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Personalizado Fabricantes de moldeo rotacional de plástico personalizado de China | racha de rayos
Capítulo 2: Proceso de moldeo rotacional
Los pasos involucrados en una operación de rotomoldeo son los siguientes:
Resina pulverizada: La molienda o la pulverización se utilizan para convertir gránulos o polvos gruesos en polvo fino o extrafino. Los tamaños de partículas de las máquinas individuales difieren, lo que requiere que el material plástico pase por varios pulverizadores para lograr la consistencia adecuada. Los diferentes métodos de pulverización incluyen la pulverización discontinua, la molienda o molienda en seco o la pulverización húmeda. La selección del método de pulverización depende del tipo de proceso de moldeo al que se aplicará el plástico pulverizado.
Las materias primas para el rotomoldeo varían según sus propiedades físicas y las aplicaciones previstas. Se añaden aditivos y colores para conseguir las características y propiedades requeridas. Los distintos tipos de polietileno se utilizan principalmente para el proceso de rotomoldeo y son termoplásticos que pueden remodelarse fácilmente mediante calentamiento. Los cinco tipos de polietileno son polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), polietileno de densidad media (MDPE), polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de baja densidad (LDPE) y polietileno reticulado (XLPE).
Cargando: Se coloca una cantidad medida del polímero, que está en forma de resina en polvo, en un molde hueco y se asegura firmemente. La resina en polvo debe ser de tamaños finos, homogénea y seca para lograr un buen flujo y evitar la formación de burbujas. La cantidad de resina cargada es uno de los factores que determinan el espesor de pared de la pieza.
El molde hueco está hecho de aluminio fundido o de chapa de acero fabricada y da forma a la pieza moldeada.
Un agente desmoldeante es un recubrimiento presente en las paredes internas del molde. Se utiliza para retirar eficazmente la pieza moldeada después del enfriamiento, ya que evita que se pegue a la superficie del molde. Los tipos de agentes desmoldantes son los siguientes:
Recubrimiento de sacrificio: Este tipo de agente desmoldante, generalmente silicona, se desprende con la pieza moldeada cuando se libera de la herramienta. Por tanto, se aplica al inicio de cada proceso de carga.
Recubrimiento semipermanente: Los agentes desmoldantes semipermanentes se utilizan comúnmente en la mayoría de las industrias. Dura después de varios ciclos de calentamiento y enfriamiento del polímero. Se vuelve a aplicar o rellenar antes de agotarse.
Recubrimiento permanente: Este tipo elimina la necesidad de volver a aplicar un agente desmoldante, ya que se fija permanentemente en la superficie del molde. Sin embargo, la capa de agente desmoldante permanente puede desgastarse debido al rayado y al mal manejo. El recubrimiento agente desmoldante permanente más común es el politetrafluoroetileno (PTFE).
Calefacción: La resina en polvo se calienta dentro del molde hueco mientras se gira lentamente hasta que se derrita toda la resina. A medida que la resina se derrite, cubre toda la pared interior del molde. La acción simultánea de calentar y girar asegura la distribución uniforme de la resina dentro del molde. El molde gira biaxialmente y suele ser lento (menos de 15 rpm).
Para lograr una buena distribución del espesor de la pared, se debe determinar la relación de rotación adecuada. Este valor es el número de rotaciones por minuto (RPM) en el eje horizontal sobre las RPM en el eje vertical. Se pueden moldear esferas o cubos con una relación de rotación de 4:1. Para sólidos irregulares, la proporción debe ser de 1:8 u 8:1, dependiendo de cómo el fabricante optimizó este factor.
El tiempo de calentamiento del polímero es crítico y es uno de los parámetros que determina la calidad de la pieza terminada. Un tiempo de calentamiento excesivo dará como resultado la degradación térmica del polímero y reducirá las propiedades mecánicas finales, como una menor resistencia al desgaste y al impacto. Por el contrario, un tiempo de calentamiento insuficiente dará como resultado una fusión incompleta del polímero. Los granos no fundidos no se fusionarán con la resina fundida, lo que provocará la formación de burbujas. Esta variación tiene efectos adversos sobre las propiedades mecánicas finales del producto.
Enfriamiento: En esta etapa, el polímero fundido dentro del molde se endurece y solidifica en su forma deseada. El exterior del molde rotacional se enfría por convección natural o forzada, normalmente utilizando aire. A veces se suministra aire de refrigeración a las partes internas del molde para mantener la estabilidad dimensional durante el enfriamiento. Se pueden utilizar pulverizadores de agua para reducir el tiempo de enfriamiento, pero esto puede afectar las propiedades mecánicas y las dimensiones de la pieza.
