Қыздырылған қалыпта пластиктен қуыс заттар жасау процесі

Кіріспе

Жылытылған қалыпта қуыс пластикалық бұйымдар жасау – ірі көлемді өнеркәсіптік процесс.

Ротациялық қалыптау (БЕ: қалыптау) материалдың мөлшерімен немесе салмағымен толтырылған қыздырылған қалыпты қамтиды. Содан кейін ол баяу айналады (әдетте екі перпендикуляр осьтің айналасында), нәтижесінде жұмсалған материал таралып, қалыптың қабырғаларына жабысып, қуыс бұйымды құрайды. Бұйымның қалыңдығын тегіс ету үшін қалып қыздыру кезеңінде үздіксіз айналады, содан кейін салқындату кезеңінде де айналуын жалғастырады, бұл құлдыраудың немесе деформацияның алдын алады. Бұл процесс 1950 жылдары пластиктерге қолданыла бастады, бірақ бастапқыда баяу болғандықтан және қолданылатын пластиктердің шектеулі санына байланысты кеңінен қолданылмады. Уақыт өте келе, процесті басқарудың жақсаруы және пластик ұнтақтарының дамуы оның қолданысын кеңейтті. Ротокастинг (сондай-ақ ротакастинг деп аталады) қыздырылмаған қалыпта өзін-өзі қаттыртатын немесе УФ-сәулемен қаттыртатын шайырларды (термопласттарға қарамастан) пайдаланады, бірақ ротациялық қалыптау сияқты баяу айналу жылдамдықтарын бөліседі. Бұл ротокастингті центробектік құюмен шатастыруға болмайды.

Тарих

1855 жылы Ұлыбританияда Р. Питерстің алған патенты бойынша айналмалы механизмді қолдану арқылы "бір-біріне тік бұрышпен екі центробегтік қозғалыс" жасалды. Бұл айналмалы қалыптау процесі артиллериялық снарядтар және басқа да қуыс ыдыстар жасау үшін қолданылды, оның басты мақсаты қабырға қалыңдығы мен тығыздығының бірқалыпты болуын қамтамасыз ету еді. 1905 жылы АҚШ-тағы патентте Ф.А. Вольке парафин майын пайдаланып өнімдер шығару үшін полимерді қолданатын әдісті сипаттады. Даму 1910 жылы Г.С. Бейкер мен Г.У. Перкстің қуыс шоколадты Пасха жұмыртқаларын өндіру процесіне әкелді. Айналудың басты және екінші осьтері арасындағы 4:1 қатынасын Р.Дж. Пауэлл баяу айналу жылдамдықтарында жиі қолданылатынын атап көрсетті. Оның патенты 1920 жылдары Париждегі гипстен қуыс заттарды қалыптау процесін қамтыды. Бұл ертедегі әртүрлі материалдарды қолдану әдістері бүгінгі күні пластикпен айналмалы қалыптаудың қалай қолданылатынына бағыт берді. Пластиктер айналмалы қалыптау процесіне 1950 жылдардың басында енгізілді. Алғашқы қолданылғандарының бірі қуыршақтардың бас жасайтын өндіріс еді. Жабдықтар E Blue қорапты пеш машинасынан жасалды, ол General Motors артқы осінен шабыттандырылып, сыртқы электр қозғалтқышымен қуаттандырылды және еденге орнатылған газ жағымдарымен қыздырылды. Қалып электрленген никель-мыс қоспасынан жасалған, ал пластик сұйық поливинилхлорид (ПВХ) пластизолы болды. Салқындату әдісі қалыпты суық суға салудан тұрды. Бұл айналмалы қалыптау процесі басқа да пластикалық ойыншықтар жасауға мүмкіндік берді. Бұл процеске деген сұраныс пен танымалдылық артып, жол конустары, теңіз шағындары және автомобильдерге арналған қол тіректері сияқты басқа да өнімдер жасау үшін қолданылды. Бұл танымалдылық ірі машиналардың дамуына әкелді. Жаңа жылыту жүйесі де жасалды, ол бастапқы тікелей газтық ұшқыштардан қазіргі кездегі жанама жоғары жылдамдықты ауа жүйесіне ауысты. Еуропада 1960 жылдары Энгель процесі әзірленді. Бұл төмен тығыздықтағы полиэтиленнен үлкен қуыс контейнерлерді жасауға мүмкіндік берді. Салқындату әдісі жағымдарды өшіруден және пластиктің қалыпта тербеліп тұрып қатаюына рұқсат беруден тұрды. 1976 жылы Чикагода Ротациялық қалыптаушылар қауымдастығы (ARM) құрылды, ол бүкіл әлемдік сауда қауымдастығы болып табылады. Бұл қауымдастықтың басты мақсаты – айналмалы қалыптау технологиясы мен процесі туралы хабардарлықты арттыру.

