng)藥貯槽,化工企業(yè)、工業(yè)涂裝、稀土制取中的洗槽、反應(yīng)罐、周轉(zhuǎn)箱、垃圾箱、化糞池、生活水箱等等。

2、交通工具用滾塑制件
主要是應(yīng)用聚乙烯和聚氯乙烯糊樹脂,滾塑各種汽車用件,如空調(diào)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(jī)油箱、游艇及其水箱、小船以及船和船塢之間的緩沖吸震器等。

3、體育器材、玩具、工藝品類滾塑制件
主要有聚氯乙烯糊滾塑的各種制件,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、沖浪板等等。玩具如小馬、洋娃娃、玩具砂箱、時(shí)裝模特模型、工藝品等。

4、各類大型或非標(biāo)類滾塑制件
擱物架、機(jī)器外殼、防護(hù)罩、燈罩、農(nóng)用噴霧器、家具、獨(dú)木舟、野營車輛頂篷、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)裝置、種植機(jī)、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(biāo)、防撞桶以及建筑施工屏障等等 。





    從物品的層次看,滾塑制品已經(jīng)從普通的民用品向關(guān)鍵工業(yè)品發(fā)展,其功能也從單一的容器性能向結(jié)構(gòu)性能轉(zhuǎn)變。隨著滾塑設(shè)備及模具的發(fā)展,滾塑制品的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度已經(jīng)發(fā)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制品,完全可以通過滾塑來完成,制品的幾何尺寸已經(jīng)完全能做到從0.5L到50M3。如果沒有受到運(yùn)輸條件的限制,甚至可以做到更大。從產(chǎn)品的分類看,大致可分為圓柱形水箱(0.25M3~ 50 M3)、圓臺(tái)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(yīng)不同行業(yè)的需要。滾塑產(chǎn)品的缺點(diǎn)是:產(chǎn)品單件成本高、生產(chǎn)效率低,如果沒有專門設(shè)備很難形成大批量生產(chǎn),并且由于重量輕、體積大、運(yùn)輸成本較高。
中國滾塑行業(yè)存在的問題同國外滾塑業(yè)相比,中國滾塑行業(yè)雖然發(fā)展勢(shì)頭猛,但總體規(guī)模小、技術(shù)水平較低,要做大必須突破三大“瓶頸”。


 原  理


    滾塑成型是依靠模具高速旋轉(zhuǎn)的離心力,使原料均勻分布在模具內(nèi)壁,為常壓成型,因而制品殘余應(yīng)力低,不會(huì)產(chǎn)生翹曲等缺陷,而且模具也可大大簡(jiǎn)化,從而顯著降低制造成本,成為生產(chǎn)中型、大型或超大型全封閉與半封閉空心無縫容器最具競(jìng)爭(zhēng)力的方法。
   
    滾塑成型方法最大的優(yōu)點(diǎn)是模具簡(jiǎn)單,成本低廉。它用得最多的是生產(chǎn)大型中空制品,但相應(yīng)需要較大型生產(chǎn)設(shè)備和設(shè)計(jì)合理的模具。滾塑成型必須要保證其在旋轉(zhuǎn)過程中模具各部位的受熱均勻,這一技術(shù)難點(diǎn)恰恰是國產(chǎn)設(shè)備與國外設(shè)備差距最大的地方。尤其是在一些大型滾塑制品生產(chǎn)過程中,受熱不勻往往導(dǎo)致產(chǎn)品局部收縮不同,沖擊強(qiáng)度減弱,使成品質(zhì)量大打折扣。在模具設(shè)計(jì)方面,盡管滾塑由于壓力小而對(duì)模具壓力要求較低,但為了保證原料良好的流動(dòng)性,模具設(shè)計(jì)需要合理簡(jiǎn)潔,而國內(nèi)塑料模具設(shè)計(jì)水平往往難以讓人滿意。 由于這些原因,中國滾塑制品企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備和模具80%以上從國外引進(jìn),這加大了中國滾塑制品的生產(chǎn)成本,使?jié)L塑設(shè)備成本低的優(yōu)點(diǎn)難以顯現(xiàn),影響了中國滾塑工藝的應(yīng)用發(fā)展。
  
    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制品。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(jìng)爭(zhēng)力的成型方法。但同時(shí),它對(duì)粉料的顆粒大小、表面光潔度都有較高要求,同時(shí)要求原料具有極好的流動(dòng)性和熱穩(wěn)定性。90%的滾塑制品是使用滾塑專用聚乙烯原料生產(chǎn),而國內(nèi)能生產(chǎn)滾塑專用料的廠商很少,主要依靠進(jìn)口。 全球滾塑用樹脂消耗量已占樹脂總產(chǎn)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(chǎn)量,增加產(chǎn)品品種,既是擺在廣大石化企業(yè)面前的嚴(yán)峻課題,也是很好的發(fā)展機(jī)遇。


 發(fā) 展 趨 勢(shì)


      滾塑成型非常適合生產(chǎn)小批量、多品種、多顏色大型中空塑料制品,如:體育用品、公路護(hù)欄,用于公園藝術(shù)設(shè)計(jì)的發(fā)光球體、船和流動(dòng)碼頭、真空清潔器和其他各種有價(jià)值的消費(fèi)品。它屬于附加值較高的加工工藝,在當(dāng)今塑料制品少量多樣化發(fā)展趨勢(shì)下,其發(fā)展前景更為看好。
    
    但是,中國滾塑行業(yè)專業(yè)人才卻非常少,與從事注塑、擠出等工藝研究的專業(yè)人員相比,從事滾塑工藝研究的人才難尋。中國滾塑人才基本都是在各個(gè)企業(yè)靠自行摸索研究而成長起來的,數(shù)量不多,而且滾塑理論研究基本處于空白,這對(duì)行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展是十分不利的。另外,人才的缺乏,也使?jié)L塑行業(yè)整體水平難以提高,已經(jīng)成為中國滾塑業(yè)發(fā)展的軟肋。

    滾塑成型技術(shù)的研究雖然取得了較大的成績(jī),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(fā)展趨勢(shì)主要集中在以下幾個(gè)方面:一是對(duì)滾塑成型的加熱和冷卻過程的熱傳導(dǎo)進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,用自動(dòng)化技術(shù)對(duì)各項(xiàng)工藝參數(shù)進(jìn)行精密控制;二是解決制品的翹曲和收縮,消除制品氣泡,縮短加工周期。較有效的工藝改進(jìn)是選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)間給模內(nèi)充壓(約69kPa),可使加工周期縮短25%,同時(shí)氣泡大大減少,提高了制品的韌性。此外,向模內(nèi)通入流動(dòng)空氣,降低模具內(nèi)、外壁與塑料制品之間的溫度梯度,從而在加強(qiáng)冷卻的同時(shí)減少由溫差引起的制品結(jié)晶結(jié)構(gòu)的差異而導(dǎo)致的翹曲變形;三是開發(fā)新技術(shù)、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(fā)上已取得了進(jìn)展。新開發(fā)的樹脂流動(dòng)性及韌性好,耐環(huán)境應(yīng)力開裂可達(dá)1000h 以上。滾塑發(fā)泡成型、滾塑交聯(lián)成型、滾塑多層復(fù)合成型技術(shù)也得到了開發(fā)。









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