滾塑成型技術及發(fā)展
滾塑成型技術及發(fā)展
滾塑成型工藝自上世紀30年代問世以來，經(jīng)過60多年的發(fā)展，其設備與工藝日趨完善。從小巧的兒童玩具到常見的汽車塑料件直至龐大的工程塑料製品，特彆是超大型及非標異型中空塑料製品，由於其它塑料加工工藝本身特性的限製，現(xiàn)在還隻能依靠滾塑成型工藝才能完成。目前，滾塑成型工藝已成為塑料成型加工工藝中的重要分支。
滾塑成型又稱旋塑、旋轉成型、旋轉模塑、旋轉鑄塑、回轉成型等。滾塑成型工藝是先將塑料原料加入模具中，然後模具沿兩垂直軸不斷旋轉並使之加熱，使模內(nèi)的塑料原料在重力和熱能的作用下，逐漸均勻地塗布、熔融粘附於模腔的整個表麵上，成型為所需要的形狀，再經(jīng)冷卻定型、脫模，*後獲得製品。
風機外殼
電動車外殼
塑料及其複合材料的加工成型工藝有很多種，除了我們常見的擠出、注射、吹塑成型等工藝外，滾塑也是塑料製品的一種加工方法。目前，國外滾塑工業(yè)發(fā)展很快，而國內(nèi)由於各種因素，如較慢的加工周期及所用材料的限製，滾塑工業(yè)發(fā)展速度低於其他塑料成型加工行業(yè)。
傳統(tǒng)上，滾塑主要應用於熱塑性材料上，近年來，可交聯(lián)聚乙烯等熱固性材料的滾塑成型也發(fā)展很快。由於滾塑並不需要較高的注射壓力、較高的剪切速率或**的聚合物計量器，因此，模具和機器都比較低廉，而且使用壽命也較長。
生產(chǎn)過程
滾塑成型的基本加工過程很簡單，就是將粉末狀或液狀聚合物放在模具裡，加熱同時圍繞兩個垂直軸旋轉（自轉和公轉），然後冷卻。在加熱階段的*初，如果用的是粉末狀材料，則先在模具表麵形成多孔層，然後隨循環(huán)過程漸漸熔融，*後形成均勻厚度的均相層；如果用的是液體材料，則先流動和塗覆在模具表麵，當達到凝膠點時則完全停止流動。模具隨後轉入冷卻工區(qū)，通過強製通風或噴水冷卻，然後被放置於工作區(qū)，在這裡，模具被打開，完成的製件被取走，接著再進行下一輪循環(huán)。
設計優(yōu)勢
與其他模具工藝相比，滾塑工藝為我們提供了更多的設計空間。在正確的設計理念之下，我們可以將幾部分零件組合成一個完整的模具，這種做法大大降低了高昂的裝配成本。
滾塑製作程序還包括一係列的固有設計思維方式，諸如如何調和側壁厚度，如何強化外部設置。如果還需要添加一些附屬設計的話，那麼我們還可以將加強肋線這一環(huán)節(jié)添加到設計之中。
滾塑大圓球
玩具
桶
滾塑工藝為產(chǎn)品注入了設計者們的無儘想象。設計師們可以在製作工藝過程中選擇*好的製作材料，其中包括食品及**總局認可的各種材料。製作過程中放入的添加劑可以有效地抵禦氣候的侵襲、靜電的乾擾等外界客觀因素。在設計過程中，插入口、螺紋、把手、倒陷裝置，**的表麵設計都是其中的看點之一。設計師們同樣也可以設計成多牆式模具，其內(nèi)部既可以是中空，又可以是填滿了泡沫。
成本優(yōu)勢
當成本也成為我們考慮的因素之一時，滾塑工藝比其它類型的工藝更具有市場優(yōu)勢。在與吹塑工藝和注塑工藝對比時，滾塑工藝更能夠在有效成本範圍內(nèi)輕而易舉地生產(chǎn)出大小不同的部件。它的模具相對來說也要低廉許多，因為它冇有一些內(nèi)部核心需要製作完成。而且在冇有內(nèi)部核心的情況下，隻要一點小小的變化就可以製作成另一個模型。
由於製作過程中的各個部件都是在高溫與旋轉的工藝流程下*終成型的，不同於那些在重壓之下形成的部件，因此滾塑模具不需要像注塑工藝那樣還需要經(jīng)過特彆加工才可以經(jīng)受住重壓的考驗。
至於用來生產(chǎn)轉換產(chǎn)品的生產(chǎn)成本目前也有所下降，因為輕型塑料要想轉換成重型塑料，往往需要耗費更多的原材料。對於滾塑工藝來說，節(jié)省消耗成本的單一型原模將是其未來的高產(chǎn)量發(fā)展走向。
