Урок 2.5Придать формуГлава 2 · Формование пластмасс и резины

Ротационное формование

Порошок покрывает горячую вращающуюся форму

Ротационное формование (ротоформование) помещает пластиковый порошок внутрь полой металлической формы, затем нагревает форму, медленно вращая её по двум осям. Плавящийся порошок равномерно покрывает внутренние стенки, как шоколад покрывает изнутри форму для яйца. Так делают резервуары для воды, байдарки и детские горки, часто цельной бесшовной деталью.

Фото: Rishi saran, CC BY-SA 3.0, через Wikimedia Commons

Ротационное формование · одна форма в 4 стадияхНомера в кружках соответствуют шагам ниже. Каждая панель показывает ту же форму в более поздний момент цикла.

Как это работает

Загрузить. Отмеренное количество пластикового порошка (или жидкого пластика) засыпают в одну половину тонкой металлической формы, и форму закрывают. Масса порошка задаёт толщину стенки.
Нагрейте и вращайте. Форма входит в печь, обычно при около 250–400 °C, и медленно вращается сразу по двум осям. Порошок перекатывается по горячим стенкам, плавится и прилипает к ним слой за слоем.
Охлаждение. Форма выходит из печи и продолжает вращаться, пока вентиляторы или водяной туман охлаждают её. Пластик затвердевает в ровную оболочку.
Выгрузите. Форма открывается, и полую деталь вынимают. Машины часто несут несколько форм на рычагах, поэтому одна загружается, пока другая нагревается, а третья остывает.

Давление не используется, поэтому формы могут быть из тонкого листового металла или литого алюминия, а в детали очень мало внутренних напряжений.

Ключевые факты

Материалы: В основном полиэтиленовый порошок; также полипропилен, нейлон и ПВХ (в виде жидкой пасты)
Типичные детали: Баки для воды и топлива, байдарки, детские горки, дорожные ограждения, дорожные конусы, большие контейнеры
Размер детали: От нескольких литров до баков в десятки тысяч литров
Точность: Малая точность: обычно около ±1 мм и более на крупных деталях, потому что пластик свободно усаживается
Качество поверхности: Снаружи копирует форму; внутренняя сторона грубее и никогда не касается инструмента
Подходящая партия: От десятков до тысяч деталей в год на одну форму
Стоимость оснастки и оборудования: Формы — от нескольких тысяч до десятков тысяч долларов; машины — от десятков тысяч до нескольких сотен тысяч долларов
Скорость: Медленно: обычно 20–90 минут на цикл, в зависимости от размера и толщины стенки

Сильные стороны и ограничения

Сильные стороны

Очень большие полые детали одним бесшовным куском
Дешёвые простые формы; низкий риск для малых партий
Равномерные стенки с толстыми прочными углами
Почти нет внутренних напряжений; возможны металлические вставки и двойные стенки

Ограничения

Долгие циклы, поэтому стоимость детали выше при больших объёмах
Подходит мало пластиков; в основном полиэтилен
Точность невысокая, а мелкие детали получаются размытыми
Толщина стенки не может сильно меняться от места к месту

Где применяется

Вода и химияРезервуары для дождевой воды, септики, химические ёмкости
ОтдыхБайдарки, каноэ, холодильные контейнеры
Детские площадкиГорки, тоннели, игровые панели
Дороги и безопасностьДорожные ограждения, конусы, столбики
Промышленность и сельское хозяйствоБольшие контейнеры, бункеры, топливные баки для машин

Как узнать процесс

Большая полая деталь без шва и с равномерно толстыми стенками, часто 3–10 мм.
Скруглённые, чуть более толстые углы и матовая, слегка «апельсиновая» поверхность.
Шероховатая внутренняя поверхность, которой никогда не касался инструмент.
Небольшое отверстие вентиляционной трубки или заглушка, оставленные, чтобы воздух входил в форму и выходил из неё.

Сравните с

Выдувное формование2.3тоже делает полые детали, намного быстрее и тоньше, но требует дорогих машин и больше подходит для бутылок, чем для больших баков.Термоформование2.4ещё один недорогой способ делать крупные детали, но только открытые оболочки из листа.Центробежное литьё1.5тоже вращающаяся форма, но расплавленный металл отбрасывается наружу, образуя трубы и кольца.

Смотрите

Joseph Whitaker DT · Простое объяснение в стиле школьного урока

RotationalMolders · Камера внутри вращающейся формы показывает, как порошок плавится на стенках

Ecosure · Весь процесс шаг за шагом на заводе

Skill Footage · Необработанные заводские кадры формования больших резервуаров для воды

Смотреть реальные фото

Википедия: Rotational molding — фотографии машин и деталей, со схемой процесса
Поиск фотографий в Wikimedia Commons

Запомните

Порошок внутрь, нагрев с вращением по двум осям, охлаждение, раскрытие: полая деталь без шва.
Отсутствие давления — это дешёвые формы и огромные детали, но медленные циклы.
Лучше всего подходит для больших прочных полых изделий десятками и тысячами.