قالبگیری چرخشی (Rotational Molding)

مقدمه

قالب گیری چرخشی (Rotational Molding) یکی از سریع ترین روش های شکل گیری پلاستیک ها به شمار می آید. قالب گیری چرخشی برای ساخت انواع قطعات توخالی از هرشکل مورد نظر، به صورت باز یا بسته استفاده می شود.
در سال های اخیر، تکنیک های چرخشی به طور گسترده ای توسعه یافته اند. این فرایند در خط تولید می تواند جایگزین کامل تری نسبت به روش های قالب گیری دمشی (Blow Molding)، قالب گیری تزریقی (Injectiom Moiding) و شکل دهی گرمایشی (Thermoforming) باشد. در بسیاری از موارد، ساخت برخی قطعات با روشی غیر از روش چرخشی، تقریباً غیر ممکن است. در این مقاله به تفاوت روش قالب گیری چرخشی با سایر روش ها، مکانیزم این روش و مزیت های آن نسبت به سایر روش ها پرداخته می شود.

مکانیسم کلی روش قالب گیری چرخشی

در قالب گیری چرخشی، اجسام صلب و توخالی به وسیله مواد پلاستیکی پودر شده در قالب هایی با حرارت بالا که توسط دو صفحه به طور هم زمان می چرخند، قرار داده می شوند (Charging).
ذرات پلاستیکی در سطح داخلی قالب داغ، به دلیل اعمال حرارت بالا به دیواره ها ذوب می شوند و این عمل ذوب تا وقتی که تمام ماده ذوب شود، ادامه دارد (Heating).
بر اثر عمل چرخش قالب توسط دو صفحه، ماده ذوب شده تحت نیروی گریز از مرکز، روی سطح دیواره های قالب قرار می گیرد و این چرخش و نیروی گریز از مرکز متوقف نمی شود. هم زمان با حذف عامل گرمایشی، دیواره ها به وسیله یک عامل سرمایشی خنک می شوند (Cooling).
در نتیجه ماده روی دیواره ها سرد می شود تا در نهایت منجر به محصول نهایی و ضخامت دیواره مطلوب شود. ضخامت دیواره با مقدار پودر موجود در قالب کنترل می شود (Demolding).
در شکل بالا می توان این روند را به طرز ملموسی بررسی کرد.

یکنواختی ضخامت دیواره ها می تواند در حدود ±10% نگه داشته شود که در مقایسه با فرایند قالب گیری دمشی مناسب تر است. ضخامت دیواره ها بین 1/32 اینچ تا 1 اینچ(0.8mm تا 25mm) است. بیش تر رزین های استفاده شده در قالب گیری چرخشی با قطر 74 تا 2000 میکرون وجود دارند.

تفاوت های عمده بین قالب گیری چرخشی و سایر روش های شکل دهی  پلاستیک ها مثل قالب گیری دمشی و تزریقی عبارتند از:

• استفاده از پودر رزین به جای قرص (Pellet)؛
• ذوب رزین در قالب به جای اعمال فشار در قالب؛
• چرخش دوطرفه قالب؛
• ارزان بودن قالب های Rotomolding به دلیل سادگی؛
• ساخت قالب ها از مواد ارزان تر؛ به دلیل کم بودن فشار اعمالی.

کاربرد های رایج قالب گیری چرخشی

قالب گیری چرخشی اجازه تولید محصولات بی شماری به تولیدکننده می دهد. انطباق پذیری محصولاتی که از طریق این روش شکل دهی می شوند، نامحدود است.
صلبیت یا انعطاف پذیری یک قطعه به وسیله خواص رزین مورد استفاده و ضخامت دیواره قالب کنترل می شود.
برخی کاربرد های عمومی قالب گیری چرخشی عبارتند از:

• مخازن ذخیره سازی تجاری، صنعتی و کشاورزی در اندازه 5 تا 22000 گالن؛

• ظروف بسته بندی؛
• انواع قطعات صنعتی، به خصوص پوشش ها، ذخایر آبرسانی و سطل های زباله؛
• انواع عروسک های کوچک و بزرگ با اشکال پیچیده؛
• تختخواب کودک، توپ و قطعات عروسک ها؛

• انواع مانکن های پشت ویترین؛
• تجهیزات زمین بازی و لوازم ورزشی مانند چوب گلف، توپ فوتبال، دستگیره شعبده بازی، کلاه ایمنی، دمبل، پایه توپ گلف، پاروی قایقرانی و… .

هم چنین این روش برای محفظه باتری ها، گوی های سبک، جارو برقی، مبلمان و مواد این چنینی استفاده می شود. نمونه این کاربرد ها در شکل های 1 تا 4 مشاهده شد.

فواید قالب گیری چرخشی

قالب گیری چرخشی فواید بخصوصی نسبت به سایر روش های شکل دهی دارد که عبارتند از:

• هزینه کم تر قالب و قطعات؛
• سازگاری روش درباره خروجی گرفتن از محصولات در کوتاه مدت، به خصوص محصولاتی با قالب های چند حفره ای؛
• ساخت قطعات توخالی و دهانه باز به کمک این روش؛
• عدم نیاز به ابزار ثانویه؛
• ضایعات کم یا عدم حضور ضایعات (بسته به نوع رزین)
• کنترل آسان ضخامت دیواره؛
• یکنواختی ضخامت دیواره؛
• خطای بسیار کم در یکنواختی دیواره ها (حداکثر ±10%)
• تسهیل در عمل قالب گیری با استفاده از کانتور ها و برش های پیچیده؛
• عدم محدودیت در قالب گیری محصولات متنوع؛
• وجود حداقل تغییر شکل مقطعی و پیچ و خم در محصول؛
• شکل دهی قطعات با ظریف ترین جزئیات؛
• تحت فشار نبودن ماده در این روش؛
• امکان قالب گیری چند ماده یکسان یا مشابه با رنگ های متفاوت در یه مرتبه قالب گیری؛
• امکان قالب گیری برخی مواد پلاستیکی یا فلزی به عنوان اجزای جدایی ناپذیر؛
• امکان ساخت دیواره های مضاعف.

در آینده به مکانیزم این روش به طور جزئی تر، قالب های استفاده شده در این روش و اجزای مختلف دستگاه پرداخته می شود.

گردآورنده: حسین چیانی