Rotationsformprinzipien Prozesse und Anwendungen in der Industrie

Kunststoffprodukte sind allgegenwärtig, aber haben Sie sich jemals gefragt, wie große, hohle Kunststoffgegenstände wie Wasserbehälter oder Kajaks hergestellt werden?ist der Schlüsselprozess hinter diesen Produkten. Mit seinen einzigartigen Vorteilen zeichnet sich diese Methode unter den verschiedenen Kunststoffformtechniken aus.Ausrüstung, Materialien, Anwendungen, Vor- und Nachteile und Designüberlegungen.

1Definition und Grundprinzipien des Rotationsformens

Das Rotationsformen oder Rotomolding ist ein Herstellungsprozess, mit dem hohle Kunststoffprodukte hergestellt werden.Das Grundprinzip besteht darin, eine bestimmte Menge Plastikpulver oder flüssiges Harz in eine Form zu steckenWährend der Rotation beschichtet das Kunststoffmaterial die inneren Wände der Form durch die Schwerkraft gleichmäßig und bildet eine gleichmäßige geschmolzenen Schicht.Die Form wird dann abgekühlt, während sie sich immer noch dreht, um den Kunststoff zu verfestigenSchließlich wird die Rotation gestoppt, die Form geöffnet und das fertige Kunststoffprodukt entfernt.

Im Gegensatz zu anderen Kunststoffformverfahren wie Spritzgießen oder Blasgießen ist das Rotationsgießen ein Niederdruck- oder Druckfreiverfahren.Dies führt zu relativ niedrigeren Produktionskosten für Formen und ermöglicht die Schaffung großer, komplexe Formen ohne komplizierte Formen.

2. Der Rotationsformprozess

Der Rotationsformprozess besteht aus vier Hauptschritten:

• Beförderung:In die Form, die normalerweise aus zwei oder mehr Teilen besteht, wird eine genaue Menge Kunststoffpulver oder flüssiges Harz geladen, um sie leicht zu füllen und zu entfalten.Dieser Schritt kann manuell oder mit automatisierten Systemen durchgeführt werden.
• Heizung und Drehung:Die gefüllte Form wird in einen Heizofen gelegt und entlang zwei senkrechter Achsen gedreht.Drehgeschwindigkeiten werden niedrig gehalten, um eine gleichmäßige Beschichtung der inneren Wände der Form zu gewährleistenDie Dauer der Erwärmung und Rotation hängt von der Größe, Form und Wandstärke des Produkts ab.
• Kühlung:Nach dem Erhitzen wird die Form in eine Kühlstation gebracht, wo sie sich weiter dreht, während sie durch Luft, Wasser oder Öl gekühlt wird.Da eine zu schnelle Abkühlung zu Verformungen oder Schrumpfungen führen kann.
• Entladen:Sobald der Kunststoff vollständig verfestigt ist, stoppt die Drehung und die Form wird geöffnet, um das fertige Produkt zu entfernen.Ausfallmaterial zu schneiden) kann folgen.

3. Rotationsformgeräte

Rotationsformgeräte umfassen Formen, Heizöfen, Kühlsysteme und Steuerungssysteme.

• Rock and Roll-Maschinen:Ideal für lange, schmale Produkte wie Kajaks oder Kanus. Diese Maschinen verwenden eine geneigte Achse zur Drehung und verfügen oft über kleinere Heizkammern, um Kosten zu senken.
• Schaltmaschinen:Ausgestattet mit mehreren Armen zur unabhängigen Drehung von Formen zwischen Heiz- und Kühlstationen, geeignet für die mittlere Produktion.
• Karussellmaschinen:Der häufigste Typ, mit mehreren Armen und Arbeitsplätzen (z. B. Heizung, Kühlung, Be- und Entladen) für die kontinuierliche Produktion.
• Maschinen für die Herstellung von Muscheln:Kompakte Einarmmaschinen, die Heizung und Kühlung in einer Kammer durchführen, ideal für Prototypen oder Kleinproduktion.
• Abwurf-Arm-MaschinenPlatz- und Energieeffizienz, geeignet für kleinere Arbeitsplätze.
• Schwingarmmaschinen:Sie kann bis zu vier unabhängig drehende Arme aufnehmen und bietet Flexibilität für längere Kühlzyklen oder Anwendungen mit hoher Wartung.