In 1855 a patent taken out by R. Peters in Britain documented the first use of a rotating mechanism producing “two centrifugal motions at right angles to each other” by means of beveled gearing, and heat. This rotational molding process was used to create artillery shells and other hollow vessels, the main purpose of which was to create consistency in wall thickness and density. In a U. S. patent in 1905, F. A. Voelke described a method including a polymer for the production of articles using paraffin wax. Development led to G. S. Baker's and G. W. Perks' process of producing hollow chocolate Easter eggs in 1910. Rotational molding had developed further when R. J. Powell made mention of the commonly used ratio of 4:1 between major and minor axes of rotation at slow rotation speeds. His patent covered this process for molding hollow objects from plaster of Paris in the 1920s. These early methods using different materials directed the advances in the way rotational molding is used today with plastics. Plastics were introduced to the rotational molding process in the early 1950s. One of the first applications was to manufacture doll heads. The machinery was made of an E Blue box oven machine, inspired by a General Motors rear axle, powered by an external electric motor and heated by floor mounted gas burners. The mold was made of electroformed nickel copper and the plastic was a liquid polyvinyl chloride (PVC) plastisol. The cooling method consisted of placing the mold into cold water. This process of rotational molding led to the creation of other plastic toys. As demand for and popularity of this process increased, it was used to create other products such as road cones, marine buoys, and car armrests. This popularity led to the development of larger machinery. A new system of heating was also created, going from the original direct gas jets to the current indirect high velocity air system. In Europe during the 1960s the Engel process was developed. This allowed large hollow containers to be manufactured in low density polyethylene. The cooling method consisted of turning off the burners and allowing the plastic to harden while still rocking in the mold. In 1976, the Association of Rotational Molders (ARM) was founded in Chicago as a worldwide trade association. The main objective of this association is to increase awareness of the rotational molding technology and process.

Жабдықтар мен құралдар

Ротациялық қалыптау машиналары әртүрлі өлшемдерде жасалады. Олар әдетте қалыптардан, пештен, салқындату камерасынан және қалып орамдарынан тұрады. Орамдар айналмалы оське орнатылады, бұл әр қалыптың ішіндегі пластик қабатының біркелкі болуын қамтамасыз етеді. Қалыптар (немесе құралдар) дәнекерленген болаттан немесе құймадан жасалады. Дайындау әдісі көбінесе бөлшектің өлшемі мен күрделілігіне байланысты; ең күрделі бөлшектер құйма құралдармен жасалуы мүмкін. Қалыптар әдетте тот баспайтын болаттан немесе алюминийден жасалады. Алюминий қалыптар, әдетте, болат қалыптарға қарағанда қалыңдығы жоғары, себебі алюминий жұмсақ металл. Бұл қалыңдық цикл уақытына көп әсер етпейді, өйткені алюминийдің жылу өткізгіштігі болатқа қарағанда әлдеқайда жоғары. Құю алдында модельді жасау қажет болғандықтан, құйма қалыптар құралды жасауға байланысты қосымша шығындарға түседі, ал болаттан немесе алюминийден жасалған қалыптар, әсіресе қарапайым бөлшектер үшін, арзан. Дегенмен, кейбір қалыптар алюминий мен болаттан жасалған. Бұл өнімнің қабырғаларының қалыңдығын өзгертуге мүмкіндік береді. Бұл процесс инъекциялық қалыптау сияқты дәл болмаса да, дизайнерге көбірек мүмкіндіктер ұсынады. Алюминийді болатқа қосу арқылы жылу сыйымдылығы артады, нәтижесінде балқыған материал ұзақ уақыт бойы сұйық күйде қалады.

