滾塑制品淺談滾塑工藝

1、滾塑制品分析及解決方案滾塑制品工藝義稱旋轉(zhuǎn)模塑或旋轉(zhuǎn)成型，該成型方法是將模具沿兩垂直軸不斷旋轉(zhuǎn)并使 z加熱，模具型腔內(nèi)的蝮料在重力和熱的作用下逐漸熔融粘附于模具型腔表而上.經(jīng)冷卻定 型后制得塑料制品。滾塑成型工藝常用于生產(chǎn)小空無縫、具有復(fù)朵形狀的塑料制品，在化工、機(jī)械、電子、 輕工和軍工等行業(yè)有廣泛應(yīng)用，如摩托車、汽車等車輛燃油箱、儲(chǔ)物箱、大中型川空容器、 汽車零部件、耐腐蝕容器內(nèi)且只等，近年來也逐漸用于各種民用或軍用產(chǎn)品包裝箱、運(yùn)輸箱 等制品的生產(chǎn)。目前，來口國外的大多數(shù)滾塑制品訂小都氏接表明采用線性低密度聚乙烯（lldpe）滾塑 專用料進(jìn)行滾塑成型，制品多是對(duì)滾塑技術(shù)要求較高的不同規(guī)格的清

2、洗機(jī)鄉(xiāng)殼、割草機(jī)外 殼、貨物運(yùn)輸箱、儲(chǔ)物箱、各種機(jī)械電子包裝箱、內(nèi)部有發(fā)泡層的雙層保溫箱、汽車零部件 等。我國的滾塑成型技術(shù)和滾塑模具加工技術(shù)迅速提高，但在滾塑產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)方面與歐美 相比尚存在差距。滾塑制品成型工藝對(duì)制品質(zhì)量起非常重要的作用。當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)制造完畢后， 易導(dǎo)致制品缺陷的模具結(jié)構(gòu)通常不會(huì)輕易改變，從成型工藝上來設(shè)法解決滾塑制品缺陷就顯 得比較重要。日前國內(nèi)介紹有關(guān)滾塑制品設(shè)計(jì)和滾塑工藝的資料較少，產(chǎn)品設(shè)計(jì)者或工程制 造者多數(shù)靠實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，往往會(huì)給設(shè)計(jì)、生產(chǎn)帶來不必要的麻煩。研究分析滾塑 制品缺陷成因及解決方案，對(duì)提高滾塑制品和滾塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)水平具有重要意義

3、。（2）解決方案調(diào)整通氣管或起相同作用的金屬亂絲卷制的長(zhǎng)條至模具內(nèi)部適當(dāng)距離。通氣管一般 采用薄擘的金屬氟塑料管，其直徑由制品尺寸和物料性能決圧。（一般薄壁制品按每 立方米模具設(shè)定10-12 mm孔徑），管子長(zhǎng)度根據(jù)制品型腔深度應(yīng)保證其末端仲入 到模腔屮心或到介適位置。為避免模具旋轉(zhuǎn)時(shí)樹脂粉末從排氣口溢出，通氣管內(nèi)要 用玻璃絲、鋼絲絨、石墨粉等充填。模具適當(dāng)緩慢舟溫、提高爐溫（熔融溫度）或延長(zhǎng)加熱時(shí)間，確保物料充分熔融和氣 體排出。在模具內(nèi)表面涂覆特氟龍（聚四氟乙烯）涂層替代各種脫模劑，保持模具內(nèi)部干燥。如果是嵌件因索影響，可對(duì)嵌件及其周圍部分區(qū)域進(jìn)行預(yù)熱。在產(chǎn)品、模具設(shè)計(jì)過程屮，充分考慮以下

4、有利于消除氣泡或氣孔的措施：采用熔體 流動(dòng)速率（mfr）較高的物料、采用密度較低的物料、改善模具壁厚均勻性、延氏自 然冷卻時(shí)問、延緩噴霧（噴水）冷卻、制品上的卄筋或突出部位不宜過窄或過高（對(duì)應(yīng) 于模具上的凹槽不能太窄、太深）等。2樹脂包覆不良圖3粘附樹脂的嵌件(1)成因分析滾塑制品上一般冇許多金屬鑲嵌件，通過滾塑形成制品 上的一部分，以增強(qiáng)制品局部強(qiáng)度。在滾塑時(shí)，嵌件相當(dāng)于 模具上的一部分，使得此處模具壁厚增加，i快件末端不易獲 得與模具同樣的溫度，導(dǎo)致恢件上的樹脂包覆不良。尤其是 大型嵌件，如果嵌件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，使得嵌件傳熱性能不 良，不能獲得與模具同樣的溫度，更易導(dǎo)致樹脂涂覆不均或 達(dá)不

