Lektion 2.5UrformenKapitel 2 · Formen von Kunststoffen und Gummi

Rotationsformen

Pulver beschichtet eine heiße, rotierende Form

Beim Rotationsformen (Rotationsgießen) kommt Kunststoffpulver in eine hohle Metallform, die dann erhitzt und dabei langsam um zwei Achsen gedreht wird. Das schmelzende Pulver überzieht die Innenwände gleichmäßig, wie Schokolade das Innere einer Eierform. Wassertanks, Kajaks und Spielplatzrutschen entstehen so, oft in einem nahtlosen Stück.

Foto: Rishi saran, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Rotationsformen · eine Form durch 4 PhasenDie eingekreisten Zahlen entsprechen den Schritten unten. Jedes Bild zeigt dieselbe Form zu einem späteren Zeitpunkt des Zyklus.

So funktioniert es

Laden. Eine abgemessene Menge Kunststoffpulver (oder flüssiger Kunststoff) wird in eine Hälfte einer dünnen Metallform gefüllt, und die Form wird geschlossen. Das Pulvergewicht bestimmt die Wanddicke.
Erhitzen und drehen. Die Form fährt in einen Ofen, typischerweise mit etwa 250–400 °C, und dreht sich langsam um zwei Achsen zugleich. Das Pulver rollt über die heißen Wände, schmilzt und haftet Schicht für Schicht daran.
Kühlen. Die Form verlässt den Ofen und dreht sich weiter, während Ventilatoren oder ein Wassernebel sie kühlen. Der Kunststoff erstarrt zu einer gleichmäßigen Schale.
Entnehmen. Die Form öffnet sich, und das hohle Teil wird herausgehoben. Maschinen tragen oft mehrere Formen an Armen, sodass eine gefüllt wird, während eine zweite heizt und eine dritte kühlt.

Es ist kein Druck im Spiel, daher können die Formen aus dünnem Blech oder Aluminiumguss bestehen, und das Teil hat sehr wenig Eigenspannung.

Wichtige Fakten

Werkstoffe: Meist Polyethylenpulver; auch Polypropylen, Nylon und PVC (als flüssige Paste)
Typische Teile: Wasser- und Kraftstofftanks, Kajaks, Spielplatzrutschen, Leitplanken, Verkehrskegel, große Behälter
Bauteilgröße: Von wenigen Litern bis zu Tanks mit Zehntausenden Litern
Präzision: Locker: typischerweise etwa ±1 mm oder mehr bei größeren Teilen, weil der Kunststoff frei schwindet
Oberfläche: Außen kopiert die Form; die Innenseite ist rauer und berührt nie ein Werkzeug
Geeignete Losgröße: Zehn bis Tausende Teile pro Jahr und Form
Werkzeug- und Maschinenkosten: Formen von einigen Tausend bis Zehntausenden Dollar; Maschinen von Zehntausenden bis mehreren Hunderttausend Dollar
Geschwindigkeit: Langsam: typischerweise 20–90 Minuten pro Zyklus, je nach Größe und Wanddicke

Stärken und Grenzen

Stärken

Sehr große Hohlteile in einem nahtlosen Stück
Günstige, einfache Formen; geringes Risiko bei kleinen Serien
Gleichmäßige Wände mit dicken, festen Ecken
Fast keine Eigenspannungen; Metalleinleger und Doppelwände sind möglich

Grenzen

Lange Zyklen, daher sind die Kosten pro Teil bei hohen Stückzahlen höher
Nur wenige Kunststoffe eignen sich gut; meist Polyethylen
Die Präzision ist gering und feine Details werden weich
Die Wanddicke kann von Stelle zu Stelle nicht stark variieren

Wo es eingesetzt wird

Wasser und ChemikalienRegenwassertanks, Klärgruben, Chemiebehälter
FreizeitKajaks, Kanus, Kühlboxen
SpielplätzeRutschen, Tunnel, Spielwände
Straße und SicherheitLeitplanken, Verkehrskegel, Poller
Industrie und LandwirtschaftGroße Behälter, Trichter, Kraftstofftanks für Maschinen

So erkennen Sie es

Ein großes Hohlteil ohne Naht und mit gleichmäßig dicken Wänden, oft 3–10 mm.
Gerundete, etwas dickere Ecken und eine matte, leicht orangenhautartige Oberfläche.
Eine raue Innenfläche, die nie von einem Werkzeug berührt wurde.
Ein kleines Loch oder ein Stopfen für das Entlüftungsrohr, damit Luft in die Form und aus ihr heraus kann.

Im Vergleich mit

Blasformen2.3erzeugt ebenfalls Hohlteile, viel schneller und dünner, braucht aber teure Maschinen und passt eher zu Flaschen als zu großen Tanks.Thermoformen2.4eine weitere günstige Möglichkeit, große Teile zu fertigen, aber nur offene Schalen aus einer Platte.Schleuderguss1.5ebenfalls eine rotierende Form, aber geschmolzenes Metall wird nach außen geschleudert und ergibt Rohre und Ringe.

Ansehen

Joseph Whitaker DT · Eine einfache Erklärung im Stil einer Unterrichtsstunde

RotationalMolders · Eine Kamera in der rotierenden Form zeigt, wie das Pulver auf den Wänden schmilzt

Ecosure · Der ganze Prozess, Schritt für Schritt in einer Fabrik

Skill Footage · Ungeschnittenes Fabrikmaterial vom Formen großer Wassertanks

Echte Fotos ansehen

Wikipedia: Rotationsformen — Fotos von Maschinen und Teilen, mit Prozessdiagramm
Fotosuche auf Wikimedia Commons

Merken

Pulver einfüllen, unter Drehung um zwei Achsen erhitzen, abkühlen, öffnen: ein Hohlteil ohne Naht.
Kein Druck bedeutet günstige Formen und riesige Teile, aber langsame Zyklen.
Am besten für große, robuste Hohlkörper in Stückzahlen von einigen Dutzend bis Tausenden.