روتومولدینگ چیست؟

قالب گیری چرخشی(BrEقالب گیری) شامل یک قالب توخالی گرم شده است که با بار یا وزن ماده پر شده است. سپس به آرامی چرخانده می شود (معمولاً حول دو محور عمود بر هم) و باعث می شود مواد نرم شده پراکنده شده و به دیواره های قالب بچسبند. به منظور حفظ ضخامت یکنواخت در سرتاسر قطعه، قالب همواره در طول فاز گرمایش به چرخش خود ادامه می‌دهد و همچنین از افتادگی یا تغییر شکل در مرحله سرد شدن جلوگیری می‌کند. این فرآیند در دهه 1940 روی پلاستیک ها اعمال شد، اما در سال های اولیه چندان مورد استفاده قرار نمی گرفت، زیرا فرآیند آهسته ای بود که به تعداد کمی از پلاستیک ها محدود می شد. در طول دو دهه گذشته، بهبود در کنترل فرآیند و توسعه پودرهای پلاستیکی منجر به افزایش قابل توجهی در استفاده شده است.

Rotocasting (همچنین به عنوان rotacasting شناخته می شود)، در مقایسه، از رزین های خود پخت در قالب گرم نشده استفاده می کند، اما سرعت چرخش آهسته را با قالب گیری چرخشی مشترک است. اسپینکستینگ را نباید با استفاده از رزین های خود پخت یا فلز سفید در ماشین ریخته گری گریز از مرکز با سرعت بالا اشتباه گرفت.  

تاریخچه

در سال 1855 R. Peters از بریتانیا اولین استفاده از چرخش دو محوره و گرما را مستند کرد. این فرآیند قالب گیری چرخشی برای ایجاد گلوله های توپخانه فلزی و سایر کشتی های توخالی استفاده شد. هدف اصلی استفاده از قالب گیری چرخشی ایجاد یکنواختی در ضخامت و تراکم دیواره بود. در سال 1905 در ایالات متحده FA Voelke از این روش برای سوراخ کردن اجسام مومی استفاده کرد. این منجر به فرآیند ساخت تخم‌های شکلاتی توخالی توسط GS Baker و GW Perks در سال 1910 شد. قالب‌گیری چرخشی بیشتر توسعه یافت و RJ Powell از این فرآیند برای قالب‌گیری گچ پاریس در دهه 1920 استفاده کرد. این روش‌های اولیه با استفاده از مواد مختلف، پیشرفت‌هایی را در روش قالب‌گیری چرخشی که امروزه در پلاستیک استفاده می‌شود، هدایت کرد.

پلاستیک ها در اوایل دهه 1950 به فرآیند قالب گیری چرخشی معرفی شدند. یکی از اولین کاربردها ساخت سر عروسک بود. ماشین آلات از یک دستگاه اجاق باکس E Blue ساخته شده است که از محور عقب جنرال موتورز الهام گرفته شده است که توسط یک موتور الکتریکی خارجی نیرو می گیرد و توسط مشعل های گازی روی زمین گرم می شود. قالب از نیکل-مس الکتروشکل شده ساخته شده بود و پلاستیک پلاستیزول پی وی سی مایع بود. روش خنک سازی شامل قرار دادن قالب در آب سرد بود. این فرآیند قالب گیری چرخشی منجر به ایجاد اسباب بازی های پلاستیکی دیگر شد. با افزایش تقاضا و محبوبیت این فرآیند، از آن برای تولید محصولات دیگری مانند مخروط های جاده، شناورهای دریایی و دسته های بازو خودرو استفاده شد. این محبوبیت منجر به توسعه ماشین آلات بزرگتر شد. یک سیستم گرمایش جدید نیز ایجاد شد که از جت های گاز مستقیم اولیه به سیستم هوای با سرعت بالا غیر مستقیم فعلی می رسد. در اروپا در طول دهه 1960 فرآیند انگل توسعه یافت. این اجازه می دهد تا ظروف توخالی بزرگ در پلی اتیلن با چگالی کم ایجاد شود. روش خنک‌سازی شامل خاموش کردن مشعل‌ها و اجازه دادن به پلاستیک در حالی که هنوز در قالب تکان می‌خورد سخت شود.^[2]

در سال 1976، انجمن قالب‌گیرهای چرخشی (ARM) در شیکاگو به عنوان یک انجمن تجاری در سراسر جهان آغاز به کار کرد. هدف اصلی این انجمن افزایش آگاهی از تکنولوژی و فرآیند قالب گیری چرخشی است.

در دهه 1980، پلاستیک های جدیدی مانند پلی کربنات، پلی استر و نایلون به قالب گیری چرخشی معرفی شدند. این امر منجر به استفاده های جدیدی از این فرآیند شده است، مانند ایجاد مخازن سوخت و قالب های صنعتی. تحقیقاتی که از اواخر دهه 1980 در دانشگاه کوئینز بلفاست انجام شده است منجر به توسعه نظارت و کنترل دقیق تری بر فرآیندهای خنک کننده بر اساس توسعه "سیستم Rotolog" شده است.

تجهیزات و ابزار

ماشین های قالب گیری چرخشی در طیف وسیعی از اندازه ها ساخته می شوند. آنها معمولاً از قالب ها، کوره، محفظه خنک کننده و دوک های قالب تشکیل شده اند. دوک ها بر روی یک محور چرخشی نصب می شوند که پوشش یکنواختی از پلاستیک داخل هر قالب را فراهم می کند.

قالب ها (یا ابزارآلات) یا از ورق فولادی جوش داده شده یا ریخته گری ساخته می شوند. روش ساخت اغلب بر اساس اندازه و پیچیدگی قطعه انجام می شود. اکثر قطعات پیچیده احتمالاً از ابزار ریخته گری ساخته شده اند. قالب ها معمولا از فولاد ضد زنگ یا آلومینیوم ساخته می شوند. قالب‌های آلومینیومی معمولاً بسیار ضخیم‌تر از قالب‌های فولادی مشابه هستند، زیرا فلز نرم‌تری هستند. این ضخامت به طور قابل توجهی بر زمان چرخه تأثیر نمی گذارد زیرا هدایت حرارتی آلومینیوم چندین برابر فولاد است. با توجه به نیاز به توسعه یک مدل قبل از ریخته‌گری، قالب‌های ریخته‌گری هزینه‌های اضافی مرتبط با ساخت ابزار را دارند، در حالی که قالب‌های فولادی یا آلومینیومی ساخته شده، به‌ویژه زمانی که برای قطعات پیچیده‌تر استفاده می‌شوند، هزینه کمتری دارند. با این حال، برخی از قالب ها حاوی آلومینیوم و فولاد هستند. این امکان را برای ضخامت های متغیر در دیواره های محصول فراهم می کند. در حالی که این فرآیند به اندازه قالب گیری تزریقی دقیق نیست، گزینه های بیشتری را در اختیار طراح قرار می دهد. افزودن آلومینیوم به فولاد ظرفیت گرمایی بیشتری را فراهم می کند و باعث می شود که جریان مذاب برای مدت طولانی تری در حالت سیال بماند.