5、到設(shè)計(jì)要求，降低嵌件與制品結(jié)合的強(qiáng)度。旋轉(zhuǎn)滾犁成型的轉(zhuǎn)速通常較低，不同于制作鑄型尼龍產(chǎn)品的離心澆鑄，嵌件相對(duì)制品表 面太高時(shí)出現(xiàn)樹脂包覆不良的幾率更高一些。圖3為粘附樹脂的恢件。山圖3可以明顯看出，嵌件上的塑料壁厚與制品壁厚差別很大, 這與滾妁時(shí)嵌件傳熱性能不良和嵌件太厚有百接關(guān)系。嵌件的位置太靠近制品相鄰的側(cè)表面 時(shí)，山丁二恢件阻擋j物料的流動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致此處物料堆積少或械件與側(cè)喪向不能完全搭橋, 制品易m現(xiàn)較大孔洞或恢件血覆不嚴(yán)的缺陷。特別指出的是，嵌件具冇較好的傳熱性能不僅就其材料本身而言，其結(jié)構(gòu)也應(yīng)使嵌件具 冇較好的傳熱性能，如空腔不能太大或滾塑時(shí)設(shè)法用金屬封堵大的空腔，在設(shè)計(jì)大型嵌件時(shí)

6、尤其要考慮這一點(diǎn)。(2)解決方案使械件具有良好的傳熱結(jié)構(gòu)，盡量消除不利于嵌件傳熱的因素。在滿足滾塑條件和嵌件強(qiáng)度需求的前提卜，嵌件相對(duì)制品衣面高度和體積盡量小。嵌件上的止轉(zhuǎn)或防拉槽的深度和寬度與滾塑耍求相適宜。滾皺時(shí)，視情況對(duì)恢件進(jìn)行預(yù)熱會(huì)取得比較良好的效圖4模具上的聚四氟乙烯板果，對(duì)大型械件尤其有效。3壁厚不均(1)成因分析滾犁成型工藝適于成型壁厚相對(duì)均勻的中空制品，不容易 加丄岀壁厚突變的制品，投料量的多少?zèng)Q定了制品的平均壁 厚，其均勻性與模具本身的結(jié)構(gòu)、滾塑成型工藝有關(guān)。從制品和模具結(jié)構(gòu)來說，-般在制品內(nèi)凹的轉(zhuǎn)角處(模具外 凸）厚度較小，在制品外凸的轉(zhuǎn)角部位（模具內(nèi)凹）厚度較大，但如果制

7、品外凸部位角度過小， 易導(dǎo)致物料不能充滿模具帶來相應(yīng)的孔洞等缺陷，所以制品不宜有尖角部位，通常用大的平 滑圓弧過渡。塑料的熔融和粘附能力主要與模具溫度有關(guān)。模具溫度高的地方，期料較易先熔融并隨 模具的轉(zhuǎn)動(dòng)層層涂覆，粘附樹脂會(huì)較多，而溫度低的部位粘附的樹脂相對(duì)較少，造成制品推 厚不均。制品的壁厚述與旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)。旋轉(zhuǎn)速度不均勻，容易造成壁厚不均，而且無規(guī)律 性，所以一般釆用能口動(dòng)控制的恒抓矩或恒轉(zhuǎn)速的電機(jī)來保征主副軸勻速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)制品某處 部位與其它部位壁厚懸殊較大，模具不能修改時(shí)，需扶工藝角度尋求解決辦法。（2）解決方案把滾犁模具固定在模架上適當(dāng)?shù)奈恢?，并調(diào)整模架的平衡。主、副軸旋轉(zhuǎn)速度保持比例

8、均衡、速度均勻。加熱爐能保證在各個(gè)方向上使模具受熱均勻。加熱和冷卻過程中都換向一次，換向時(shí)要迅速，-般止轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)時(shí)間相同。在期望制品厚度增大的部位，模具相應(yīng)部分要進(jìn)行預(yù)熱或減小隔熱因素的影響。在期望制品厚度減小的部位，模具相應(yīng)部位上加四敘乙烯板（見圖4）或石棉墊隔熱， 使熔融物料不易糯附模具或持續(xù)堆積，以減小此部位的厚度。此方法還用來把隔熱 層襯在模具上，使模其內(nèi)表面無法粘附樹脂，期望獲得開口部位，但這種方法制得 的開口一般不是規(guī)整的。4表面粗糙（1）成因分析滾塑制品多數(shù)是山1090i 400 mm（1235冃）或者更小粒徑尺寸的樹脂或液體塑料樹 脂制成”1，國內(nèi)般用125550 m（3050

