Что такое ротационное формование? Полное руководство по процессу, материалам и использованию

Ротационное формование — один из тех процессов, который легко описать, но гораздо сложнее сделать хорошо. Проще говоря, пластиковый порошок превращается в полые бесшовные детали путем медленного вращения формы внутри духовки, пока порошок не расплавится и не покроет внутреннюю стенку. Если вы когда-либо хранили воду в толстом зеленом резервуаре, гуляли по понтону пристани или проезжали мимо заполненного водой барьера на площадке дорожных работ, вы уже встречали продукт, формованный методом ротационного формования.

Что такое ротационное формование?

Ротационное формование, также называемое ротационным формованием, ротационным литьем или ротационным формованием, в зависимости от того, где вы это читаете, представляет собой процесс изготовления полых пластиковых изделий при низком давлении и высокой температуре. Отмеренная порция тонкоизмельченного полимера поступает в полую разъемную форму, зажимается и вращается вокруг двух перпендикулярных осей внутри печи.

По мере нагревания инструмента порошок скатывается и прилипает к горячим внутренним поверхностям, плавясь слоями, пока не образует ровную пленку по всей полости. Затем форма перемещается на станцию ​​охлаждения, продолжая вращаться, поэтому деталь сохраняет свою форму, а не провисает. Когда она достаточно остынет, форма открывается, и изделие получается как единое бесшовное изделие.

Стоит запомнить одну деталь: толщина стенки определяется количеством загружаемого порошка, а не самой формой, поэтому один инструмент часто может производить несколько емкостей.

Как работает процесс ротационного формования

Каждая работа выполняется в одной и той же последовательности, будь то 40-литровое дозирующее ведро или 10 000-литровый резервуар для хранения.

1. Проектирование и изготовление пресс-форм. Инструменты обычно изготавливаются из алюминия и стали для длительных производственных циклов. Линии разъема, положения вставок и диапазон толщины стенок определяются до резки металла.
2. Загрузка формы. В полость загружается навеска полимерного порошка. Это число определяет окончательную толщину стены, поэтому ее измеряют, а не угадывают.
3. Нагрев и двухосное вращение. Форма попадает в печь и медленно вращается по двум осям. Тепло проникает через инструмент, порошок плавится, и слой равномерно распределяется по всей полости.
4. Охлаждение. Продолжая вращаться, форма выходит из печи и охлаждается под контролируемым воздухом или мелким водяным туманом. Спешка на этом этапе — самый быстрый способ получить деформированную деталь.
5. Демонтаж и отделка. Деталь удаляется, заусенец обрезается и добавляются фитинги, вставки или крышки, если этого требует конструкция.

Время цикла длится дольше, чем при литье под давлением, часто от двадцати минут до часа в зависимости от размера и материала, но инструменты проще и намного дешевле. Для большой полой детали этот компромисс обычно решает проект.

Материалы, используемые при ротационном формовании

Не каждый пластик подходит для этого процесса. Смола должна выдерживать измельчение в порошок и нагревание в течение длительного цикла без разложения, поэтому список короче, чем многие ожидают.

• LLDPE и другие полиэтилены являются «рабочими лошадками» с хорошим балансом ударной вязкости, химической стойкости и стоимости.
• Сшитый полиэтилен выбирается там, где необходима дополнительная прочность или устойчивость к топливу.
• ПВХ пластизоль , жидкость, а не порошок, используется для мягких предметов, таких как игрушки и ручки.
• Нейлон и полипропилен появляются в условиях более высоких температур или более жестких условий эксплуатации.
• АБС проявляется в небольших деталях, где важна более гладкая поверхность, например, в корпусах инструментов и плавающих шариках.

Добавки имеют такое же значение, как и базовая смола. УФ-стабилизаторы, цветная маточная смесь и антистатики выбираются для конечного использования, поскольку для резервуара, стоящего на солнце в течение пятнадцати лет, требуется другой состав, чем для буя, стоящего в соленой воде.

Что общего между деталями, полученными ротационным формованием

Благодаря тому, как работает этот процесс, изделия, полученные ротационным формованием, обладают узнаваемым набором характеристик.

• Равномерная толщина стенок. Порошок оседает там, где инструмент горячий, поэтому углы и плоские панели получаются одинаковой толщины, а не толстыми и тонкими участками.
• Бесшовная цельная конструкция. Здесь нет линии сварки и собранных секций, что делает деталь естественно водонепроницаемой.
• Хорошая ударопрочность. Низкое остаточное напряжение означает, что пластик сгибается, а не трескается.
• Свобода дизайна. Двойные стенки, внутренние ребра, литые логотипы и металлические вставки — все это можно изготовить за одну операцию.
• Скромная мелкая детализация. Острых углов и очень жестких допусков лучше избегать, и именно здесь этот процесс расходится с литьем под давлением.