Ротациялық қалыптау үшін стандартты орнату және жабдық

Әдетте, барлық айналдыру қалыптау жүйелеріне қалыптар, пеш, салқындату камерасы және қалып шпинделі кіреді. Қалыптар бұйымды жасау үшін қолданылады және көбінесе алюминийден жасалады. Бұйымның сапасы мен түрі пайдаланылатын қалыптың сапасына тікелей байланысты. Пеш бұйымды қыздыру үшін, сонымен бірге оны қажетті пішінге келтіру үшін айналдырады. Салқындату камерасы бұйымның салқындағанша қойылатын жері, ал шпиндельдер айналып, әр қалыптың ішіндегі пластик қабатының біркелкі болуын қамтамасыз етеді.

Рок-н-ролл машинасы

Бұл негізінен ұзын, тар бөлшектерді өндіруге арналған арнайы машина. Олардың кейбіреулері бір қолды, қабықша тәрізді (clamshell) типтес, ал екі қолды, шаттл типті "рок-н-ролл" машиналары да бар. Әрбір қол қалыпты бір бағытта 360 градусқа айналдырып немесе домалатып, сонымен бірге оны екінші бағытта көлденеңнен 45 градусқа жоғары немесе төменге бұрып, шайқады. Жаңа машиналар қалыпты қыздыру үшін күшпен берілетін ыстық ауаны қолданады. Бұл машиналар ұзындығы енінен әлдеқайда артық үлкен бөлшектерді жасауға қолайлы. Кіші жылыту камераларының арқасында екі осьті машиналармен салыстырғанда жылытуға кететін шығын азаяды.

Қалпақ машинасы

Бұл бір қолды айналдырулы қалыптау машинасы. Қол әдетте екі жағынан басқа қолдармен тіреліп тұрады. Қабықша тәрізді машина қалыпты бір камерада қыздырып және суытады. Ол шаттлдық және айналмалы қолды айналдырулы қалыптау машиналарымен салыстырғанда аз орын алады. Өндірілетін өнімдердің мөлшеріне қарағанда төмен құнмен келеді. Прототип жасауға қызығушылық танытқан мектептер үшін және жоғары сапалы модельдер жасау үшін кішірек көлемде де қолжетімді. Бір қолға бірнеше қалыпты орнатуға болады.

Тік немесе жоғары және жоғары айналатын машина

Жүк тиеу және түсіру аймағы машинаның алдыңғы жағында, жылыту және салқындату аймақтарының арасында орналасқан. Бұл машиналар басқа айналмалы машиналармен салыстырғанда кішкентайдан орташа дейін көлемде болады. Вертикальды айналмалы қалыптау машиналары жылыту және салқындату камераларының ықшамдығының арқасында энергияны тиімді пайдаланады. Бұл машиналар көлденең карусельдік көп қолды машиналармен бірдей (немесе ұқсас) мүмкіндіктерге ие, бірақ олар әлдеқайда аз орынды алады.

Шаттл машинасы

Көшіру машиналарының көпшілігі жылыту камерасы мен салқындату станциясы арасында қалыптарды алға-артқа жылжытатын екі қолға ие. Бұл қолдар бір-бірінен тәуелсіз және қалыптарды екі ось бойынша бұрады. Кейбір жағдайларда көшіру машинасы тек бір қолға ие болады. Бұл машина қалыпты жылыту және салқындату камераларына түзу сызық бойынша жылжытады. Өндірілетін өнімнің мөлшеріне қарағанда құны төмен, ал басқа машина түрлерімен салыстырғанда оның алатын жері ең аз. Сондай-ақ, мектептер мен прототиптер жасау үшін кішірек өлшемде де қолжетімді.

Қалқымалы қол машинасы

Айналатын қол машинасы төрт қолға дейін болуы мүмкін, олар екі осьті қозғалыс жасайды. Әр қол бір-бірінен тәуелсіз, сондықтан барлық қолдарды бір уақытта іске қосу міндетті емес. Әр қол пештің бір бұрышына бекітіліп, пешке ішке және сыртқа қозғалады. Кейбір айналатын қол машиналарында бір бұрышта екі қол орнатылады, сондықтан төрт қолды машинада екі айналу нүктесі болады. Бұл машиналар ұзақ салқындату циклдарына немесе пісіру уақытына қарағанда бөліктерді қалыптан шығаруға көбірек уақыт қажет болатын компаниялар үшін өте тиімді. Машинаның басқа қолдарының жұмысын тоқтатпай, техникалық қызмет көрсетуді жоспарлау немесе жаңа қалыпты сынап көру әлдеқайда оңай.