El tiempo de enfriamiento del polímero es tan crucial como el tiempo de calentamiento. Por lo tanto, se debe determinar la velocidad de enfriamiento adecuada. El enfriamiento rápido da como resultado una deformación y contracción incontrolables de la pieza. El enfriamiento lento, por otro lado, provoca el flujo de la resina fundida, lo que da como resultado un espesor de pared inconsistente.
Desmoldeo o descarga: El operador retira con cuidado la pieza enfriada de la herramienta de molde hueco. Un sistema de expulsión de aire puede ayudar a sacar la pieza de la herramienta. Una vez retiradas las piezas se pasa a los siguientes procesos, como inspección y embalaje.
Procesos secundarios: Esto puede incluir pintura, revestimiento, montaje, soldadura, adición de inserciones, etc. Cada tipo de proceso secundario depende de la aplicación del producto terminado.
Capítulo 3: Materiales utilizados en el moldeo rotacional
Los polímeros comúnmente utilizados en el moldeo rotacional se presentan a continuación. La mayoría de los polímeros utilizados para este proceso son termoplásticos.
Polietileno: El polietileno representa más del 80% de los polímeros utilizados en las industrias que utilizan el moldeo rotacional. Esto se debe a su bajo coste y facilidad de moldeo. Está fácilmente disponible en forma de polvo, a diferencia de los polímeros que no son de polietileno, que son difíciles de moler. También tiene buena resistencia química y baja absorción de agua.
Los grados de polietileno que se pueden utilizar en rotación son el polietileno de alta densidad (HDPE), el polietileno de baja densidad (LDPE), el polietileno de densidad media (MDPE) y el polietileno lineal de baja densidad (LLDPE).
Polipropileno: El polipropileno es el segundo plástico más procesado y es uno de los polímeros más versátiles disponibles. Tiene características entre LDPE y HDPE. Sus valiosas propiedades son la buena resistencia química, al calor y a la fatiga.
Cloruro de polivinilo: El cloruro de polivinilo es la forma polimérica del monómero de cloruro de vinilo. Es un plástico fuerte y rígido y es compatible con muchos aditivos para modificar sus propiedades mecánicas.
Nylon: El nailon proviene de otra empresa. Además de para la producción de películas y fibras, este polímero también se puede utilizar como masa de moldeo. Generalmente es resistente, con buena resistencia térmica y química.
Existen requisitos para seleccionar el polímero que se utilizará para el moldeo rotacional, considerando la naturaleza de los pasos del proceso. Esto limita los termoplásticos de las siguientes maneras:
El plástico fundido quedará expuesto al oxígeno a altas temperaturas, lo que puede provocar oxidación y pérdida de las propiedades mecánicas deseadas del polímero. Por tanto, la molécula del material polimérico debe tener grupos con propiedades antioxidantes.
El polímero debe tener una alta estabilidad térmica para que el material resista los cambios permanentes provocados por las altas temperaturas.
El material fundido debe fluir fácilmente dentro de las paredes del molde, ya que el flujo depende únicamente del movimiento de rotación y no hay presión involucrada. Durante la fase de optimización se deben considerar las características de fluidez del polímero elegido a altas temperaturas.
Los aditivos primarios mejoran las propiedades mecánicas de la pieza y ayudan en el proceso de moldeo. Los modificadores de flujo ayudan en el flujo de la resina polimérica en estado fundido para lograr una buena distribución del espesor. Los estabilizadores térmicos previenen la degradación térmica inducida por las altas temperaturas. Los rellenos aumentan la rigidez y los modificadores de impacto aumentan la resistencia al impacto; sin embargo, se debe controlar su cantidad ya que provoca una superficie rugosa y un flujo reducido. También se utilizan aditivos secundarios para dar al producto terminado características especiales, como colorantes, retardantes de llama y agentes antiestáticos.
Capítulo 4: Ventajas y desventajas del moldeo rotacional
El concepto de moldeo rotacional es simple, pero de hecho, para algunos fabricantes resulta un desafío lograr un buen producto a partir del proceso. El moldeo rotacional se valora por sus ventajas en comparación con otros métodos de moldeo. Con un diseño y una configuración adecuados, el fabricante y el usuario final pueden beneficiarse de lo siguiente:
Espesor de pared uniforme: Un espesor de pared constante, en todos los lados, bordes y esquinas, aumenta la durabilidad de la pieza. Con una velocidad de rotación y ciclos de enfriamiento adecuados, se puede lograr un espesor de pared uniforme, incluso al producir piezas de paredes gruesas. Las esquinas y bordes producidos son más gruesos con el moldeo rotacional en comparación con el moldeo por soplado, que estira el material fundido en esas áreas.