特點
滾塑工藝的特點主要有：
·滾塑模具成本低 — 同等規(guī)格大小的產(chǎn)品，滾塑模具的成本約是吹塑、注塑模具成本的1/3到1/4，適合成型大型塑料製品；
·滾塑產(chǎn)品邊緣強度好 — 滾塑可以實現(xiàn)產(chǎn)品邊緣的厚度超過5個毫米，徹底解決中空產(chǎn)品邊緣較薄的問題；
·滾塑可以安置各種鑲嵌件；
·滾塑產(chǎn)品的形狀可以非常複雜，且厚度可超過5個毫米以上；
·滾塑可以生產(chǎn)全封閉產(chǎn)品；
·滾塑產(chǎn)品可以填充發(fā)泡材料，實現(xiàn)保溫；
·無須調整模具，滾塑產(chǎn)品的壁厚可以自由調整（2mm以上）。
滾塑成型也有其缺點：因材料須經(jīng)過研磨粉碎，成本提高；加工周期較長，因而不適於大批量生產(chǎn)；可用的塑料品種較少；開合模具屬於較繁重的體力勞動。
應用
目前，滾塑製品可應用於交通工具、交通**設施、娛樂業(yè)、江河航道疏浚、建築業(yè)、水處理、*藥食品、電子、化工、水產(chǎn)養(yǎng)殖、紡織印染等行業(yè)。
容器類滾塑製件
這類塑料製件廣泛用於儲存和供料箱，貯水槽、各種工業(yè)用化學品儲存和運輸容器，如酸、堿、鹽、化學肥料、農(nóng)藥貯槽，化工企業(yè)、工業(yè)塗裝、稀土製取中的洗槽、反應罐、周轉箱、垃圾箱、化糞池、生活水箱等等。
交通工具用滾塑製件
主要是應用聚乙烯和聚氯乙烯糊樹脂，滾塑各種汽車用件，如空調彎管、旋渦管、靠背、扶手、油箱、擋泥板、門框和變速桿蓋、蓄電池殼體，雪上汽車和摩托的燃料箱、飛機油箱、遊艇及其水箱、小船以及船和船塢之間的緩衝吸震器等。
體育器材、玩具、工藝品類滾塑製件
主要有聚氯乙烯糊滾塑的各種製件，如水球、浮球、小遊泳池、娛樂艇及其水箱、自行車座墊、滾塑碼垛盤、衝浪板等等。玩具如小馬、洋娃娃、玩具砂箱、時裝模特模型、工藝品等。
各類大型或非標類滾塑製件
擱物架、機器外殼、防護罩、燈罩、農(nóng)用噴霧器、家具、獨木舟、野營車輛頂篷、運動場裝置、種植機、浴室、廁所、電話間、廣告展示牌、椅子、公路隔離墩、交通錐、河海浮標、防撞桶以及建築施工屏障等等
從產(chǎn)品的層次看，滾塑製品已經(jīng)從普通的民用品向關鍵工業(yè)品發(fā)展，其功能也從單一的容器性能向結構性能轉變。隨著滾塑設備及模具的發(fā)展，滾塑製品的結構複雜程度已經(jīng)發(fā)展到超乎想象的地步，甚至可以說注塑、吹塑、擠塑等工藝無法完成的製品，完全可以通過滾塑來完成，製品的幾何尺寸已經(jīng)完全能做到從0.5L到50M3。如果冇有受到運輸條件的限製，甚至可以做到更大。從產(chǎn)品的分類看，大致可分為圓柱形水箱（0.25M3~
50M3）、圓臺形敞口桶（20L~3000L）、方形敞口桶（30L~2000L），隨著功能的需要，還可成型為閉口式的各類容器，以適應不同行業(yè)的需要。滾塑產(chǎn)品的缺點是：產(chǎn)品單件成本高、生產(chǎn)效率低，如果冇有專門設備很難形成大批量生產(chǎn)，並且由於重量輕、體積大、運輸成本較高。
牙科前罩
我國滾塑行業(yè)存在的問題
同國外滾塑業(yè)相比，我國滾塑行業(yè)雖然發(fā)展勢頭猛，但總體規(guī)模小、技術水平較低，要做大必須突破三大“瓶頸”。
設備
滾塑成型是依靠模具高速旋轉的離心力，使原料均勻分布在模具內(nèi)壁，為常壓成型，因而製品殘餘應力低，不會產(chǎn)生翹曲等缺陷，而且模具也可大大簡化，從而顯著降低製造成本，成為生產(chǎn)中型、大型或超大型全封閉與半封閉空心無縫容器*具競爭力的方法。