Карусель машинасы

Бұл өнеркәсіптегі ең көп таралған екі осьті машиналардың бірі. Ол төртке дейін қолдар мен алты станцияға ие болуы мүмкін және әртүрлі өлшемдерде келеді. Машина екі түрлі модельде ұсынылады: тұрақты және тәуелсіз. Тұрақты қолды айналмалы механизм үш бекітілген қолдан тұрады, олар бірдей уақытта қозғалуы керек. Бір қол жылыту камерасында, екіншісі салқындату камерасында, ал үшіншісі жүктеу/қайта жүктеу аймағында орналасады. Тұрақты қолды айналмалы механизм әр қол үшін бірдей цикл уақыты қолданылғанда тиімді жұмыс істейді. Тәуелсіз қолды айналмалы машина үш немесе төрт қолмен қол жетімді, олар тәуелсіз қозғала алады. Бұл әртүрлі өлшемдегі қалыптарды, әртүрлі цикл уақыттарымен және қалыңдық талаптарымен пайдалануға мүмкіндік береді.

Соңғы жетістіктер

Соңғы уақытқа дейін, бұл процесс көбінесе сынақ-қате әдісіне және оператордың тәжірибесіне сүйенді, бөлшекті пештен қашан шығару керектігін және оны қалыптан алып тастауға жеткілікті суығанда анықтау үшін. Технология соңғы жылдары жақсарды, қалыптағы ауа температурасын бақылауға мүмкіндік берді және процестегі көптеген болжамдарды жойды. Қазіргі зерттеулердің көп бөлігі цикл уақытын қысқартуға, сондай-ақ бөлшектердің сапасын жақсартуға бағытталған. Ең үміткер сала – қалыпты қысыммен өңдеу. Полимер бөлшектерін балқыту кезінде біріктіру процесін жеделдету үшін, қысыммен өңдеу кезінде қалыптың ішіне дұрыс уақытта аз қысым қолдану, атмосфералық қысымға қарағанда аз уақытта көпіршіксіз бөлшектер жасауға мүмкіндік береді. Бұл қысым салқындау кезінде бөлшектің ыдырауына байланысты қалып қабырғасынан бөлінуін кешіктіріп, бөлшектің салқындау процесіне көмектеседі. Бірақ мұның басты кемшілігі – қысыммен өңделген бөлшектің жарылу қаупі, бұл ротомолд өндірушілерінің қалыпты қысыммен өңдеуді кең көлемде енгізуіне кедергі келтіреді.

Қабық шығарушы заттар

Жақсы қалыптан босатушы зат (MRA) материалды жылдам және тиімді түрде алып тастауға мүмкіндік береді. Қалыптан босату заттары цикл уақытын, ақауларды және дайын өнімнің түссізденуін азайтуға көмектеседі. Қалыптан босатудың бірнеше түрі бар; оларды былай жіктеуге болады:
Құрбанды жабындар: MRA жабыны әр жолы жағылуы керек, себебі құралдан босатылғанда MRA-ның көп бөлігі қалыпталған бұйымға жабысады. Силикондар осы санаттағы MRA қосылыстарының типік мысалы болып табылады. Жартылай тұрақты жабындар: жабын дұрыс жағылса, қайта жағылуы немесе түзетуді қажет етуден бұрын бірнеше рет қолданылуы мүмкін. Бұл типтегі жабын қазіргі айналмалы қалыптау өнеркәсібінде кең таралған. Бұл жабындарда қолданылатын белсенді химиялық зат әдетте полисилоксан болып табылады. Тұрақты жабындар: көбінесе қалыпқа жағылатын политетрафторэтилен (PTFE) жабынының бір түрі. Тұрақты жабындар оператордың қолдануын қажет етпейді, бірақ дұрыс пайдаланбаудан зақымдануы мүмкін.

Табиғи материалдар

Соңғы кезде қалыптау процесінде табиғи материалдарды қолдану мүмкіндігі пайда болды. Шын құм мен тас сынықтарын пайдалану арқылы 80% табиғи, өңделмеген материалдан тұратын құмтас композитын жасауға болады. Пластерді айналмалы қалыптау арқылы қуыс мүсіншелер жасалады. Шоколадты айналмалы қалыптау арқылы қуыс тәттілер жасауға болады.