4. Materialien, die bei der Rotationsformung verwendet werden

Zu den gängigen Rotationsformmaterialien gehören thermoplastische Pulver wie:

• Polyethylen (PE):Das am weitesten verbreitete Material aufgrund seiner Haltbarkeit, Bearbeitungsfreundlichkeit und geringen Kosten.
• Polypropylen (PP):Bietet höhere Festigkeit und chemische Beständigkeit für anspruchsvolle Anwendungen.
• Polyvinylchlorid (PVC):Bekannt für Wetterbeständigkeit und Flammschutz, geeignet für den Außenbereich.
• mit einer Breite von mehr als 20 mm,Bietet hohe Festigkeit, Verschleißbeständigkeit und Wärmetoleranz für technische Anwendungen.

Die Materialien müssen fein pulverisiert und thermisch stabil sein, um eine Zerfallserhöhung bei Erhitzen zu verhindern.

5. Anwendungen des Rotationsformens

Die Rotationsformung wird in verschiedenen Branchen zur Herstellung hohler Kunststoffprodukte eingesetzt, darunter:

• Aufbewahrungsanlagen:Für Flüssigkeiten oder Gase (z. B. Wasser, Chemikalien, Kraftstoff) mit einem Fassungsvermögen von bis zu 50.000 Liter.
• Industriebehälter:Kisten, Paletten und Kühlkästen für Transport und Lagerung.
• Ausrüstung für den AußenbereichKajaks, Gartenmöbel, Verkehrskegel und Spielplatzstrukturen.
• Dekorationsartikel:Designermöbel, Pflanzmaschinen und Kunstwerke.
• Automobil und Marine:Treibstofftanks, Lkw-Fendern und Schwimmmittel.

6Vorteile des Rotationsformens

• Kostengünstige Formen, da kein hoher Druck besteht.
• Gleichmäßige Wandstärke durch zweiachsige Drehung.
• Fähigkeit, komplexe Formen mit Einlagen, Texturen oder komplizierten Designs zu erstellen.
• Skalierbarkeit von kleinen Gegenständen bis hin zu großen Tanks.
• Minimale Materialverschwendung, wobei der Überschuss oft recycelt werden kann.

7. Nachteile des Rotationsformens

• Längere Zykluszeiten im Vergleich zu Verfahren wie Spritzgießen.
• Beschränkt auf thermoplastische Pulver, die hohen Temperaturen standhalten.
• Es ist arbeitsintensiv und erfordert qualifizierte Bediener.
• Verringerte Wiederholbarkeit aufgrund von Schimmelnutzung (Weichmetallschimmel müssen möglicherweise nach ~ 3.000 Zyklen neu aufgebaut werden).

8. Konstruktionsüberlegungen für das Rotationsformen

Zu den wichtigsten Konstruktionsfaktoren gehören:

• Wanddicke:Natürlich einheitlich, mit dickeren Ecken für zusätzliche Festigkeit an Stresspunkten.
• Verstärkung:Hohle Rippen können die Struktureffizienz verbessern.
• Formentwurf:Normalerweise Aluminium oder Stahl, um Haltbarkeit und Kosten auszugleichen.
• Schrumpfung und Zugwinkel:Die Entwurfswinkel erleichtern die Abformung, während die Formen die abkühlbedingte Schrumpfung berücksichtigen müssen.

9Schlussfolgerung.

Das Rotationsgussverfahren ist ein vielseitiges, kostengünstiges Verfahren, das sich ideal für langlebige, hohle Kunststoffteile mit komplexen Geometrien eignet.Seine Fähigkeit, gleichmäßige Wandstärken und komplizierte Designs zu erzeugen, bietet deutliche VorteileFür Unternehmen, die eine kleine Produktionsmenge benötigen und eine flexible Konstruktion benötigen, bleibt die Rotationsformung eine ausgezeichnete Wahl.