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专业知识

滚塑成型工艺详述

  滚塑工艺是塑料成型加工中的重要分支,自上世纪40年代问世以来,经过半个多世纪的发展,其设备与工艺日趋完善,在欧州发达国家得到广泛应用,从小巧的儿童玩具到汽车塑料件、直至庞大的工程塑料制品。特别是大型及异型中空的制品,由于传统工艺其本身特性的限制,现在只能依靠滚塑成型工艺才能完成。

  一、滚塑成型工艺

  · 工艺原理

  先将塑料加入模具中,然后模具沿两垂直轴不断旋转并使之加热,模内的塑料在重力和热能的作用下,逐渐均匀地涂布、熔融粘附于模腔的整个表面上,成型为所需要的形状,再经过冷却定型而制得。

  · 成型过程

滚塑成型工艺详述

  二、滚塑成型的控制要点(影响因素)

  · 1、原料树脂性能的影响

  树脂粉料的流动性、粒径分布、表观密度、颗粒均对成型制品有影响。据实验分析得知:粒径分布峰值位置越高,粒子越细,制品综合性能越优。但从综合生产成本和效率考虑,生产实际一般将粒径分布峰值定在60—80之间为最好。

  · 2、加热温度和时间对滚塑成型的影响

  加热温度和加热时间的选取要受到多种因素的影响,其中最主要的有成型用树脂、模具以及制品等因素。

  例如:聚乙烯滚塑成型加热炉温度通常在 250℃~400℃,具体产品滚塑时的加热条件可经由实验确定,初始试验条件可以取 220℃,10min。

  若制品塑化不良或者制品的壁中尚残存有微小气泡(熔体夹入的气体未充分排出),则应适当延长加热时间或者适当提高加热温度;若制品颜色发黄,表明物料加热过度而产生了热氧化老化现象,需要适当地缩短加热时间或者适当降低加热温度。

  · 3、旋转速度和升温速度对滚塑成型的影响

  通常情况下,把模具的线速度控制为 6—35rpm。

  这就要看制品的形状和结构,如果是圆柱形的制品,线速度可以偏高;如果是有棱角、转角、搭子等非规则性的制品,线速度就要相应调低。如果不能正确估计所需的转速,则可以通过粉料的模具内的状态来调整转速。

  · 4、冷却对滚塑成型的影响

  冷却时整个滚塑工艺中非常重要的一环,当全部物料在模腔内熔后,即可开始保温定型。

  目前,滚塑行业的冷却方式一般有水雾冷和风冷二种。水雾冷效率较高,但产品容易产生收缩变形。风冷效率较低,但质量稳定性较好。

  · 5、脱模剂的影响

  有机硅树脂类脱模剂如应用得当,可以使制品易于从模内取出,从而提高生产效率,减少制品在脱模时可能造成的破损,而且涂布一次脱模剂可反复使用多次。

  实践可知,在涂布有机硅树脂以前,必须将模腔表面清理干净。有机硅树脂要涂布均匀,涂层不宜太厚,涂好以后要缓缓加热使溶剂挥发完毕以后,于高温(220℃一250℃)下加热2小时以上,使之交联,从而得到具有良好机械强度的脱模剂层。

  三、滚塑的主要特点

  · 优点

  1、滚塑模具成本低——同等规格大小的产品,滚塑模具的成本约是吹塑、注塑模具成本的1/3到1/4,适合大型塑料制品;

  2、滚塑产品边缘强度好——滚塑可以实现产品边缘的厚度超过5mm,彻底解决中空产品边缘较薄的问题;

  3、滚塑可以安置各种镶嵌件;

  4、滚塑产品的形状可以非常复杂,且厚度可超过5mm以上;

  5、滚塑可以生产全封闭产品;

  6、滚塑产品可以填充发泡材料,实现保温;

  7、无须调整模具,滚塑产品的壁厚可以自由调整(2mm以上);

  8、适于模塑大型及特大型制件;

  9、滚塑成型极易变换制品的颜色——滚塑成型每次将物料直接加到模具中,使物料全部进入,制品从模具中取出以后再加入下次成型所需要的物料。当我们在使用多只模具滚塑成型同一种塑料制品时,还可以在不同的模具中加入不同颜色的物料,同时滚塑出不同颜色的塑料制品;

  10、节约原材料——滚塑制品的壁厚比较均匀且倒角处稍厚,故能充分发挥物料的效能,有利于节约原材料;此外,在滚塑成型过程中,没有流道、浇口等废料,一旦调试好以后,生产过程中几乎没回炉料,因此该工艺对于物料的利用率极高。

  四、滚塑制品的应用范围

  · 1、容器类滚塑制件

  广泛用于贮水槽、各种液态化学药品的贮槽(如酸、碱、盐、化学肥料、农药等),汽油用容器(汽油贮槽及汽车、飞机用油箱),蓄电池的壳体等。

  · 2、汽车用滚塑制件

  主要是应用聚乙烯和聚氯乙烯糊树脂,滚塑成各种管件,如空调弯管、靠背、扶手等。

  · 3、体育器材及各种代用品

  主要有聚氯乙烯糊滚塑的各种制件,如水球、浮球、自行车座垫,小船以及船和船坞之间的缓冲吸震器等。

  · 4、玩具、模特儿、工艺品等

  由于滚塑模具可以采用精密浇注、电铸等工艺制造;滚塑制件表面对模具型腔表面的精细结构“复制”效果很好,因此滚塑法可以使制品作得相当精致美观,故常用于制取具有较大观赏价值的产品,特别是玩具、模特儿、工艺品等。

  · 5、各种箱体、壳体、大型管材等制件

  如周转箱、垃圾箱、机器外壳、防护罩、灯罩、浴室、厕所以及电话间、游艇等。滚塑产品在液态化学品贮运、化工企业、工业涂装、稀土制取中的洗槽、反应罐等,在河海浮标、生活水箱等领域使用也已有广泛影响。

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