Bài 2.5Tạo hình ban đầuChương 2 · Tạo hình nhựa và cao su

Đúc quay

Bột phủ lên khuôn nóng đang quay

Đúc quay (rotomolding) cho bột nhựa vào bên trong khuôn kim loại rỗng, rồi gia nhiệt khuôn trong khi quay chậm quanh hai trục. Bột chảy phủ đều lên thành trong, giống như sô-cô-la phủ bên trong khuôn hình quả trứng. Bồn nước, thuyền kayak và cầu trượt sân chơi được làm theo cách này, thường liền một khối không mối nối.

Ảnh: Rishi saran, CC BY-SA 3.0, qua Wikimedia Commons

Đúc quay · một khuôn qua 4 giai đoạnCác số trong vòng tròn khớp với các bước bên dưới. Mỗi khung cho thấy cùng một khuôn ở thời điểm muộn hơn của chu trình.

Cách hoạt động

Nạp. Một lượng bột nhựa (hoặc nhựa lỏng) được cân đo đổ vào một nửa khuôn kim loại mỏng, rồi khuôn được đóng lại. Khối lượng bột quyết định độ dày thành.
Nung và quay. Khuôn đi vào lò, thường ở khoảng 250–400 °C, và quay chậm quanh hai trục cùng lúc. Bột lăn trên các thành nóng, chảy ra và bám vào chúng từng lớp một.
Làm nguội. Khuôn ra khỏi lò và tiếp tục quay trong lúc quạt hoặc sương nước làm nguội. Nhựa cứng lại thành một lớp vỏ đều.
Tháo ra. Khuôn mở ra và chi tiết rỗng được nhấc ra. Máy thường mang nhiều khuôn trên các cánh tay, nên một khuôn đang nạp liệu trong khi khuôn khác được nung và khuôn thứ ba được làm nguội.

Không có áp suất nên khuôn có thể là kim loại tấm mỏng hoặc nhôm đúc, và chi tiết có rất ít ứng suất bên trong.

Thông số chính

Vật liệu: Chủ yếu là bột polyethylene; ngoài ra còn polypropylene, nylon và PVC (dạng sệt lỏng)
Chi tiết thường gặp: Bồn nước và bồn nhiên liệu, thuyền kayak, cầu trượt sân chơi, rào chắn giao thông, cọc tiêu giao thông, thùng chứa lớn
Kích thước chi tiết: Từ vài lít đến những bồn chứa hàng chục nghìn lít
Độ chính xác: Lỏng: thường khoảng ±1 mm trở lên với chi tiết lớn, vì nhựa co ngót tự do
Bề mặt hoàn thiện: Mặt ngoài sao chép khuôn; mặt trong nhám hơn và không bao giờ chạm vào dụng cụ
Số lượng phù hợp: Hàng chục đến hàng nghìn chi tiết mỗi năm cho mỗi khuôn
Chi phí khuôn dụng cụ và máy: Khuôn từ vài nghìn đến hàng chục nghìn USD; máy từ hàng chục nghìn đến vài trăm nghìn USD
Tốc độ: Chậm: thường 20–90 phút mỗi chu kỳ, tùy kích thước và độ dày thành

Ưu điểm và hạn chế

Ưu điểm

Chi tiết rỗng rất lớn liền một khối không mối nối
Khuôn rẻ, đơn giản; ít rủi ro với lô nhỏ
Thành đều với các góc dày và chắc
Gần như không có ứng suất bên trong; có thể gắn chi tiết kim loại chèn và làm thành đôi

Hạn chế

Chu kỳ dài nên chi phí mỗi chi tiết cao hơn khi sản lượng lớn
Ít loại nhựa dùng tốt; chủ yếu là polyethylene
Độ chính xác lỏng và các chi tiết nhỏ bị mềm đi
Độ dày thành không thể thay đổi nhiều từ chỗ này sang chỗ khác

Ứng dụng

Nước và hóa chấtBồn nước mưa, bể phốt, thùng chứa hóa chất
Giải tríThuyền kayak, xuồng canoe, thùng giữ lạnh
Sân chơiCầu trượt, đường hầm, tấm trò chơi
Đường bộ và an toànRào chắn giao thông, cọc tiêu, trụ chắn
Công nghiệp và nông nghiệpThùng chứa lớn, phễu, bồn nhiên liệu cho máy móc

Cách nhận biết

Một chi tiết rỗng lớn không mối nối, thành dày đều, thường 3–10 mm.
Các góc bo tròn, hơi dày hơn và bề mặt mờ, hơi gợn như vỏ cam.
Mặt trong nhám, chưa từng được dụng cụ nào chạm tới.
Một lỗ ống thông hơi nhỏ hoặc nút bịt, để không khí vào ra khuôn.

So sánh với

Thổi khuôn2.3cũng làm chi tiết rỗng, nhanh hơn nhiều và mỏng hơn, nhưng cần máy đắt tiền và hợp với chai lọ hơn bồn lớn.Tạo hình nhiệt2.4một cách chi phí thấp khác để làm chi tiết lớn, nhưng chỉ tạo được vỏ hở từ tấm.Đúc ly tâm1.5cũng là khuôn quay, nhưng kim loại nóng chảy bị văng ra ngoài để tạo ống và vòng.

Xem video

Joseph Whitaker DT · Một lời giải thích đơn giản kiểu lớp học

RotationalMolders · Một camera bên trong khuôn đang quay cho thấy bột chảy ra bám lên thành khuôn

Ecosure · Toàn bộ quy trình, từng bước, trong nhà máy

Skill Footage · Cảnh quay thô tại nhà máy khi đúc các bồn nước lớn

Xem ảnh thật

Wikipedia: Rotational molding — ảnh máy và chi tiết, kèm sơ đồ quy trình
Tìm ảnh trên Wikimedia Commons

Ghi nhớ

Bột vào, nung trong khi quay quanh hai trục, làm nguội, mở khuôn: một chi tiết rỗng không mối nối.
Không có áp suất nên khuôn rẻ và chi tiết có thể rất lớn, nhưng chu kỳ chậm.
Phù hợp nhất với các vật lớn, bền, rỗng, làm từ vài chục đến vài nghìn chiếc.