Урок 2.7Придать формуГлава 2 · Формование пластмасс и резины

Каландрование

Смесь прокатывается в лист между валками

Каландрование продавливает горячую тестообразную пластмассовую или резиновую смесь между рядом нагретых полированных валков и превращает её в непрерывный лист или плёнку очень ровной толщины. Так делают виниловый линолеум, ПВХ-шторки для душа, искусственную кожу и резиновые слои внутри шин. Это как машина для раскатки теста, только огромная, нагретая и работающая без остановки.

Фото: Cjp24, CC BY-SA 3.0, через Wikimedia Commons

Линия четырёхвалкового каландра · вид сбоку, 5 шаговЦифры в кружках соответствуют шагам ниже. Лист идёт сверху слева, вниз через валки, затем вправо.

Как это работает

Подача. Смеситель или экструдер подаёт горячую мягкую смесь (пластик или резину, смешанные с добавками). Над первым зазором между двумя валками она образует вращающийся валик-запас.
Прокатка. Нагретые валки вращаются в противоположных направлениях и протягивают смесь через узкие зазоры между ними — ниппы. Каждый следующий зазор немного уже, поэтому лист становится всё тоньше и ровнее.
Съём и тиснение. Отводящий валок снимает лист с последнего валка. Валки с рисунком могут вдавить в него фактуру, например кожаное зерно.
Охлаждение. Охлаждаемые водой валки фиксируют лист, чтобы он сохранил толщину и рисунок.
Намотка. Готовый лист обрезают по краям и наматывают на большие рулоны или режут на панели.

Та же машина может также прижимать смесь к ткани или стальному корду, покрывая их; так резину наносят на шинный корд и делают ткани с покрытием.

Ключевые факты

Материалы: В основном ПВХ (жёсткий и пластифицированный), также АБС и некоторые полиолефины; натуральные и синтетические каучуки
Типичные детали: Напольные покрытия, настенные покрытия, шторки для душа, заготовки для банковских карт, искусственная кожа, кровельные мембраны, резиновые листы и слои шинного корда
Размер детали: Непрерывный лист шириной обычно 1–3 м; толщина от примерно 0,05 мм до нескольких миллиметров
Точность: Очень ровная толщина, на тонкой плёнке обычно в пределах нескольких сотых миллиметра
Качество поверхности: Зеркально-гладкая, матовая или с тиснением — зависит от последних валков
Подходящая партия: Только большие объёмы: длинные партии листа, измеряемые тоннами
Стоимость оснастки и оборудования: Очень высокая: полная линия каландра обычно стоит миллионы долларов; валки для тиснения добавляют десятки тысяч
Скорость: Обычно десятки метров в минуту, для тонкой плёнки часто более 100 м/мин

Сильные стороны и ограничения

Сильные стороны

Исключительно ровная толщина и широкие листы
Бережно обрабатывает чувствительный к нагреву ПВХ и наполненные смеси
Тиснёные текстуры и покрытия за тот же проход
Очень высокая производительность

Ограничения

Огромные дорогие линии, окупающиеся только при больших объёмах
Только плоский лист и плёнка, никаких фасонных деталей
Смена материала или цвета занимает время и даёт брак
Толстый точный лист получить трудно: валки слегка прогибаются под нагрузкой

Где применяется

СтроительствоВиниловые полы, настенные покрытия, кровельные и прудовые мембраны
АвтомобилестроениеСлои шинного корда и внутренние герметизирующие слои, обивка приборных панелей, сиденья из искусственной кожи
УпаковкаЖёсткая ПВХ-плёнка для блистерных упаковок
Потребительские товарыШторки для душа, скатерти, сумки, заготовки для банковских карт
ПромышленностьРезиновые листы, покрытия конвейерных лент, тканевые материалы с покрытием

Как узнать процесс

Широкий плоский лист или плёнка идеально ровной толщины, часто продаётся на больших рулонах.
Тиснёная текстура, повторяющаяся через равные промежутки (один оборот валка), например кожаное зерно.
Гибкий винил со слегка глянцевой или печатной лицевой стороной и тканевой основой.
Обрезанные прямые края вдоль всего рулона.

Сравните с

Экструзия3.3тоже делает непрерывный лист и плёнку, продавливая расплав через щелевую головку; линии дешевле, но широкий ПВХ-лист получается менее ровным.Прокатка3.2металлический вариант: горячие или холодные металлические слябы пропускают между валками.Термоформование2.4часто следующий шаг: из каландрованного листа формуют лотки и блистеры.

Смотрите

MIT Thin-film · Физика прокатки материала между валками, со схемами

D&M Plastic Machinery · Работающая линия каландра для ПВХ-листа

Zebung Rubber Hose · Резиновый лист сходит с каландра на заводе

Смотреть реальные фото

Википедия: каландр — машина, типы валков и применение; в основном текст
Поиск фотографий в Wikimedia Commons

Запомните

Горячая смесь пропускается через ряд нагретых валков и превращается в ровный лист.
Так на высокой скорости делают широкую ПВХ-плёнку, напольные покрытия, искусственную кожу и резиновый лист.
Линии дороги, поэтому каландрование — только для очень больших объёмов.