Ротациялық қалыптау үшін жобалау

Тағы бір мәселе – қалыптау бұрыштары. Бұл бөлшекті қалыптан алу үшін қажет. Сыртқы қабырғаларда 1° бұрыш жеткілікті болуы мүмкін (беті тегіс және тесіктер жоқ деп есептесек). Кеме корпусының ішкі жағы сияқты ішкі қабырғаларда 5° бұрыш қажет болуы мүмкін. Бұл қысқару және бөлшектің деформациялану мүмкіндігінен туындайды. Тағы бір мәселе – құрылымдық тіреу қабырғалары. Инъекциялық қалыптау және басқа процестерде қатты қабырғалар қажет болуы мүмкін, бірақ айналмалы қалыптауда қуыс қабырға ең жақсы шешім. Қатты қабырғаны дайын бөлшекті қалыпқа енгізу арқылы жасауға болады, бірақ бұл шығынды арттырады. Айналмалы қалыптау қуыс бөлшектерді жасауда өте тиімді. Дегенмен, мұнда сақтық тану керек. Егер ойықтың тереңдігі енінен артық болса, жылу және салқындату теңдестірілмеуі мүмкін. Сонымен қатар, балқыған материал қалып ішінде дұрыс ағып өтуі үшін параллель қабырғалар арасында жеткілікті бос орын болуы керек. Әйтпесе, жіптер пайда болуы мүмкін. Ыңғайлы параллель қабырғалар үшін бос орын қабырғаның номиналды қалыңдығынан кем дегенде үш есе болуы керек, ал бес есе – оңтайлы. Параллель қабырғалардың өткір бұрыштарына да назар аудару керек. 45° төмен бұрыштарда көпірлер, жіптер және қуыстар пайда болуы мүмкін.

Материалдық шектеулер мен ескертулер

Тағы бір ескеретін жайт – материалдардың балқып ағу қасиеті. Нейлон сияқты кейбір материалдарға басқа материалдарға қарағанда үлкен радиустар талап етіледі. Қалыптасқан материалдың беріктігі де маңызды фактор болуы мүмкін. Нақтылығы төмен материал қолданылса, қосымша құрылымдық және нығайту шаралары қажет болуы мүмкін.

Қабырға қалыңдығы

Ротациялық қалыптаудың бір артықшылығы – эксперимент жасау мүмкіндігі, әсіресе қабырға қалыңдығымен. Құны қабырға қалыңдығына толығымен байланысты, қалың қабырғалар өндіруге қымбатқа соғады және көбірек уақыт алады. Қабырғаның қалыңдығы дерлік кез келген болуы мүмкін, бірақ дизайнерлер қабырға неғұрлым қалың болса, соғұрлым көп материал мен уақыт қажет болатынын, демек шығындардың артатынын ескеруі керек. Кейбір жағдайларда пластиктер жоғары температурада ұзақ уақыт тұрғандықтан бұзылуы мүмкін. Әртүрлі материалдардың жылу өткізгіштігі әртүрлі болғандықтан, оларды жылыту және салқындату камераларында әртүрлі уақыт бойы ұстау қажет. Ең жақсы жағдайда, бөлшек қолданысқа қажетті ең төменгі қалыңдықпен сыналып, осы ең төменгі көрсеткіш номиналды қалыңдық ретінде белгіленеді. Дизайнер үшін өзгермелі қалыңдықтар мүмкін болғанымен, «тоқтату айналымы» деп аталатын арнайы процесс қажет. Бұл процесс тек қалыптың бір жағы ғана қалғандарына қарағанда қалың болуына мүмкіндік береді. Қалып айналып, барлық беттері балқыған материалмен толық жабылғаннан кейін айналыс тоқтатылады және балқыған материал қалып қуысының түбінде жиналады. Қабырға қалыңдығы бұрыштардың радиусы үшін де маңызды. Ірі сыртқы радиустар кіші радиустардан артық, ал ірі ішкі радиустар кіші ішкі радиустардан артық. Бұл материалдың тегіс ағып өтуіне және қабырға қалыңдығының біркелкі болуына жағдай жасайды. Дегенмен, сыртқы бұрыш әдетте ішкі бұрыштан мықтырақ болады.

