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中国からのカスタマイズされたカスタムプラスチック回転成形メーカー |レイストリーク
第 2 章: 回転成形プロセス
回転成形操作に含まれる手順は次のとおりです。
粉砕樹脂: 製粉または粉砕は、ペレットまたは粗粉を微粉または超微粉に変えるために使用されます。個々の機械の粒子サイズは異なるため、適切な粘稠度を達成するためにプラスチック材料を複数の粉砕機に通す必要があります。さまざまな粉砕方法には、バッチ粉砕、乾式粉砕または粉砕、または湿式粉砕が含まれます。粉砕方法の選択は、粉砕されたプラスチックがどのような成形プロセスに適用されるかによって異なります。
回転成形用の原材料は、その物性や用途に応じて異なります。必要な特性や特性を実現するために、添加剤や色が追加されます。さまざまな種類のポリエチレンは主に回転成形プロセスに使用され、加熱することで簡単に再成形できる熱可塑性プラスチックです。ポリエチレンの 5 種類とは、直鎖状低密度ポリエチレン (LLDPE)、中密度ポリエチレン (MDPE)、高密度ポリエチレン (HDPE)、低密度ポリエチレン (LDPE)、架橋ポリエチレン (XLPE) です。
読み込み中: 粉末樹脂の形のポリマーを計量し、中空の型に入れてしっかりと固定します。粉末樹脂は、良好な流動性を実現し、気泡の発生を防ぐために、微細なサイズで均質であり、乾燥している必要があります。充填される樹脂の量は、部品の肉厚を決定する要因の 1 つです。
中空の金型は、鋳造アルミニウムまたは加工鋼板から作られ、成形部品にその形状を与えます。
離型剤は、金型の内壁に存在するコーティングです。金型表面からの固着を防止するため、冷却後の成形品の除去に効果的です。離型剤の種類は以下の通りです。
犠牲コーティング: このタイプの離型剤(通常はシリコーン)は、成形品をツールから離すときに成形品と一緒に剥がれます。したがって、すべての読み込みプロセスの開始時に適用されます。
半永久的なコーティング: 半永久的な離型剤は、ほとんどの業界で一般的に使用されています。この効果は、ポリマーの加熱と冷却を数回繰り返した後でも持続します。使い切る前に再塗布または補充されます。
永久コーティング: 離型剤が金型表面に永久固定されるため、離型剤の再塗布が不要なタイプです。ただし、永久離型剤層は引っかき傷や誤った取り扱いによって摩耗する可能性があります。最も一般的な永久離型剤コーティングはポリテトラフルオロエチレン (PTFE) です。
暖房: 中空金型内で粉末樹脂をゆっくり回転させながら、樹脂がすべて溶けるまで加熱します。樹脂が溶けると金型の内壁全体をコーティングします。加熱と回転を同時に行うことで、金型内の樹脂が均一に分散されます。金型は二軸で回転し、通常は低速 (15 rpm 未満) で回転します。
良好な肉厚分布を実現するには、適切な回転比を決定する必要があります。この値は、縦軸の RPM に対する横軸の 1 分あたりの回転数 (RPM) です。球または立方体を4:1の回転比で成形できます。不規則な固体の場合、メーカーがこの係数をどのように最適化したかに応じて、比率は 1:8 または 8:1 でなければなりません。
ポリマーの加熱時間は非常に重要であり、完成品の品質を決定するパラメータの 1 つです。加熱時間が長すぎると、ポリマーの熱劣化が生じ、耐摩耗性や耐衝撃性が低下するなど、最終的な機械的特性が低下します。逆に、加熱時間が不十分な場合、ポリマーの溶融が不完全になります。未溶融の粒子は溶融樹脂と合体しないため、気泡が形成されます。この変動は、製品の最終機械的特性に悪影響を及ぼします。
冷却: この段階で、金型内の溶融ポリマーが硬化し、目的の形状に固まります。回転金型の外側は、通常は空気を使用した自然対流または強制対流によって冷却されます。冷却中の寸法安定性を維持するために、冷却空気が金型内部に供給されることがあります。冷却時間を短縮するために水スプレーを使用することもできますが、これは部品の機械的特性や寸法に影響を与える可能性があります。
