Rotomolding vs Injection Molding

On olemassa runsaasti tapoja valmistaa onttoja esineitä muovin avulla, ja rotaatiovalu (tai rotomolding) on luultavasti yksi edullisimmista ja tehokkaimmista käytössämme olevista menetelmistä. Tässä informatiivisessa oppaassa pyritään käsittelemään, mihin muuhun tekniikkaa käytetään, mitkä ovat sen tärkeimmät edut ja muuta hyödyllistä tietoa.

• Mitä on rotaatiovalaminen?
• Miten rotaatiovalaminen toimii
• Rotaatiovalulaitteet
• Materiaalit, joita käytetään rotaatiovalamiseen
• Mihin rotaatiovalamista käytetään
• Rotaatiovalaminen vai ruiskuvalaminen?
• Johtopäätös

Mitä on rotaatiovalu?

Rotaatiovalu (tai rotaatiovalu) on valmistustekniikka, joka on kehittynyt merkittävästi viimeisten 20 vuoden aikana, ja päivä päivältä yhä useammat yritykset hyödyntävät tätä monikäyttöistä prosessia. Sitä käytetään pääasiassa onttojen osien valmistukseen lisäämällä muovijauhetta kuorimalliseen muottiin ja pyörittämällä ja kuumentamalla sitä samanaikaisesti. Tämän prosessin aikana jauhe sulaa kuplattomaksi nestekerrokseksi, joka ottaa muotin sisäpinnan muodon. Tämän jälkeen massa jäähdytetään ja ontto osa poistetaan. Tätä prosessia käytetään melko usein säiliöiden valmistukseen (ks. kuva alla), mutta sitä voidaan käyttää myös monimutkaisten lääkinnällisten tuotteiden, lelujen, huviveneiden ja paljon paljon muun valmistukseen.

Rotaatiovalulla valmistettujen säiliöiden ja astioiden seinämäpaksuus vaihtelee 0,5-20 mm:n välillä. Niiden tilavuus voi olla jopa 13 000 gallonaa.

Miten rotaatiovalu toimii

Prosessi alkaa lataamalla metallimuottiin jauhemaista polymeeriä (useimmiten polyeteeniä). Muottiin voidaan sijoittaa myös metallikomponentteja, jotka liitetään lopulliseen muotoon.

Muotti asetetaan uunikammioon ja sitä pyöritetään 2-akselisesti. Lämpötila pidetään 500°F – 680°F (260°C – 370°C) käytetystä materiaalista riippuen. Tämän prosessin aikana sula materiaali tarttuu muotin sisäpintaan.

Kun sula materiaali on muodostanut kappaleen, se jäähdytetään ja poistetaan. Sen jälkeen muotti ladataan uudelleen, ja prosessi toistetaan niin monta kertaa kuin on tarpeen.

Muotin halkeama (viiva tai harjanne, joka ilmestyy kohtaan, jossa muotti erotetaan) poistetaan trimmaamalla. Joitakin elementtejä, kuten aukkoja, reikiä, ruuveja ja uria, voidaan lisätä tässä vaiheessa.

1. Materiaalin lataaminen muottiin
2. Materiaalin sulattaminen muotin sisällä
3. Muotin jäähdyttäminen
4. Jälkikäsittely

Rotaatiovalulaitteet

Rotaatiomuottikoneisiin kuuluu uuni, jäähdytyskammio ja muottikaroja. Muotit valmistetaan yleensä alumiiniseoksesta CNC-koneistuksella tai metallivalulla. Tällaiset osat ovat paljon paksumpia kuin ruostumattomasta teräksestä valmistettu vastaava. Muotit voidaan valmistaa myös hitsatusta teräslevystä riippuen osan koosta ja monimutkaisuudesta.

Rotaatiovalussa käytettävät materiaalit

Rotaatiovalussa käytettävät materiaalit kuuluvat useimmiten polyeteeniryhmään (noin 80 %), joista yleisimpiä ovat:

• Ristisilloitettu polyeteeni (PEX)
• Matalatiheyksinen polyeteeni (LDPE)
• Lineaarinen matalatiheyksinen polyeteeni (LLDPE)
• Korkeatiheyksinen polyeteeni (HDPE)

Materiaaleissa on myös muita komponentteja, kuten PVC-plastisoleja, nailoneja ja polypropyleenia. Näiden materiaalien ensisijaiset vaatimukset ovat:

• Hyvä lämmönkestävyys
• Riittävä hapettumiskestävyys
• Halkeamiskelpoisuus (helppo virtaus muotin kaikkien onteloiden läpi)

Mihinkä rotaatiovalua käytetään

Rotaatiovalua käytetään pääasiassa teollisuussäiliöiden ja -astioiden valmistukseen. Täydellinen luettelo muista sovelluksista löytyy alta:

• Septikkosäiliöt
• Kemian varastosäiliöt
• Öljysäiliöt
• Polttoainesäiliöt
• Vedenkäsittelysäiliöt
• Laivasäiliöt
• Tieliikenne kyltit
• Kontit
• Lelut ja vapaa-aika
• Materiaalinkäsittely
• Meriteollisuus

Rotomuovaus vai ruiskuvalu?

