Ротационное формование(БрЭформование) включает в себя нагретую полую форму, заполненную шихтой или дробью материала. Затем его медленно вращают (обычно вокруг двух перпендикулярных осей), в результате чего размягченный материал рассеивается и прилипает к стенкам формы. Чтобы поддерживать равномерную толщину всей детали, форма продолжает вращаться все время на этапе нагрева, а также во избежание провисания или деформации на этапе охлаждения. Этот процесс был применен к пластмассам в 1940-х годах, но в первые годы использовался мало, поскольку это был медленный процесс, ограниченный небольшим количеством пластмасс. За последние два десятилетия улучшения в управлении процессами и разработки в области пластиковых порошков привели к значительному увеличению их использования.
Для сравнения: при ротационном литье (также известном как ротационное литье) используются самоотверждающиеся смолы в ненагретой форме, но, как и при ротационном формовании, используются низкие скорости вращения. Не следует путать центробежное литье с использованием самоотверждаемых смол или белого металла в высокоскоростной центробежной литейной машине.
История
В 1855 году Р. Питерс из Великобритании задокументировал первое использование двухосного вращения и тепла. Этот процесс ротационного формования использовался для создания металлических артиллерийских снарядов и других полых сосудов. Основная цель использования ротационного формования заключалась в обеспечении постоянства толщины и плотности стенок. В 1905 г. в США Ф. А. Фельке применил этот метод для выдалбливания восковых предметов. Это привело к созданию в 1910 году процесса изготовления полых шоколадных яиц Г.С. Бейкером и Г.В. Перксом. Ротационное формование получило дальнейшее развитие, и Р. Дж. Пауэлл использовал этот процесс для формования гипса в Париже в 1920-х годах. Эти ранние методы с использованием различных материалов привели к прогрессу в том, как сегодня используется ротационное формование пластмасс.
Пластмассы были введены в процесс ротационного формования в начале 1950-х годов. Одним из первых применений было изготовление кукольных голов. Оборудование было изготовлено на основе камерной печи E Blue, вдохновленной задней осью General Motors, приводившейся в движение внешним электродвигателем и нагревавшейся газовыми горелками, установленными на полу. Форма была изготовлена из электроформованной никель-меди, а пластик представлял собой жидкий пластизоль ПВХ. Метод охлаждения заключался в помещении формы в холодную воду. Этот процесс ротационного формования привел к созданию других пластиковых игрушек. По мере роста спроса и популярности этого процесса его стали использовать для создания других продуктов, таких как дорожные конусы, морские буи и автомобильные подлокотники. Эта популярность привела к разработке более крупного оборудования. Также была создана новая система отопления: от исходных прямых газовых форсунок до нынешней непрямой системы высокоскоростного воздуха. В Европе в 1960-е годы был разработан процесс Энгеля. Это позволило создать большие полые контейнеры из полиэтилена низкой плотности. Метод охлаждения заключался в выключении горелок и предоставлении пластику возможности затвердеть, продолжая покачиваться в форме.[2]
В 1976 году в Чикаго была основана Ассоциация ротационных формовщиков (ARM) как всемирная торговая ассоциация. Основной целью этой ассоциации является повышение осведомленности о технологии и процессе ротационного формования.
В 1980-х годах для ротационного формования стали использоваться новые пластмассы, такие как поликарбонат, полиэстер и нейлон. Это привело к новым применениям этого процесса, таким как создание топливных баков и промышленных формованных изделий. Исследования, проводимые с конца 1980-х годов в Королевском университете в Белфасте, привели к разработке более точного мониторинга и контроля процессов охлаждения на основе разработки «системы Rotolog».
Оборудование и инструмент
Ротационно-формовочные машины изготавливаются в широком диапазоне типоразмеров. Обычно они состоят из форм, печи, охлаждающей камеры и шпинделей форм. Шпиндели установлены на вращающейся оси, что обеспечивает равномерное покрытие пластика внутри каждой формы.
Формы (или оснастка) изготавливаются из сварной листовой стали или отливаются. Метод изготовления часто зависит от размера и сложности детали; наиболее сложные детали, вероятно, изготовлены из литых инструментов. Формы обычно изготавливаются из нержавеющей стали или алюминия. Алюминиевые формы обычно намного толще аналогичных стальных форм, поскольку это более мягкий металл. Эта толщина не оказывает существенного влияния на время цикла, поскольку теплопроводность алюминия во много раз выше, чем у стали. Из-за необходимости разработки модели перед отливкой литые формы, как правило, требуют дополнительных затрат, связанных с изготовлением инструментов, тогда как готовые стальные или алюминиевые формы, особенно когда они используются для менее сложных деталей, обходятся дешевле. Однако некоторые формы содержат как алюминий, так и сталь. Это позволяет изменять толщину стенок изделия. Хотя этот процесс не такой точный, как литье под давлением, он дает дизайнеру больше возможностей. Добавление алюминия в сталь обеспечивает большую теплоемкость, заставляя поток расплава оставаться в жидком состоянии в течение более длительного периода.
Время публикации: 04 августа 2020 г.