ポリマーの冷却時間は加熱時間と同じくらい重要です。したがって、適切な冷却速度を決定する必要があります。急速に冷却すると、部品の制御不能な反りや収縮が発生します。一方、冷却が遅いと溶融樹脂の流れが生じ、肉厚が不均一になります。
脱型またはアンロード: 冷却された部品は、オペレーターによって中空金型ツールから慎重に取り外されます。エア排出システムは、パーツをツールから持ち上げるのに役立ちます。部品が取り外されると、検査や梱包などの次の工程へ進みます。
二次プロセス: これには、塗装、コーティング、組み立て、溶接、インサートの追加などが含まれます。各タイプの二次プロセスは、最終製品の用途によって異なります。
第 3 章: 回転成形に使用される材料
回転成形で一般的に使用されるポリマーを以下に示します。このプロセスに使用されるポリマーのほとんどは熱可塑性プラスチックです。
ポリエチレン: 回転成形を使用する産業で使用されるポリマーの 80% 以上をポリエチレンが占めています。その理由は、低コストと成形の容易さによるものです。粉砕が難しい非ポリエチレンポリマーとは異なり、粉末状で容易に入手できます。耐薬品性にも優れ、吸水性も低いです。
回転で使用できるポリエチレンのグレードは、高密度ポリエチレン (HDPE)、低密度ポリエチレン (LDPE)、中密度ポリエチレン (MDPE)、および直鎖状低密度ポリエチレン (LLDPE) です。
ポリプロピレン: ポリプロピレンはプラスチックの中で 2 番目に加工されており、最も多用途なポリマーの 1 つです。 LDPEとHDPEの中間の特性を持ちます。その貴重な特性は、優れた耐薬品性、耐熱性、耐疲労性です。
ポリ塩化ビニル: ポリ塩化ビニルは、塩化ビニルモノマーのポリマー形態です。これは強くて硬いプラスチックであり、機械的特性を変更するために多くの添加剤と適合します。
ナイロン: ナイロンは別会社のものです。フィルムや繊維の製造以外にも、このポリマーは成形材料としても使用できます。一般に丈夫で、耐熱性と耐薬品性に優れています。
回転成形に使用するポリマーの選択には、プロセスステップの性質を考慮した要件があります。これにより、熱可塑性プラスチックが次のように制限されます。
溶融プラスチックは高温で酸素にさらされるため、ポリマーの酸化と望ましい機械的特性の損失が生じる可能性があります。したがって、高分子材料の分子には抗酸化作用のある基が存在する必要があります。
材料が高温によってもたらされる永久的な変化に耐えるために、ポリマーは高い熱安定性を備えていなければなりません。
流れは回転運動のみに依存し、圧力は関与しないため、溶融材料は金型の壁内で容易に流れる必要があります。最適化段階では、選択したポリマーの高温での流動特性を考慮する必要があります。
一次添加剤は部品の機械的特性を向上させ、成形プロセスを支援します。流動調整剤は、溶融状態のポリマー樹脂の流れを助け、良好な厚さ分布を実現します。熱安定剤は、高温による熱劣化を防ぎます。充填剤は剛性を高め、耐衝撃性改良剤は衝撃強度を高めます。ただし、表面が荒れたり、流れが低下したりするため、その量を制御する必要があります。最終製品に特別な特性を与えるために、着色剤、難燃剤、帯電防止剤などの二次添加剤も使用されます。
第 4 章: 回転成形のメリットとデメリット
回転成形の概念は単純ですが、実際には、一部のメーカーにとって、プロセスから良い製品を完成させるのは困難です。回転成形は他の成形方法と比較してその利点が評価されています。適切な設計と設定により、メーカーとエンドユーザーは次のようなメリットを得ることができます。
均一な壁厚: すべての側面、エッジ、コーナーで均一な肉厚により、部品の耐久性が向上します。適切な回転速度と冷却サイクルを使用すると、肉厚の部品を製造する場合でも、均一な肉厚を達成できます。回転成形では、その領域の溶融した材料を伸ばすブロー成形と比較して、コーナーやエッジが厚くなります。
