專家:滾塑設備、模具、工藝

    滾塑成型設備一般由傳動系統,加熱系統、冷卻系統和控制系統等組成。傳統的滾塑成型機為單臂雙軸(相互垂直)旋轉,單工位(也有2~4工位)。傳動系統由電機、調速器、主、副旋轉軸等組成。加熱系統由加熱爐、燃燒器、點火裝置等組成。加熱介質有液化石油氣、煤氣、柴油等。冷卻系統由供水管及噴嘴組成。加熱后的模具經空氣、水霧、噴水,使其均勻冷卻。滾塑成型設備的特點是結構簡單、價格低廉、傳動平穩、對制品的適應性強,可滿足中、小批量生產。與注塑、中空吹塑等塑料成型模具相比,滾塑用模具結構簡單、體積大、質量輕的特點,因而制作簡單,價格低廉。滾塑用模具采用普通低碳鋼(也可用鋁板)焊接加工,分為兩個半模,使用卡具固定連接。為防止制品變形,模具須開設排氣孔。在不影響強度和變形的前提下,模具厚度越薄越好,一般采用3~6mm的鋼板為宜。制品平直部分大于400mm時,模具應考慮加強筋或相應結構的設計。滾塑成型工藝參數是指成型溫度、時間、冷卻速度等。由于旋轉形式和加熱方式的不同,工藝參數差別很大。特別由于使用直接火焰加熱時更是這樣,溫度一般控制在250℃~350℃左右。  
    加熱時間隨制品厚度、大小而異,通常是25~50min,冷卻采用冷空氣和水冷結合的方法,一般在25~40min左右。關于成型用樹脂,滾塑用樹脂常需預加工。例如,固態粒料樹脂常需要預先粉碎成粉狀物料,因而使樹脂價格上升。但滾塑成型工藝廢料少,樹脂價格上升部分可因而得到補償??捎糜跐L塑成型的樹脂有聚烯烴、尼龍、聚碳酸酯、聚酯、EVA、ABS、PS和熱固性樹脂等。20世紀60年代開發的粉料聚乙烯,給滾塑加工業的發展注入了活力,直到今天90%的滾塑用原料,仍為各種牌號的聚乙烯樹脂。由于滾塑成型工藝的特殊性,給選擇原料帶來了特殊要求。先由于是無壓成型,所用原料須具有良好的流動性,因此樹脂顆粒大小一般為100~500μm,熔體流動速率在4~8g/10min為宜。由于成型周期較長,原料需承受較高的溫度,因此其熱穩定性要好。沖擊強度和韌性在選擇樹脂時也是一個非常重要的因素,線性低密度聚乙烯能滿足這一要求,因而被廣泛采用。近年來,茂金屬催化劑合成聚乙烯為滾塑成型提供了優良的原料。 
    滾塑成型的工藝流程為:配料、裝入模具、模具旋轉與加熱、模具旋轉與冷卻、脫模。滾塑成型的加熱方式有熱風循環和直接火焰加熱、熔鹽加熱、介質加熱以及紅外輻射加熱。熱風循環是將被加熱的循環空氣作為磨具熱量來源。直接火焰加熱法是將燃料火焰直接噴射到旋轉模具上。這兩種方法被廣泛采用,加熱溫度為200℃~500℃。熱風循環一般用煤氣發生爐加熱。直接火焰加熱采用煤氣、液化氣、重油、煤等燃料。熔鹽加熱是將加熱熔化的200℃~300℃左右的熔鹽直接噴吹在旋轉模具外表面上。此法加熱均勻,傳熱快,所以生產周期短。介質加熱用于結構較復雜滾塑成型模具,加熱周期短、溫度易控制、熱利用率高。紅外輻射加熱方法先進,加熱不需要任何傳熱介質,操作方便,升溫速度快、無污染,該法在日本已有采用。總之滾塑成型加熱方法是多種多樣的,應該根據本地區、本部門的具體條件來確定加熱方式。滾塑成型的冷卻方法和冷卻速度對旋轉模塑制品質量有很大影響,它不僅關系到制品尺寸穩定性和外觀質量,而且直接影響產品的內在性能,所以,必須嚴格控制。