Ротационное формование
Ротационное формование (Ротомолдинг, Ротоформовка, Ротационное литье) — метод изготовления тонкостенных полых изделий во вращающейся форме: заполненная порошкообразным или гранулированным материалом закрытая металлическая форма вращается вокруг двух и более пересекающихся осей. При этом происходит распределение сырьевого материала по внутренней поверхности полости формы, а одновременный нагрев формы способствует его расплавлению с образованием тонкого покрытия в виде оболочки.
Фиксация формы и размеров получаемого полого изделия достигается охлаждением расплавленного материала.
История
Метод создания полых изделий во вращающейся форме впервые использовали в 1855 году в Великобритании. Затем способ уплыл в Америку, где так создавали изделия из воска, металлов и других веществ. В форме делали одни из первых шоколадных яиц.
С 1940-х в ротационном литье попробовали пластмассу. Однако процесс слишком затягивался, а видов пластика было мало. Ротационным формованием делали головы для кукол, General Motors создавала детали для автомобилей. Америка активно взялась за эту технологию в 80-е, после появления Ассоциации ротационных формовщиков.
С появлением новых видов пластмассы и главное ПВХ – пластизолей изделия - ротационный молдинг пошел в массы. Игрушки, мебель и всяческие емкости – для дома. Для улицы – пластиковые баки, дорожные блоки, автомобильные детали. По этой технологии делают целые детские площадки.
Бизнес вскоре посчитал, что ротационное литье – это выгодно. Готовые изделия получатся бесшовными, герметичными и легкими. И никаких отходов: забракованная продукция перерабатывается в новую.
В современной России этот метод стал использоваться лишь в 1990-х годах. Одними из первых его освоили отечественные компании "Анион" ( в 1996г.), "Ротопласт" и "Элгад Полимер" (в 1998г.).
Быстро оценили метод и промышленные дизайнеры – с его помощью можно творить проекты разнообразных форм и размеров.
Оборудование и инструменты
Машины для ротационного формования бывают нескольких типов - челночные, карусельные и рок-н-рольные. Различаются они принципом перемещения и движения ротационных форм (качания/вращения), видами термокамер (хотя бывают и бескамерные).
Производственный процесс
Ротационное формование находится в отдаленном родстве с печатью на 3D-принтере.
Сначала жидкий или в гранулах полимер загружают в холодную форму-«раковину»(как правило, металлическую). Затем форма помещается в нагревательную камеру. Там она вращается по двум осям, полимер плавится и распределяется по стенкам.
Для создания изделия разной длины и ширины (той же лодки) используется специальная машина. Одна ось совершает вращательное движение, а вторая – колебательное.
Процесс останавливается только когда образовался однородный слой. Толщину стенки можно менять прямо в ходе создания – достаточно загрузить дополнительный материал.
Перед извлечением из формы изделие охлаждают с помощью холодного воздуха или воды.
Последний этап – форму раскрывают и извлекают получившийся продукт. После этого изделие можно использовать или проводить дополнительную обработку.
Главный недостаток ротационного формования - время. Чем сложнее форма, тем дольше протекает процесс. На простые изделия уходит несколько дней.
Материалы
Более 80% всего используемого материала относится к семейству полиэтиленов: сшитый полиэтилен (PEX), полиэтилен низкой плотности (LDPE), линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE), полиэтилен высокой плотности (HDPE) и повторной переработки. Также используются ПВХ-пластизоли, нейлон и полипропилен. Натуральные материалы В последнее время стало возможным использовать натуральные материалы в процессе формования. Используя кварцевые пески и каменную крошку, можно создать композит песчаника, который на 80% состоит из натурального необработанного материала. Ротационная лепка из гипса используется для изготовления пустотелых статуэток.