Список тематических статей

Ротационное формование

При ротационном формовании (РФ) дозированную по объему или массе порцию материала загружают в полую металлическую форму, которую герметично закрывают и приводят во вращение в одной или в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Одновременно форму нагревают в печи таким образом, чтобы полимер  расплавился или набух в пластификаторе. Материал равномерно распределяется по внутренней поверхности формы, гомогенизируется и образует на поверхности горячее тонкое монолитное покрытие, которое удерживается центробежными силами и адгезией. Затем вращающуюся форму охлаждают в специальной камере. При этом изделие затвердевает или желатинируется. Охладившуюся форму останавливают, открывают и извлекают из нее изделие, которое легко отделяется от холодной поверхности.Ротационное формование производится на установках непрерывного, или периодического действия. Неподвижная часть установки состоит из последовательно расположенных рабочих мест:

• стола, на котором осуществляется замыкание форм, их заполнение перерабатываемым материалом, а также размыкание форм и извлечение готовых изделий (иногда эти операции производятся на различных столах); 
• туннельной печи с входными и выходными дверцами; 
• охлаждающей камеры. 

Подвижная часть установки для двухосного вращения форм состоит из карусели, на которой закреплены шпиндели, представляющие собой конструкцию из внутреннего и наружного полого валов с приводом. Внутренний вал вращает формы в вертикальной плоскости, а наружный — через систему конических шестерен — в горизонтальной. Частота вращения наружного вала не более 32 об/мин, внутреннего — не более 12 об/мин. Карусель обычно оснащают тремя шпинделями, на площадках которых устанавливают от 1 до 48 форм. В трёхшпиндельных установках карусель поворачивается через определенный промежуток времени на 120°. При этом один шпиндель попадает на рабочий стол для извлечения готового изделия и заполнения формы материалом, другой находится в это же время в печи, а третий — в охлаждающей камере. В многошпиндельных установках в нагревательной печи могут находиться несколько шпинделей с формами одновременно, что позволяет увеличить длительность нагрева или повысить производительность установки. Существуют и другие конструкции установок для РФ. Иногда стол для замыкания и заполнения форм, печь, охлаждающую камеру, и стол для извлечения готовых изделий располагают по вершинам прямоугольника, а шпиндели перемещаются между ними при помощи рольганга или другого транспортирующего устройства. В конструкциях маятникового типа шпиндель с установленными на нем формами совершает качательное движение между печью и охлаждающей камерой.

Стол для загрузки и разгрузки форм находится между ними. Формы нагревают в печи горячим воздухом, в открытом газовом пламени, ИК-лучами или расплавами солей. Наибольшее распространение получил обогрев горячим воздухом, который эффективен при толщине изделий не более 15 мм. ИК-облучение применяют для обогрева одиночных форм простой конструкции. При обогреве солями смесь КN03 и NaNО3 плавится при 30 °С и нагнетается насосом в верхнюю часть печи, откуда разбрызгивается на вращающиеся формы. Охлаждающие камеры оборудуют душами, из которых на формы подается холодная вода, и периодически открывающимися и закрывающимися дверцами. Иногда охлаждение форм осуществляют не в камере, а на оборудованной душами открытой площадке. На простейших одношпиндельных установках иногда отсутствуют печи и охлаждающие камеры, а формы оснащают рубашками. Для обогрева в рубашку подают теплоноситель, для охлаждения — холодную воду или минеральное масло. Возможна также подача холодной воды или холодного влажного воздуха непосредственно внутрь формы, если изделие имеет отверстия. Формы изготовляют из литого алюминия, листов мягкой стали или сплава гальванической меди и никеля. Алюминиевые формы пригодны для производства изделий сложной конфигурации, а также для имеющих линии разъема более чем в одной плоскости. Сварные формы из листовой стали применяют для выпуска крупногабаритных изделий простой конфигурации с невысоким качеством поверхности.

Они обладают значительной жесткостью и обеспечивают герметичность по линии разъема. Из сплава меди с никелем изготовляют небольшие формы, которые используют для производства из пластизолей малогабаритных изделий с высоким качеством поверхности. Формы могут оснащаться патрубком для удаления летучих веществ из формующей полости, а также загрузочным устройством с пружинным клапаном игольчатого типа (если материал загружается в закрытую форму). Внутренняя поверхность форм обрабатывается по высокому классу точности, так как от этого зависит качество поверхности изготовляемых изделий.  Методом Ротационного формования изготовляют детали приборов, детские игрушки, манекены, поплавки, шприцы, канистры и баки объемом до 1000 л и др. изделия, а также наносят покрытия на внутренние поверхности различных сосудов. РФ перспективно для производства крупногабаритных изделий из полиэтилена, например цистерн емкостью до 50 тыс. л, и для получения изделий из пенопластов. Ротационное формование имеет некоторые преимущества перед другими методами изготовления полых изделий — литьем под давлением и экструзионно-раздувным формованием:

• простота изготовления крупногабаритных изде-
  лий сложной замкнутой формы и многослойных
  конструкций;
• возможность получения изделий с постоянной
  толщиной стенок;
• отсутствие отходов материала;
• отсутствие внутренних напряжений в готовых
  изделиях;
• простота и дешевизна оборудования;
• высокая экономичность. 

Основной недостаток ротационного формования — длительность процесса. Впервые процесс ротационного формования для изготовления большемерной пластиковой тары был разработан и применен в Италии в 50-е годы ХХ века.