9、目）的粉料。如果粒徑偏大，當(dāng)溫度偏低、加 熱時(shí)間較短時(shí)，滾頼時(shí)樹脂粉料在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)不能完全熔融，制品衣面易出現(xiàn)麻坑（圖5）、 瘤狀凸起（圖6）、粒狀凸起（圖7）等衣面不佳現(xiàn)象。如果粉料有較大界物混入，此時(shí)界物對(duì)熔 融的樹脂來說相當(dāng)于結(jié)晶聚合物冷卻結(jié)晶時(shí)成核劑的作用，當(dāng)樹脂冷卻結(jié)晶時(shí)，在界物存在 的地方易呈現(xiàn)瘤狀凸起。當(dāng)樹脂粉末顆粒粒徑偏小、轉(zhuǎn)速選擇不當(dāng)或轉(zhuǎn)速不均時(shí)，也易出現(xiàn) 麻坑或粒狀凸起等表面不良現(xiàn)彖。這是由于較小的樹脂顆粒較易積聚，熔融時(shí)形成相對(duì)較大 的樹脂團(tuán)，把部分顆粒包容在其中，周圍空間不能有效補(bǔ)充樹脂形成，滾型溫度偏低時(shí)受各 種冰i素影響時(shí)更易出現(xiàn)。(2)解決方案針對(duì)滾塑制品體積大

10、小和結(jié)構(gòu)不同，選擇適當(dāng)粒徑大小的粉料?？刂坪眉訜?、冷卻溫度和時(shí)間，并保持溫度基本穩(wěn)立。確運(yùn)合適的主軸轉(zhuǎn)速和主、副軸轉(zhuǎn)速比，并保持轉(zhuǎn)速均勻。避免原料小有界物或較大顆粒的相同物料混入。5顏色不均(1)成因分析塑料樹脂暴露在模具型腔的空氣屮，在高溫下軟化熔融，木庁易氧化變色，樹脂屮的低 分子化合物更是如此。在滾塑有色制品時(shí)，如果色粉選擇不當(dāng)(如選擇了不耐高溫的有機(jī)染 料致使受熱分解，或選擇質(zhì)量不好的無機(jī)礦物顏料)，通常都不能夠獲得令人滿意的顏色。 脫模劑噴涂過曷対制品的彩飾也會(huì)產(chǎn)綸不良影響。滾翅時(shí)模具溫度控制不均，局部溫度過高 時(shí)，表而易呈現(xiàn)藍(lán)色明亮反光現(xiàn)彖或局部顏色偏深，見圖&圖9。模具整

11、體溫度偏高吋， 制品顏色偏深偏亮；模具整體溫度偏低吋，顏色偏淺偏暗，通常都不能達(dá)到需求顏色，而口 會(huì)使同一批制品存在嚴(yán)重色差，影響整批制品外觀質(zhì)量。也8明兒反光沛位也9瀕色發(fā)探器位(2)解決方案使用能長(zhǎng)時(shí)間耐高溫的無機(jī)礦物顏料，粒徑比粉料粒徑更小，一般為1020pm m 至更小?？刂坪眉訜?、冷卻溫度和時(shí)問，并保持溫度基本穩(wěn)定。避免使模具出現(xiàn)各部位加熱不均的現(xiàn)象。盡量不使用脫模劑，如不可避免，耍注意適量?？紤]在原材料中使用具有抗老化性能的添加劑。6翹曲變形(1) 成因分析滾塑制品雖然是無壓成型，較其它有壓成型方法相比，不易翹曲變形，但滾塑制品一般 都是形狀復(fù)朵、壁厚不均勻、不完全對(duì)稱的，使得制品

12、不同部位間的冷卻速率和收縮率不一 致，在大的平面和壁厚差捌較大的部位產(chǎn)生翹曲變形。pe制品在滾塑成型后收縮牢比較大, 般為2%3%，其至高達(dá)3%5%.尺寸精度較差，在局部線性尺寸較大的部位其收 縮率冥至更高一些。制品的收縮還與制品成型時(shí)的加熱溫度、冷卻定型溫度、冷卻速率及制品脫模溫度等因 素有關(guān)，這些因素在滾塑成型過程中都不易精確控制。尤其是在制品脫模過程中，許多生產(chǎn) 廠家為追求生產(chǎn)效率，制品溫度在7080°c具至更高時(shí)就開始脫模，然后通過后定型處理 來控制制品外形，山于脫模過程人為控制的因素太強(qiáng)，所以制品收縮更不易控制。對(duì)制品最終外形尺寸和變形量耍求比較嚴(yán)格的制品來說，除了在滾塑工