Артықшылықтар

Ротациялық қалыптау басқа қалыптау процестеріне қарағанда дизайн артықшылықтарын ұсынады. Дұрыс жобалау арқылы бірнеше бөліктен құралған детальдерді бір бөлік ретінде қалыптауға болады, бұл жоғары өндіріс шығындарын болдырмайды. Процестің өзінде де тұрақты қабырға қалыңдығы және стресске төзімді мықты сыртқы бұрыштар сияқты дизайнның ерекше күшті жақтары бар. Қосымша беріктік үшін детальге нығайту қабырғаларын жобалауға болады. Оларды детальге жобалаумен қатар, қалыпқа да қосуға болады. Тек қалыпқа дайын бөліктерді қосу мүмкіндігі үлкен артықшылық. Металл бұрандалар, ішкі құбырлар мен конструкциялар, тіпті әртүрлі түсті пластиктерді пластик гранулаларын салудан бұрын қалыпқа қосуға болады. Дегенмен, салқындау кезінде минималды қысқару детальге зиян келтірмейтініне көз жеткізу керек. Бұл қысқару шағын ойыстарға мүмкіндік береді және көптеген детальдер үшін шығару механизмдерінің қажеттілігін жоққа шығарады. Ротациялық қалыптау пластик бөтелкелер және цилиндрлі контейнерлер сияқты өнімдер үшін экструзиялық қалыптауға қолайлы балама ретінде қолданылуы мүмкін. Бұл ауыстыру тек кішкентай масштабта тиімді, өйткені экструзиялық қалыптаудың тиімділігі үлкен партияларға байланысты. Тағы бір артықшылығы – қалыптардың өзі. Олар аз құралдарды қажет ететіндіктен, басқа қалыптау процестеріне қарағанда оларды жасау және өндіріске енгізу әлдеқайда жылдам. Бұл әсіресе күрделі детальдерге қатысты, оларға басқа қалыптау процестерінде көп мөлшерде құралдар қажет болуы мүмкін. Ротациялық қалыптау қысқа партиялар және жедел жеткізілімдер үшін де таңдаулы процесс болып табылады. Қалыптарды жылдам ауыстыруға болады немесе қалыпты тазартпастан әртүрлі түстерді қолдануға болады. Басқа процестерде түстерді ауыстыру үшін тазалау қажет болуы мүмкін. Жетілген біркелкі қалыңдықтарға байланысты үлкен созылған бөлімдер болмайды, бұл үлкен, жұқа панельдерді жасауға мүмкіндік береді (бірақ деформация пайда болуы мүмкін). Сонымен қатар, пластик ағыны аз (созылу), бірақ материал детальдің ішінде орналасады. Бұл жұқа қабырғалар да шығындар мен өндіріс уақытын шектейді. Ротациялық қалыптаудың тағы бір артықшылығы – өндірісте ысырап болатын материалдың азы болуы. Инъекциялық қалыптаудағыдай шыбықтар немесе жүгірткілер де, экструзиялық қалыптаудағыдай кескіштер немесе қалдықтар да жоқ. Қалдық ретінде немесе сәтсіз детальдерді сынаудан кейін ысырап болған материалды әдетте қайта өңдеуге болады.

Rotational molding offers design advantages over other molding processes. With proper design, parts assembled from several pieces can be molded as one part, eliminating high fabrication costs. The process also has inherent design strengths, such as consistent wall thickness and strong outside corners that are virtually stress free. For additional strength, reinforcing ribs can be designed into the part. Along with being designed into the part, they can be added to the mold. The ability to add prefinished pieces to the mold alone is a large advantage. Metal threads, internal pipes and structures, and even different colored plastics can all be added to the mold prior to the addition of plastic pellets. However, care must be taken to ensure that minimal shrinkage while cooling will not damage the part. This shrinking allows for mild undercuts and negates the need for ejection mechanisms (for most pieces). Rotational molding can be used as a feasible alternative to blow molding with products such as plastic bottles and cylindrical containers. This substitution is efficient on only a smaller scale, as blow molding's efficiency depends on large runs. Another advantage lies in the molds themselves. Since they require less tooling, they can be manufactured and put into production much more quickly than other molding processes. This is especially true for complex parts, which may require large amounts of tooling for other molding processes. Rotational molding is also the process of choice for short runs and rush deliveries. The molds can be swapped quickly or different colors can be used without purging the mold. With other processes, purging may be required to swap colors. Due to the uniform thicknesses achieved, large stretched sections are nonexistent, which makes large thin panels possible (although warping may occur). Also, there is little flow of plastic (stretching) but rather a placing of the material within the part. These thin walls also limit cost and production time. Another cost advantage with rotational molding is the minimal amount of material wasted in production. There are no sprues or runners (as in injection molding), and no off cuts or pinch off scrap (as in blow molding). What material is wasted, as scrap or from failed part testing, can usually be recycled.