Ротационное формование по сравнению с другими процессами

Полезно увидеть ротационное формование рядом с двумя его ближайшими родственниками. Таблица ниже является приблизительным руководством, а не правилом, поскольку размер детали и количество заказа значительно меняют цифры.

Практический вывод: ротационное формование выигрывает, когда вам нужна большая полая деталь с толстой и прочной стенкой, и вы не можете оправдать дорогостоящий стальной инструмент. Он плохо подходит для небольших, очень детализированных компонентов, производимых миллионами.

Где появляются изделия, полученные центробежным формованием

Поскольку этот процесс хорошо обрабатывает большие полые формы, детали, полученные центробежным формованием, встречаются в большем количестве мест, чем ожидает большинство людей.

• Водоподготовка и хранение химикатов: резервуары для хранения, дозирующие бочки и прочные оборотные коробки.
• Аквакультура: бочки для промышленного выращивания, резервуары для разведения, а также инкубационные или выростные бочки.
• Морские и плавучие конструкции: плавучие платформы, понтоны, навигационные и сигнальные буи, поплавки-земснаряды.
• Дорожное движение и коммунальные работы: дорожные конусы, водонаполненные барьеры и бочки для предотвращения столкновений.
• Транспорт и промышленность: топливные баки, баки для пресной воды для автофургонов, корпуса оборудования и ящики для инструментов.
• Продукты повседневного использования: табуретки, ограждения и игрушки.

Водоочистка является хорошей иллюстрацией. Резервуар для хранения из полиэтилена с конусным дном отлит как единое целое, с толстой устойчивой к коррозии стенкой, цельным конусом и отсутствием соединений, которые могут протекать.

CPT-5000L Резервуар для хранения из полиэтилена с коническим дном используется в водоочистке, охране окружающей среды, электронике, химической промышленности, пищевой, медицинской, строительной и других отраслях промышленности. Просмотреть продукт →

Плавающие продукты следуют той же логике. Полиэтилен не корродирует в соленой воде, поэтому полые и наполненные пеной поплавки остаются работоспособными в течение многих лет в портах и ​​на рыбных фермах. Подробнее об этом мы писали в небольшой статье на почему плавучие платформы из ЛПНП устойчивы к коррозии .

Плавающая платформа для ротационного формования LLDPE Cixi Juniya Plastic Co., Ltd., с момента своего основания в 2007 году, расположена в Цыси, провинция Чжэцзян, известном как родина ротационного формования. Компания является стратегическим... Просмотреть продукт →

Индивидуальное ротационное формование и разработка OEM

Многие проекты не начинаются с каталога. Они начинаются с эскиза, образца или проблемы, которую не решает ни один стандартный продукт. В таких случаях работа начинается на чертежной доске: толщина стенки, расположение ребер, размещение вставки и линия разъема формы определяются вместе, поскольку изменение одного обычно приводит к изменению другого.

Инструментальная обработка — это то место, где ротационное формование наиболее щадит. Алюминиевые формы стоят в несколько раз дороже твердого инструмента для литья под давлением, поэтому скромный первый заказ все еще может иметь смысл, и ту же форму можно будет запустить снова позже, по мере роста объемов. Разработка и OEM-работа — это большая часть того, что мы делаем, и более подробно она описана в разделе Изготовленные на заказ детали и обработка OEM .

Типичный пример — топливный бак: сложная внешняя форма, внутренние перегородки и литая арматура, изготовленная одной ненапряженной отливкой, а не сварным узлом.

Пластиковый топливный бак из LLDPE методом ротационного формования Контейнеры, используемые для хранения жидкостей Просмотреть продукт →

Заметка из нашей собственной мастерской

Мы производим изделия методом ротационного формования с 2007 года в Цыси, городе на восточном побережье Китая, который местные жители любят называть родиной ротационного формования. Наша мастерская расположена примерно в двух километрах от станции высокоскоростной железной дороги Юяо-Норт и примерно в пятнадцати километрах от моста через залив Ханчжоу, что упрощает посещение и доставку.

За прошедшие годы мы узнали, что большая часть ремесла живет в деталях, которые никто не видит: насколько равномерно загружается порошок, насколько мягко охлаждается форма и насколько тщательно устанавливается фитинг перед тем, как инструмент будет готов. От этого выбора зависит, прослужит ли танк пятнадцать лет или пять. Мы изготавливаем собственные формы, производим стандартную продукцию для очистки воды и аквакультуры, а также выполняем индивидуальные работы для клиентов, которым нужно то, чего еще нет.

Итак, чтобы ответить на вопрос прямо: ротационное формование — это процесс низкого давления, который превращает пластиковый порошок в полые, бесшовные, не подвергающиеся напряжениям изделия, от 40-литрового дозирующего ведра до 10 000-литрового резервуара для хранения. Это не самый быстрый и не самый точный метод, но для больших, прочных и водонепроницаемых деталей, изготавливаемых в разумных объемах, немногие процессы могут сравниться с ним.