13、藝上采取有針對(duì) 性的措施外，后定型處理過程也比較重要。為了生產(chǎn)更高質(zhì)量的制品，強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定 性和均一性應(yīng)該是貫穿整個(gè)制造過程的重要理念。(2) 解決方案制品設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免出現(xiàn)較大平面，可以使用加強(qiáng)筋、臺(tái)階、搭接(搭橋)或農(nóng)面凹 槽裝飾等結(jié)構(gòu)形式來減小平面面積，從而控制翹曲。調(diào)整模具在模架上的位置，消除增大壁厚差別和影響加熱與冷卻均勻性的因素。根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制作帶有活動(dòng)部位的定型工裝或固定式工裝(見圖10),對(duì)制品 進(jìn)行后冷卻定剖階段的定型。對(duì)特殊形狀的制品，還可以結(jié)合簡(jiǎn)單的定型_t裝，往制品內(nèi)部通人壓縮空氣，強(qiáng)制 制品整形定型，效眾較好。采取合理的冷卻措施，盡量使制品各部位冷卻速率一

14、致。a一帶有括動(dòng)部位的定型工裝；b 一固定式定型工裝圖10定烈工裝7表面不光亮(1) 成因分析成型溫度偏高或偏低都不能帶來令人滿意的表而質(zhì)量。詢而說過，滾蜩溫度偏低或過高 除了帶來顏色色差外，表而亮度同樣不能達(dá)到要求。有的制品要求表而光亮，模具表而較易拋光時(shí)容易達(dá)到；但有的產(chǎn)品表而需要各種皮紋、 阿案等飾紋效果，模具基木不可能拋光，生產(chǎn)時(shí)制品與模具粘附力較人不易脫模，當(dāng)強(qiáng)脫時(shí) 就易造成制品拉傷或使制品表而拉毛而發(fā)白。為了制品脫模方便，有時(shí)候需噴涂脫模荊，如 使用不當(dāng)，會(huì)人人影響表而質(zhì)量，造成產(chǎn)品廢品率較高。(2) 解決方案在模具內(nèi)表而涂覆聚四氛乙烯涂層。在裝卸模過程中 要注意保護(hù)涂層不被磕碰，

15、可使用很長(zhǎng)時(shí)間，能有效 降低每件制品分?jǐn)偟谋矶幚碣M(fèi)用，這也是日詢滾犁 模具工業(yè)較常用的方法。圖11為表而噴涂有特氟龍涂 層的模具內(nèi)表面。 采用適當(dāng)?shù)某尚蜏囟取Ｉa(chǎn)過程中注意制品顏色變 化.根據(jù)顏色深淺和明暗判斷成型溫度的高低，然厲在設(shè)定的成型工藝要求的溫度基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整并保圖笛涂有特氟龍層的模具內(nèi)表 持。面盡量選擇鈉性脫模剎，用量保持適量，不可過多，防 止制品表而出現(xiàn)花白現(xiàn)象。選擇合適的顏料顆粒細(xì)度，常用的顏料顆粒粒徑一般為1020pm ,其至更小。8嵌件外露(1)成因分析嵌件外露，有的情況下可以理解為樹脂包覆不良，但有時(shí)不是這種情形。制品脫模后山 于繼續(xù)冷卻收縮，會(huì)使?jié)L翔制品上的螺母鑲恢件外衣面高岀產(chǎn)品農(nóng)面，影響外觀或使用。當(dāng) 恢件與制品側(cè)面靠得太近或恢件同定端面與模具表面距離設(shè)計(jì)不合理,滾犁過程中它們會(huì)相 互十涉時(shí)，造成恢件根部不能有效填充粉料，出現(xiàn)類似注甥時(shí)的充模不滿現(xiàn)象，也易造成嵌 件外歸，這種情況出現(xiàn)的原閡一般是制品或嵌件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不好。(2)解決方案成型前在模具與嵌件z間加一適當(dāng)厚度和大小的墊片，既能彌補(bǔ)成型后由于制品收 縮帶來的缺陷，又不影響制品外觀。嵌件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要做好，嵌件兇定端面與模具 內(nèi)壁之闖的距離要適當(dāng)或與模具內(nèi)表面平齊，防止出現(xiàn)類似注靱時(shí)充模不滿的現(xiàn)象。導(dǎo)致制牖出現(xiàn)一種或幾種缺陷的原因不是孤立的，往往與多種因素冇關(guān)，需要工藝 人員根據(jù)出現(xiàn)的缺陷問題，