Шектеулер

Ротациялық қалыпталған бөлшектер басқа пластикалық процестерден өзгеше шектеулерге жатады. Төмен қысымды процесс болғандықтан, кейде дизайнерлер қалыптың қол жеткізу қиын аймақтарына тап болады. Жақсы сапалы ұнтақ кейбір мәселелерді шешуге көмектеседі, бірақ әдетте дизайнерлер инъекциялық қалыптау арқылы жасауға болатын өткір бұрандаларды жасау мүмкін емес екенін ескеруі керек. Полиэтилен негізіндегі кейбір өнімдерді негізгі материалмен толтырмай тұрып қалыпқа салуға болады. Бұл кейбір аймақтарда пайда болатын тесіктерден сақтануға көмектеседі. Бұл мақсатқа жылжымалы бөліктері бар қалыптарды пайдалану арқылы да қол жеткізуге болады. Тағы бір шектеу – қалыптардың өзінде. Басқа процестерде тек өнімді шығару алдында салқындату жеткілікті болса, ротациялық қалыптауда бүкіл қалыпты салқындату қажет. Сумен салқындату процестері мүмкін болғанымен, қалыптың тоқтау уақыты әлі де ұзақ, бұл қаржылық және экологиялық шығындарды арттырады. Кейбір пластиктер ұзақ қыздыру циклдерінің кезінде немесе оларды балқыту үшін ұнтаққа айналдыру процесінде бұзылуға ұшырайды. Жылу және салқындату кезеңдері жылуды алдымен ыстық ортадан полимерлік материалға, содан кейін салқындату ортасына беруді қамтиды. Екі жағдай бойынша да жылу беру процесі тұрақсыз режимде жүреді, сондықтан оның кинетикасы осы кезеңдерді қарастыруда ең маңызды. Қыздыру кезеңінде ыстық газбен алынған жылу қалып пен полимерлік материалдың екеуіне де сіңіріледі. Ротациялық қалыптауға арналған жабдық әдетте салыстырмалы түрде жұқа қабырғалы және жоғары жылу өткізгіштігі бар металлдан (алюминий, болат) жасалады. Әдетте, қалып пластик сіңіре алатын жылудан әлдеқайда көп жылуды өткізеді, сондықтан қалыптың температурасы сызықты түрде өзгеруі тиіс. Ротациялық қалыптаудағы айналу жылдамдығы өте төмен (4-20 айналым/мин). Нәтижесінде, қыздыру циклінің алғашқы кезеңдерінде зарядталған материал қалыптың түбінде ұнтақ қабаты түрінде қалады. Циклды өзгертудің ең ыңғайлы тәсілі – ыстық орау түріндегі ПУ парақтарын қолдану.

Rotation molded parts are subject to restrictions that are different from those of other plastic processes. As it is a low pressure process, sometimes designers face hard to reach areas in the mold. Good quality powder may help overcome some situations, but usually the designers have to keep in mind that it is not possible to make sharp threads that would be possible with injection molding. Some products based on polyethylene can be put in the mold before it is charged with the main material. This can help to avoid holes that otherwise would appear in some areas. This could also be achieved using molds with movable sections. Another limitation lies in the molds themselves. Unlike other processes in which only the product needs to be cooled before being removed, with rotational molding the entire mold must be cooled. While water cooling processes are possible, there is still a large down time of the mold, increasing both financial and environmental costs. Some plastics will degrade with the long heating cycles or in the process of turning them into a powder to be melted. The stages of heating and cooling involve transfer of heat first from the hot medium to the polymer material and next from it to the cooling environment. In both cases, the process of heat transfer occurs in an unsteady regime; therefore, its kinetics attracts the greatest interest in considering these steps. In the heating stage, the heat taken from the hot gas is absorbed both by the mold and the polymer material. The rig for rotational molding usually has a relatively small wall thickness and is manufactured from metals with a high thermal conductivity (aluminum, steel). As a rule, the mold transfers much more heat than plastic can absorb; therefore, the mold temperature must vary linearly. The rotational velocity in rotational molding is rather low (4 to 20 rpm). As a result, in the first stages of the heating cycle, the charged material remains as a powder layer at the bottom of the mold. The most convenient way of changing the cycle is by applying PU sheets in hot rolled forms.