Roottovalulla on sekä etuja että haittoja, kuten kaikilla valmistustekniikoilla. Sitä verrataan usein ruiskuvaluun (IM). Rotomolding ja IM ovat kaksi suosittua tekniikkaa, joita käytetään eri teollisuudenaloilla. Niillä on paljon yhteistä ja joskus ne ovat jopa keskenään vaihdettavissa, mutta pääsääntöisesti näitä kahta prosessia käytetään eri tapauksissa.

Rotaatiovalun haitat ruiskuvaluun verrattuna

• Muottien vähemmän hienostunut suunnittelu
• Matalammat toleranssit

Rotaatiovalun edut

Vaikkakin rotaatiovalua pidetään epätarkempana tekniikkana kuin ruiskupuristusta ja sillä on pidemmät syklien kestot (1 – 2 sykliä tunnissa, kun se on ruiskupuristuksessa useiden muutamien sekuntien pituinen), sillä on silti joitakin selviä etuja, jotka tekevät siitä korvaamattoman.

• Pintakäsittelyjen ja värien laaja vaihtelu
• Suhteellinen vapaus suunnittelussa
• Jopa seinämäpaksuus
• Kestävyys
• Kestävyys
• Kantavuus-vapaat tuotteet
• Vakaa ja samalla kevyt muovaus
• Vähän ei materiaalihukkaa
• Työkalulaitteiden edulliset kustannukset
• Vahvat seinät

Miksi jokaisen teollisuudenalan on käytettävä rotaatiosorvausta

Olemme kiteyttäneet rotaatiosorvauksen tärkeimmät ominaisuudet, jotka tekevät siitä työkalun, jonka pitäisi kuulua jokaisen teollisuusyrityksen arsenaaliin.

Johtopäätökset

Muihin muovinmuovausmenetelmiin verrattuna rotaatiovalulla voidaan valmistaa paljon tukevampia ja joustavampia esineitä, joilla on sileä pinta ja tasainen seinämätiheys. Rotaatiovaletuissa kappaleissa on enemmän muovia muotin ulkokulmissa ja sivuilla. Valmiissa esineessä ei myöskään ole niin paljon jännitystä ja se on paljon vakaampi ja samalla joustava rotaatiovalun ominaisuuksien ansiosta. Se vähentää myös riskiä, että lopputuotteeseen ilmestyy murtumia. Lue lisää ruiskuvalutekniikasta valmistusoppaastamme.

• Kustannukset.

  Työkalukustannukset ovat alle 1/5 vastaavista puhallus- ja ruiskuvalukustannuksista, mikä tarkoittaa alhaisempaa hintaa lyhyissä ja keskisuurissa tuotantosarjoissa – laadusta tuskin tinkimättä.

• Laatu.

  Rotaatiovaluisten muovikomponenttien tarkkuus, johdonmukaisuus, ulkoasu ja tuntuma ovat vaikuttavia. Laatu on yhtä hyvä kuin muilla prosesseilla valmistetut osat. Tukevat seinämät, jotka ovat paremmat kuin
  IM.

• Joustavuus.

  Menetelmällä voidaan muovata erittäin monimutkaisia muotoja, ja jopa seinämän paksuutta voidaan muuttaa ilman uudelleentyöntöä, toisin kuin esimerkiksi ruiskupuristuksessa käytetyillä prosesseilla.

• Nopeus.

  Komponenttien luomisen läpimenoaika rotaatiomuovausmenetelmää käyttäen konseptoinnista valmistettavaksi on lyhyempi kuin useimpien muiden prosessien.

• Erilaiset viimeistelyt.

  Rotaatiovalulla voidaan tarjota erilaisia sileitä tai kuvioituja viimeistelyjä, jotka parantavat lopputuotetta suhteellisen alhaisin kustannuksin.

• Monipuolisuus.

  Todella monipuolinen muovinmuotoilutekniikka; prosessilla voidaan valmistaa monenlaisia tuotteita monenlaisille markkinasektoreille.