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1、滚塑成型技术加工大型PE中空塑料制品的方法作者：佚名文章来源：不详点击数：1718摘要:本文概述了滚塑成型的基本原理、工艺特点和模具设计要点.研究了用LOM原型覆膜技术快速精密铸造滚塑用铸铝模的工艺方法,并展望了计算机模拟与控制技术在滚塑成型中的应用前景. 滚塑成型又称为旋转成型(RotationalMoulding),它是将定量的粉状树脂装入冷态的模具中,由滚塑机带动模具绕两根互相垂直的转轴进行缓慢的公转和自转,同时用外加热源加热模具,从而使树脂粉末熔融并借助自身的重力均匀地涂布于整个模具内腔表面,最后经冷却脱模后得到中空制品的方法［1］. 滚塑成型起
2、源于20世纪40年代,与传统的中空塑料制品成型方法(如注塑、吹塑、热成型等)相比,滚塑成型在投资成本、装备制造周期及工艺灵活性等方面的优势是其它成型方法所无法比拟的(见表1)［2,3］.因而在国外滚塑成型早已形成工业化生产,近年来更是以10～15％的年增长率持续递增［4］,成为小批量生产中、大型或超大型全封闭与半封闭的空心无缝容器的最理想、最经济、最有效的方法.我国从90年代中期才开始引进滚塑成型设备,有关滚塑原料、机械、模具及工艺等方面尚有许多值得探索与研究的课题.表1 滚塑成型与其它成型方法的比较Tab.1 Comparisonbetweenrotati
3、onalmouldingandotherformingmethods项 目滚塑成型注射成型吹塑成型热成型说 明设备成本◎×○○ 模具成本◎×○○滚塑属无压成型,对模具材质强度要求低成型速度○◎○○滚塑时粉料熔融→涂布→冷却周期较长成型压力◎×○○滚塑时粉料仅依靠自身重力成型大批量生产×◎○○滚塑的单件生产周期较长,自动化程度不高多品种生产◎×××一台滚塑机上可同时安装多个不同的模具制品表面状态○◎○○ 制品厚度调整◎×××滚塑时只需改变粉料加入量和模具供热状态制品色泽更换◎××◎滚塑时只需调整粉料颜色并清理模腔大容器成型◎××○ 带嵌件成型◎◎××滚
4、塑时可在模具中设置活动嵌件多层复合成型◎×○○滚塑时可采用不同的材料组合细口制件成型◎×○×滚塑模的分开壳体结构对脱模有利后加工性◎◎×○ 注 ◎:好或有利;○:一般;×:差或不利1 滚塑模具设计概要 模具是滚塑成型中不可缺少的重要装备.合理设计滚塑模具结构和正确选用模具材料是获取表面光洁无气泡、壁厚均匀无应力的优质制品的首要保证.1.1 滚塑模具结构设计 滚塑模具是一个内腔形状与塑料制品外形相符的薄壁壳体.为方便脱模,在制品的最大截面处设有一个或多个分模面,并在分模处设置有C形夹头等快速装夹的卡具,以保证成型过程中不溢料,成型结束后又能快速
5、取出制品和重新加料.同时,为了将加热过程中模内受热膨胀的空气以及熔融物料内低分子化合物分解产生的大量气体排出模腔,滚塑模具必须在模具上盖或有孔的地方设置排气管,以免模具受压或制品表面起泡.排气管一般采用薄壁的金属氟塑料管,管子直径由制品尺寸和物料性能决定(一般薄壁制品按每立方米模具体积10～12mm孔径设定［5］),管子长度应保证其末端伸入到模腔中心.为避免在旋转时树脂粉末从排气口溢出,内管口要用玻璃丝、钢丝绒、石墨粉等充填. 笔者所面对的滚塑制品是直径为750mm、壁厚为10mm的聚乙烯塑料弯管、三通管以及圆球体、椭球体、立方体、多面体等,各个制品都有全
6、封闭的、敞口的以及局部开口的多种变化形式.为降低生产成本,模具设计时尽量做到一模多用,即在模具大结构不变的情况下,通过局部零件的拆换生产出不同样式的制品.如在图2所示的模具中,采用氟塑料(F4)或石棉板做成绝缘隔热盖(小孔用堵头)衬在模具内的相应位置上,使熔融物料无法粘模,冷却脱模后就可得到敞口或局部开口的塑料制件;而将此隔热盖换成金属盖,则可获得全封闭制件.1.2 模具材料选择和壁厚设计 滚塑成型对模具材质强度要求不高,但必须具有良好的热传导性,并能抵挡频繁加热与冷却过程中的应力交替.显然低碳钢、铝、不锈钢等都是理想的制模材料.模具壳体的壁厚设计按常压容
7、器的设计规范进行,即从刚度计算出发,结合制品厚度、加热方式及制模方法等综合考虑. 针对前述滚塑制品的特征,为了保证过渡曲面的成形质量,同时尽可能地降低模具成本,我们在设计时对具有复杂曲面的管道、球体等采用了5～8mm厚度的铸造铝合金(ZL111)模具,而对形状相对简单的立方体、多面体等采用了3～5mm的不锈钢板经板金加工后焊接而成的模具,在实际生产中取得了良好的效果.2 铸铝模的快速精密铸造 用传统的砂型铸造生产的铸件精度低、制模周期长,铸件表面质量更无法达到滚塑模的要求,铸后还需人工打磨抛光.因此,生产滚塑用铸铝模就必须采用精密铸造方法,同时引入快速制
8、模技术,缩短模具的制造周期.只有这样,滚塑成型投资少