二重壁部品の製造の容易さ: 溶接や接合部製作などの二次加工を必要とせず、簡単に二重壁部品を製作できます。製造された部品のエッジはシームレスで、応力点がなくなり、耐久性が向上します。
安価な工具: 金型は高圧に耐える必要がないため、アルミニウムなどの低コストの材料で製作できます。短期間の生産のみが必要な場合は、工具への投資が少なくて済みます。
生産の柔軟性: さまざまな部品を 1 台の機械で同時に成形できます。独立したアームを備えた一部の回転成形装置では、工具の管理が容易になります。 1 つの金型の使用中に、他の金型のメンテナンス作業をスケジュールすることができます。
より大きな部品も製造できます。 回転成形により大型中空部品の製造が可能です。唯一の制限は、加熱室と冷却室のサイズです。
必要な下流プロセスが少なくなり、生産における無駄が最小限に抑えられます。 回転成形で製造される部品は単一部品です。したがって、トリミングや剥離のステップを行う必要はありません。回転成形では、ランナー、スプルー、カットオフなどのポリマー樹脂の無駄も少なくなります。
飾りやすさ: デザイナーは、ツールの表面にテクスチャやシンボルなどの詳細を追加することで、これらの詳細を簡単に組み込むことができます。
回転成形は他のタイプの成形プロセスに比べて多くの利点があるため、すべてのメーカーにとって回転成形が最適であるというわけではありません。このプロセスの欠点は次のとおりです。
サイクルタイムとコストが高い: 回転成形は大量生産には適さない場合があります。溶融状態まで加熱する際のゆっくりとした回転と、成形後に部品と工具全体を室温まで徐々に冷却するため、成形サイクル中に多くの時間がかかります。冷却水またはエアシステムも利用可能ですが、別途費用がかかります。
最後に、利用できる自動化機能が限られているため、プロセス (離型など) には依然として手動のステップが含まれています。これにより、操作全体のコストも増加します。
限られた材料オプション: うまく処理するには粉末状に変換する必要があるため、このプロセスの原料として適格なポリマーはほとんどありません。ポリエチレン以外のポリマーは高価であり、粉砕が困難です。また、このプロセスではポリマーに高い熱安定性が求められるため、選択できるポリベース樹脂が制限されます。
工具の耐用年数が短くなる: 薄くて柔らかい金属のみで作られているため、再現性が低いため、製造される部品の品質を確保するには、数回の金型サイクル後に工具を交換する必要があります。
一部の詳細やデザインは成形が困難です。 樹脂が流動するため、大きな平面上で均一な厚みを成形するのは困難です。また、回転成形機は高公差の部品や鋭いエッジを成形することはできません。高圧成形も考えられます。
第5章: 回転成形の応用
回転成形には、産業部品、自動車部品、家具、資材運搬装置、医療機器、玩具など、多くの用途があります。回転成形で作られた注目すべき製品には次のようなものがあります。
回転成形のみで製造される耐久性のある木箱、積み重ね可能なパレット、コンテナ、断熱ボックスなどのマテリアルハンドリング機器
少量から非常に大量の水や化学薬品を入れるためのプラスチック製の貯蔵タンク、ガロンドラム、カーボイ
注射器、酸素マスク、スクイーズバルブなどの研究用および医療用品
ポット、トラフ、堆肥箱、園芸カートなど、植栽に使用される園芸および農業用具
ゴミ用容器、ゴミ箱、浄化槽などの衛生用品
ロックンロール成型機で製造される手漕ぎボート、カヌー、ブイ、カヤックなどの輸送およびウォータースポーツ用の船舶および機器
道路や高速道路に設置されている安全バリケード、トラフィックコーン、およびその他の同様の物品
人形の部品、サッカーボール、遊び場の滑り台、体育器具の部品、プール用の浮遊物などの玩具およびスポーツ用品
小規模な避難所および住宅(竜巻避難所、簡易トイレ、検査施設など)
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