該成型方法*大的優(yōu)點是模具簡單，成本低廉。它用得*多的是生產(chǎn)大型中空製品，但相應需要較大型生產(chǎn)設備和設計合理的模具。滾塑成型必須要保證其在旋轉過程中模具各部位的受熱均勻，這一技術難點恰恰是國產(chǎn)設備與國外設備差距*大的地方。尤其是在一些大型滾塑製品生產(chǎn)過程中，受熱不勻往往導致產(chǎn)品局部收縮不同，衝擊強度減弱，使成品質量大打折扣。在模具設計方麵，儘管滾塑由於壓力小而對模具壓力要求較低，但為了保證原料良好的流動性，模具設計需要合理簡潔，而國內(nèi)塑料模具設計水平往往難以讓人滿意。
由於這些原因，我國滾塑製品企業(yè)的生產(chǎn)設備和模具80％以上從國外引進，這加大了我國滾塑製品的生產(chǎn)成本，使?jié)L塑設備成本低的優(yōu)點難以顯現(xiàn)，影響了我國滾塑工藝的應用發(fā)展。
原料
與其他成型方法相比，滾塑更適合成型無接縫大型塑料製品。滾塑成型使用粉狀顆粒原料，是粉末塑料成型工藝中極有競爭力的成型方法。但同時，它對粉料的顆粒大小、表麵光潔度都有較高要求，同時要求原料具有極好的流動性和熱穩(wěn)定性。目前90％的滾塑製品是使用滾塑專用聚乙烯原料生產(chǎn)，而國內(nèi)能生產(chǎn)滾塑專用料的廠商很少，目前主要依靠進口。
目前，**滾塑用樹脂消耗量已占樹脂總產(chǎn)量的8％～9％，而我國不足1％，這表明我國滾塑專用料的增長空間十分巨大。因此，提高滾塑專用料產(chǎn)量，增加產(chǎn)品品種，既是擺在廣大石化企業(yè)麵前的嚴峻課題，也是很好的發(fā)展機遇。
人才
滾塑成型非常適合生產(chǎn)小批量、多品種、多顏色大型中空塑料製品，如體育用品、公路護欄，用於公園藝術設計的發(fā)光球體、船和流動碼頭、真空清潔器和其他各種有價值的消費品。它屬於附加值較高的加工工藝，在當今塑料製品少量多樣化發(fā)展趨勢下，其發(fā)展前景更為看好。
但是，我國滾塑行業(yè)專業(yè)人才卻非常少，與從事注塑、擠出等工藝研究的專業(yè)人員相比，從事滾塑工藝研究的人才難尋。目前我國滾塑人才基本都是在各個企業(yè)靠自行摸索研究而成長起來的，數(shù)量不多，而且滾塑理論研究基本處於空白，這對行業(yè)的長遠發(fā)展是十分不利的。另外，人才的缺乏，也使?jié)L塑行業(yè)整體水平難以提高，已經(jīng)成為我國滾塑業(yè)發(fā)展的軟肋。
發(fā)展趨勢
滾塑成型技術的研究雖然取得了較大的成績，但是與注塑、擠出（中空吹塑）成型相比還存在很多不足。滾塑成型的發(fā)展趨勢主要集中在以下幾個方麵：一是對滾塑成型的加熱和冷卻過程的熱傳導進行計算機模擬，建立相應的數(shù)學模型，用自動化技術對各項工藝參數(shù)進行精密控製；二是解決製品的翹曲和收縮，消除製品氣泡，縮短加工周期。近年來，較有效的工藝改進是選擇適當?shù)臅r間給模內(nèi)充壓（約69kPa），可使加工周期縮短25%，同時氣泡大大減少，提高了製品的韌性。此外，向模內(nèi)通入流動空氣，降低模具內(nèi)、外壁與塑料製品之間的溫度梯度，從而在加強冷卻的同時減少由溫差引起的製品結晶結構的差異而導致的翹曲變形；三是開發(fā)新技術、新材料、新裝備。
目前，國外的一些公司在滾塑成型用樹脂和專用助劑的研發(fā)上已取得了進展。新開發(fā)的樹脂流動性及韌性好，耐環(huán)境應力開裂可達1000h以上。滾塑發(fā)泡成型、滾塑交聯(lián)成型、滾塑多層複合成型技術也得到了開發(fā)。
滾塑成型是生產(chǎn)大型中空塑料製品*經(jīng)濟而有效的方法。要在國內(nèi)深入推廣應用滾塑成型,就必須吸收國外的**技術,開發(fā)更多更好的滾塑原料,提高滾塑設備的自動化水平,縮短模具設計與製造周期，使?jié)L塑與注塑、擠塑等其他加工技術齊頭並進
