РОТАЦИОННОГО ФОРМОВАНИЯ
Ротационное формование представляет собой процесс переработки термопластичных материалов, позволяющий получить полые изделия любого размера и формы.
Речь идет о технологии переработки, которая отличается от наиболее распространенных процессов литья под давлением, раздувом и т.д., особенно предназначенной для мелкосерийного производства изделий, также крупногабаритных комплексов предметов и полых изделий, которые нельзя получить иначе.
Процесс возник обычной необходимостью изготовления емкостей с возможностью моментального получения полых изделий без последующей фазы сварки и сборки.
Промышленное Применение увеличились также благодаря постоянной разработке прикладных исследований используемых в процессе пплимеров: полиэтилен (LLDPE, LDPE, LHDPE, HDPE), сетчатый полиэтилен, полипропилен, ЭВА, нейлон, поликарбонат, ПВХ и т.д.
Резюмируя, вот наиболее важные преимущества данного процесса:
- Максимальная многофункциональность: возможность одновременного получения на одной и той же машине изделий разной формы и размеров
- Практически неограниченный диапазон дизайна изготовляемых изделий: достаточно увидеть форму некоторых коллекторов или фасонных емкостей
- Умеренное начальное капиталовложение относительно производственных возможностей
- Изделия сложной формы могут формоваться в одном корпусе, сохраняя равномерность толщины стенок
- Одновременная возможность изготовления изделий разной толщины
- Цвета и материалы легко заменяются
- Возможность изготовления двустенных изделий
- Использование низких давлений и невысоких скоростей вращения минимизируют износ форм и механических частей
- Возможность дифференцированного установления размеров изделий в зависимости от требуемой прочности и допустимой ударной силы
- “автоматическая” установка металлических, пластмассовых и резиновых вставок
- Очень ограниченное число бракованных изделий: практически абсолютное соответствие количества необходимого материала с использованным материалом. Отходы после переработки, возможно, представляют облой или удаление нескольких наплавок
- Низкая стоимость форм и сокращение расходов управления
РАБОЧИЙ ПРОЦЕССОсновной процесс прост. В форму вводится материал (жидкость или порошок) и вращают ее одновременно по двум перпендикулярным осям для того, чтобы порошок покрыл каждую точку внутренней поверхности формы. Формование изделия происходит другим образом в зависимости от того, используется ли порошкообразный или жидкий материал. Порошок ( в большинстве случаев линейный полиэтилен) во время стадии нагрева, образует вначале пористую пленку на внутренней поверхности формы, к которой затем прилипает остальной, постепенно ставший жидким, материл. Таким образом, достигается формование равномерного слоя, который затем затвердевает в последующей стадии охлаждения. Жидкий материал (обычно ПВХ и ПЛАСТИЗОЛ), напротив, стекает по стенкам формы и нагревается до достижения температуры, при которой жидкость отвердевает, принимая геометрию формы, которая затем будет охлаждена водяной ванной или потоком воздухом.
Фаза охлаждения, в некоторых случаях, является решающей, так как каждый материал требует разное время снижения температуры; в случае полиэтилена, например, необходимо избегать деформацию изделия, вызванную чрезмерной скоростью снижения температуры (тепловой удар).
Итак, получив изделие, начинается последняя фаза цикла: открывания формы и извлечения полученного изделия и введение новыго сырья для следующего цикла.
Чаще всего в ротационном формовании применяется горизонтальная вращающаяся машина, общеназываемая карусельная, оснащенная 3-4 или больше рычагами держателя форм, которые автоматически проходят через разные рабочие станции (загрузка, варка, охлаждение, извлечение изделия). Используются разные виды нагрева, хотя и было доказано, что система с горячим принудительным воздухом оказалась самой чистой, менее дорогостоящей и самой надежной.
Как можно заметить, цикл полностью автоматизирован: лишь операции загрузки/выгрузки являются ручными, это – цена, которую приходится платить за высокую многофункциональность рабочего процесса. Возможность оснащать одну и ту же машину формами разной геометрии и размеров в сочетании с легкостью и быстротой их замены, приводит к очень дорогостоящим автоматическим системам извлечения/загрузки и неизбежным потерям гибкости. Напротив, автоматизация продемонстрировала отличные результаты в операциях развеса и дозировки материалов.
ОБОРУДОВАНИЕГамма имеющихся машин простирается от небольших и простых установок для исследовательских разработок и лабораторного применения с одним рычагом и одной формовочной камерой до сложных линий с независимо управляемыми рычагами, с большим сферическим диаметром (фирма ROTOMACHINERY GROUP создала машину такого типа с рабочим сферическим диаметром 6.500 мм) большой производительности и для крупногабаритных изделий.
В последнее время были спроектированы и изготовлены различные машины для ротационного формования челночного типа(Rock & Roll machine) для формования более крупногабаритных изделий. Одна из этих машин легко производит емкости объемом свыше 40.000 л. С таким типом машины форма и материал устанавливаются на большой независимый челнок , который перемещается по направляющим для перемещений из печи в камеру охлаждения
ФОРМЫ
При изготовлении применяются разные типы металлов. Самыми практичными для изготовления многополостных изделий небольших или средних размеров являются формы из алюминиевого литья. Стальной лист используется только для прототипов форм и для производства больших изделий, в основном, цилиндрических емкостей и других простой формы. Формы из электроформованного никеля используются для формования небольших изделия из ПВХ и преимущество их в том, что они имеют хорошую воспроизводимость поверхности, без проблем пористости, которые части встречаются в формах из алюминиевого литья. Стоимость их изменяется в соответствии с качеством или деталями, требуемыми для готового изделия; в любом случае, по сравнению с оснасткой для термоформования или выдувного формования, они, безусловно, более экономичные.
ПРИМЕНЕНИЯ
Количество изделий, получаемых по этой технологии, постоянно растет, как благодаря внедренным в оборудование новшествам (формы и установки), так и посточнно ведущимся исследованиям по материалам. Обычно речь идет о приемных и питающих емкостях, емкостях для химических продуктов, емкостях для воды, деталях меблировки офисов, домашнего обихода, садовых изделиях, мусорных баках, фонарях для освещения, лодках, байдарках, разного вида игрушках, куклах и т.д..
НОВЫЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Прикладная электроника, занимающаяся супервизорными системами технологического цикла машины, также не прошла мимо сектора ротационного формования: существует уже большое количество функционирующих машин, управляемх микропроцессорами. Объем данных, получаемых от установленных на машине устройств, упорядывается и обрабатывается ПК, соединенным с ПЛК. Таким образом, можно управлять циклами, используя мышь и клавиатуру или устанавливать полностью автоматическое функционирование. Затем система вырабатывает все данные цикла (температуры, длительности, вращения и т.д.), которые служат для последующих управлений. Наиболее продвинутые системы соединяются с устройствами дозировки и развесовки материала, обеспечикая, таким образом, активное управление рецептурами формования, точно используя правильное сочетание (материал, темпе&