Facilidad de producir piezas de doble pared: Las piezas de doble pared se fabrican fácilmente sin necesidad de procesos secundarios como soldadura y fabricación de juntas. Las piezas producidas tienen bordes sin costuras, lo que elimina los puntos de tensión, lo que aumenta la durabilidad.
Herramientas económicas: Dado que el molde no tiene que soportar altas presiones, se puede fabricar utilizando materiales de bajo coste como el aluminio. Se requiere menos inversión en herramientas cuando solo se requieren tiradas de producción cortas.
Flexibilidad de producción: Se pueden moldear diferentes piezas en una sola máquina al mismo tiempo. Con algunos equipos de rotomoldeo que tienen brazos independientes, se facilita el manejo de herramientas; un molde puede programarse para actividades de mantenimiento mientras los otros moldes están en uso.
Se pueden producir piezas más grandes: El moldeo rotacional permite la producción de piezas huecas de gran tamaño. La única limitación es el tamaño de las cámaras de calefacción y refrigeración.
Menos procesos posteriores necesarios y mínimo desperdicio en la producción: La pieza fabricada en rotomoldeo es de una sola pieza. Por lo tanto, no es necesario pasar por etapas de recorte o decapado. El moldeo rotacional también genera menos desperdicio de resina polimérica en forma de canales, bebederos y cortes.
Facilidad de decoración: Un diseñador puede incorporar fácilmente detalles como texturas y símbolos mediante la adición de dichos detalles en la superficie de las herramientas.
Como el rotomoldeo ofrece muchas ventajas sobre otros tipos de procesos de moldeo, no significa que sea el mejor para todos los fabricantes. Aquí hay algunas desventajas de este proceso:
Altos tiempos y costos de ciclo: Es posible que el moldeo rotacional no sea adecuado para la fabricación de grandes volúmenes. La rotación lenta durante el calentamiento hasta el estado fundido y el enfriamiento gradual de la pieza y de toda la herramienta hasta temperatura ambiente después del molde consume mucho tiempo durante el ciclo de moldeo. Hay sistemas de refrigeración por agua o aire disponibles, pero requieren un costo adicional.
Por último, todavía hay pasos manuales involucrados en el proceso (por ejemplo, desmolde) debido a la disponibilidad limitada de funciones de automatización. Esto también aumenta el costo total de la operación.
Opciones de materiales limitadas: Pocos polímeros califican como materia prima para este proceso, ya que es necesario convertirlos en polvo para poder procesarlos con éxito. Los polímeros distintos del polietileno son costosos y difíciles de moler. Además, este proceso requiere que el polímero tenga una alta estabilidad térmica, lo que limita la selección de resinas de base poli.
Vida útil más corta de la herramienta: Dado que está hecha únicamente de metal fino y blando, la herramienta debe reemplazarse después de varios ciclos del molde para garantizar la calidad de las piezas que se producen debido a la falta de repetibilidad.
Algunos detalles y diseños son difíciles de moldear: Es difícil moldear un espesor uniforme en una superficie plana grande debido al flujo de la resina. Además, las máquinas de rotomoldeo no son capaces de moldear piezas de alta tolerancia y bordes afilados; Se puede considerar el moldeo a alta presión.
Capítulo 5: Aplicaciones del moldeo rotacional
El moldeo rotacional tiene muchas aplicaciones, como piezas industriales y automotrices, muebles, equipos de manipulación de materiales, dispositivos médicos, juguetes y mucho más. Algunos de los productos destacados elaborados mediante rotomoldeo son los siguientes:
Equipos de manipulación de materiales, como cajas duraderas, paletas apilables, contenedores y cajas aislantes, que solo se fabrican mediante moldeo rotacional.
Tanques de almacenamiento de plástico, tambores de un galón y bombonas para contener volúmenes pequeños a muy grandes de agua y productos químicos.
Suministros médicos y de laboratorio, como jeringas, máscaras de oxígeno y peras exprimibles.
Herramientas de jardinería y agrícolas utilizadas para plantar, como macetas, bebederos, contenedores de compostaje y carritos de jardinería.
Productos sanitarios como contenedores para basura, botes de basura y fosas sépticas.
Vehículos marinos y equipos para transporte y deportes acuáticos como botes de remos, canoas, boyas y kayaks producidos en una máquina moldeadora de roca and roll.
Barricadas de seguridad, conos de tráfico y otros artículos similares que se encuentran en carreteras y autopistas.
Juguetes y equipos deportivos como piezas de muñecas, balones de fútbol, toboganes para parques infantiles, piezas de equipos de gimnasio y objetos flotantes para piscinas.
Refugios y viviendas pequeños (es decir, refugios contra tornados, baños portátiles, instalaciones de pruebas)
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