专家:滚塑设备、模具、工艺

    滚塑成型设备一般由传动系统,加热系统、冷却系统和控制系统等组成。传统的滚塑成型机为单臂双轴(相互垂直)旋转,单工位(也有2~4工位)。传动系统由电机、调速器、主、副旋转轴等组成。加热系统由加热炉、燃烧器、点火装置等组成。加热介质有液化石油气、煤气、柴油等。冷却系统由供水管及喷嘴组成。加热后的模具经空气、水雾、喷水,使其均匀冷却。滚塑成型设备的特点是结构简单、价格低廉、传动平稳、对制品的适应性强,可满足中、小批量生产。与注塑、中空吹塑等塑料成型模具相比,滚塑用模具结构简单、体积大、质量轻的特点,因而制作简单,价格低廉。滚塑用模具采用普通低碳钢(也可用铝板)焊接加工,分为两个半模,使用卡具固定连接。为防止制品变形,模具须开设排气孔。在不影响强度和变形的前提下,模具厚度越薄越好,一般采用3~6mm的钢板为宜。制品平直部分大于400mm时,模具应考虑加强筋或相应结构的设计。滚塑成型工艺参数是指成型温度、时间、冷却速度等。由于旋转形式和加热方式的不同,工艺参数差别很大。特别由于使用直接火焰加热时更是这样,温度一般控制在250℃~350℃左右。  
    加热时间随制品厚度、大小而异,通常是25~50min,冷却采用冷空气和水冷结合的方法,一般在25~40min左右。关于成型用树脂,滚塑用树脂常需预加工。例如,固态粒料树脂常需要预先粉碎成粉状物料,因而使树脂价格上升。但滚塑成型工艺废料少,树脂价格上升部分可因而得到补偿。可用于滚塑成型的树脂有聚烯烃、尼龙、聚碳酸酯、聚酯、EVA、ABS、PS和热固性树脂等。20世纪60年代开发的粉料聚乙烯,给滚塑加工业的发展注入了活力,直到今天90%的滚塑用原料,仍为各种牌号的聚乙烯树脂。由于滚塑成型工艺的特殊性,给选择原料带来了特殊要求。先由于是无压成型,所用原料须具有良好的流动性,因此树脂颗粒大小一般为100~500μm,熔体流动速率在4~8g/10min为宜。由于成型周期较长,原料需承受较高的温度,因此其热稳定性要好。冲击强度和韧性在选择树脂时也是一个非常重要的因素,线性低密度聚乙烯能满足这一要求,因而被广泛采用。近年来,茂金属催化剂合成聚乙烯为滚塑成型提供了优良的原料。 
    滚塑成型的工艺流程为:配料、装入模具、模具旋转与加热、模具旋转与冷却、脱模。滚塑成型的加热方式有热风循环和直接火焰加热、熔盐加热、介质加热以及红外辐射加热。热风循环是将被加热的循环空气作为磨具热量来源。直接火焰加热法是将燃料火焰直接喷射到旋转模具上。这两种方法被广泛采用,加热温度为200℃~500℃。热风循环一般用煤气发生炉加热。直接火焰加热采用煤气、液化气、重油、煤等燃料。熔盐加热是将加热熔化的200℃~300℃左右的熔盐直接喷吹在旋转模具外表面上。此法加热均匀,传热快,所以生产周期短。介质加热用于结构较复杂滚塑成型模具,加热周期短、温度易控制、热利用率高。红外辐射加热方法先进,加热不需要任何传热介质,操作方便,升温速度快、无污染,该法在日本已有采用。总之滚塑成型加热方法是多种多样的,应该根据本地区、本部门的具体条件来确定加热方式。滚塑成型的冷却方法和冷却速度对旋转模塑制品质量有很大影响,它不仅关系到制品尺寸稳定性和外观质量,而且直接影响产品的内在性能,所以,必须严格控制。