مقایسه هزینه های چرخش در مقابل قالب گیری با ضربه برای قطعات پلاستیکی بزرگ

در دنیای تولید پلاستیک، اجزای توخالی نقش محوری ایفا می‌کنند. از مخازن ذخیره بزرگ گرفته تا اسباب‌بازی‌های کودکان، قطعات خودرو گرفته تا تجهیزات پزشکی، قطعات پلاستیکی توخالی همه‌جا حاضر هستند. دو فرآیند تولید اصلی در این فضا غالب هستند: قالب‌گیری چرخشی (قالب‌گیری روتو) و قالب‌گیری دمشی. هر روش مزایای متمایزی را ارائه می‌دهد و انتخاب بین آنها به طور قابل توجهی بر هزینه محصول، کیفیت، راندمان تولید و انعطاف‌پذیری طراحی تأثیر می‌گذارد.

قالب‌گیری چرخشی، که به عنوان روتومولدینگ نیز شناخته می‌شود، فرآیندی است که از پودر ترموپلاستیک یا رزین مایع استفاده می‌کند که در داخل یک قالب چرخان حرارت داده می‌شود تا زمانی که به طور یکنواخت سطوح داخلی را بپوشاند، سپس خنک می‌شود تا یک قطعه توخالی تشکیل شود. این روش که توسط گرانش هدایت می‌شود، به فشار بالا نیاز ندارد و آن را از سایر تکنیک‌های شکل‌دهی پلاستیک متمایز می‌کند.

فرآیند قالب‌گیری چرخشی از چهار مرحله کلیدی تشکیل شده است:

• بارگیری:مواد پلاستیکی اندازه‌گیری شده دقیق (معمولاً پلی اتیلن یا پلی پروپیلن) در قالب قرار می‌گیرد.
• گرمایش:قالب در یک کوره در دمای 200-400 درجه سانتی‌گراد به صورت دو محوره می‌چرخد و باعث می‌شود مواد ذوب شده و داخل آن را بپوشاند.
• سرد کردن:در حالی که قالب به چرخش خود ادامه می‌دهد، برای جامد شدن پلاستیک خنک می‌شود.
• تخلیه:قطعه تمام شده از قالب خارج شده و تحت هرگونه پردازش پس از آن قرار می‌گیرد.

• هزینه‌های کم ابزار (قالب‌های آلومینیومی یا ورقه‌ای)
• انعطاف‌پذیری طراحی عالی برای هندسه‌های پیچیده
• ضخامت دیواره ثابت، حتی در قطعات بزرگ
• حداقل تنش باقی‌مانده در محصولات نهایی
• قابلیت تولید ساختارهای چند لایه

• زمان‌های چرخه طولانی‌تر (دقیقه تا ساعت در هر قطعه)
• انتخاب مواد محدود (عمدتاً پلی الفین‌ها)
• دقت ابعادی کمتر در مقایسه با سایر روش‌ها
• مصرف انرژی بالاتر در هر قطعه

قالب‌گیری چرخشی در تولید قطعات بزرگ و پیچیده از جمله مخازن ذخیره، تجهیزات زمین بازی، موانع ترافیکی، ظروف کشاورزی و محصولات سفارشی که به حجم تولید کم تا متوسط نیاز دارند، عالی است.

قالب‌گیری دمشی قطعات توخالی را با باد کردن یک پاریسون پلاستیکی گرم شده (لوله) در داخل حفره قالب ایجاد می‌کند. این فرآیند، که از نظر مفهومی شبیه باد کردن یک بادکنک است، در سه نوع اصلی وجود دارد: قالب‌گیری دمشی اکستروژن، قالب‌گیری دمشی تزریقی و قالب‌گیری دمشی کششی.

• قالب‌گیری دمشی اکستروژن:متداول‌ترین روش که در آن پلاستیک به طور مداوم به عنوان یک پاریسون اکسترود می‌شود
• قالب‌گیری دمشی تزریقی:دقت بالاتری را برای قطعات کوچک و پیچیده ارائه می‌دهد
• قالب‌گیری دمشی کششی:کشش محوری را با دمیدن شعاعی برای بهبود خواص مواد ترکیب می‌کند

• نرخ تولید بالا (ثانیه در هر قطعه)
• هزینه‌های کم در واحد در مقیاس
• سازگاری گسترده مواد
• نسبت وزن به استحکام عالی
• کیفیت سطح خوب

• هزینه‌های اولیه ابزار بالاتر (قالب‌های فولادی)
• محدودیت‌های طراحی برای هندسه‌های پیچیده
• پتانسیل برای تغییر ضخامت دیواره
• محدود به اندازه‌های قطعات کوچکتر در مقایسه با روتومولدینگ

قالب‌گیری دمشی بر تولید انبوه ظروف (بطری‌ها، شیشه‌ها، درام‌ها)، اجزای خودرو (مخازن سوخت، مجراها)، اسباب‌بازی‌ها، مبلمان و دستگاه‌های پزشکی که در آن حجم بالا و کیفیت ثابت از اهمیت بالایی برخوردار است، غالب است.

انتخاب بین این فرآیندها مستلزم بررسی دقیق موارد زیر است:

• حجم سالانه:روتومولدینگ برای دسته‌های کوچک‌تر؛ قالب‌گیری دمشی برای تولید انبوه
• اندازه قطعه:روتومولدینگ ابعاد بزرگ‌تری را در خود جای می‌دهد
• پیچیدگی هندسی:روتومولدینگ طرح‌های پیچیده را بهتر مدیریت می‌کند
• الزامات مواد:قالب‌گیری دمشی انتخاب پلیمر گسترده‌تری را ارائه می‌دهد
• محدودیت‌های بودجه:روتومولدینگ هزینه‌های اولیه کمتری دارد

• ضخامت دیواره حداقل معمولاً 3 میلی‌متر است
• توصیه می‌شود زوایای پیش‌نویس 3-5 درجه
• قرار دادن استراتژیک دنده‌های تقویت‌کننده
• فیلت‌های سخاوتمندانه برای جلوگیری از تمرکز تنش

• دیوارهای نازک‌تر ممکن است (با تأیید استحکام)
• زوایای پیش‌نویس 1-3 درجه کافی است
• بررسی دقیق خطوط جدایی
• ویژگی‌های طراحی برای به حداقل رساندن تشکیل فلش

هر دو فرآیند از ترموپلاستیک‌های مختلف استفاده می‌کنند، با پلی اتیلن (PE) که بر هر دو روش غالب است، به دلیل تعادل عالی خواص و قابلیت پردازش آن. پلی پروپیلن (PP) مقاومت در برابر دمای بالاتری را ارائه می‌دهد، در حالی که رزین‌های مهندسی مانند پلی کربنات (PC) و نایلون (PA) عملکرد مکانیکی بهبود یافته‌ای را برای کاربردهای سخت ارائه می‌دهند.

قالب‌گیری چرخشی و قالب‌گیری دمشی در تولید قطعات پلاستیکی توخالی، جایگاه‌های متمایزی را ارائه می‌دهند. روتومولدینگ انعطاف‌پذیری بی‌نظیری را برای محصولات بزرگ، پیچیده و با حجم کم تا متوسط فراهم می‌کند، در حالی که قالب‌گیری دمشی مزایای اقتصادی را برای تولید انبوه ظروف و اجزای کوچک‌تر ارائه می‌دهد. انتخاب بهینه به ارزیابی کامل الزامات فنی، حجم تولید و محدودیت‌های بودجه بستگی دارد.