回転成形(BrE成形) は、材料の装入重量またはショット重量で満たされる加熱された中空金型を使用します。次に、ゆっくりと回転させて (通常は 2 つの直交する軸の周りで)、軟化した材料を分散させて金型の壁に付着させます。部品全体の厚さを均一に維持するために、金型は加熱段階では常に回転し続け、冷却段階でもたわみや変形を防ぎます。このプロセスは 1940 年代にプラスチックに適用されましたが、少数のプラスチックに限定された遅いプロセスだったため、初期にはほとんど使用されませんでした。過去 20 年間にわたり、プロセス制御の改善とプラスチック粉末の開発により、使用量が大幅に増加しました。
これに対し、ロトキャスティング (ロタキャスティングとも呼ばれます) は非加熱の金型内で自己硬化性樹脂を使用しますが、回転成形と同様に回転速度が遅いです。スピンキャスティングを、高速遠心鋳造機で自己硬化性樹脂またはホワイトメタルを利用することと混同しないでください。
歴史
1855 年に英国の R. Peters が二軸回転と熱を初めて使用したことを文書化しました。この回転成形プロセスは、金属砲弾やその他の中空容器の作成に使用されました。回転成形を使用する主な目的は、壁の厚さと密度を均一にすることでした。 1905 年に米国で FA Voelke がこの方法を蝋の物体の中空化に使用しました。これは、1910 年に GS Baker's と GW Perks による中空のチョコレートエッグの製造プロセスにつながりました。回転成形はさらに発展し、RJ パウエルは 1920 年代にパリの石膏の成形にこのプロセスを使用しました。さまざまな材料を使用したこれらの初期の方法は、今日プラスチックで使用される回転成形方法の進歩を導きました。
プラスチックは 1950 年代初頭に回転成形プロセスに導入されました。最初の用途の 1 つは、人形の頭の製造でした。この機械は、ゼネラル モーターズのリア アクスルからインスピレーションを得た E Blue ボックス オーブン マシンで作られ、外部電気モーターによって駆動され、床に設置されたガス バーナーによって加熱されました。型は電鋳ニッケル銅で作られ、プラスチックは液体 PVC プラスチゾルでした。冷却方法は、金型を冷水に入れることで構成されていました。この回転成形プロセスは、他のプラスチック玩具の作成につながりました。このプロセスの需要と人気が高まるにつれて、ロードコーン、海洋ブイ、車のアームレストなどの他の製品の製造にも使用されるようになりました。この人気はより大型の機械の開発につながりました。新しい暖房システムも作成され、元の直接ガス ジェットから現在の間接高速空気システムに移行しました。 1960 年代のヨーロッパでは、エンゲル プロセスが開発されました。これにより、低密度ポリエチレンで大きな中空容器を作成できるようになりました。冷却方法は、バーナーを消して、金型内で揺動しながらプラスチックを硬化させることで構成されていました。[2]
1976 年、世界的な業界団体として回転成形業者協会 (ARM) がシカゴで設立されました。この協会の主な目的は、回転成形技術とプロセスの認識を高めることです。
1980 年代には、ポリカーボネート、ポリエステル、ナイロンなどの新しいプラスチックが回転成形に導入されました。これにより、燃料タンクや工業用成形品の作成など、このプロセスの新たな用途が生まれました。 1980 年代後半からクイーンズ大学ベルファストで行われてきた研究は、「Rotolog システム」の開発に基づいて、冷却プロセスのより正確な監視と制御の開発につながりました。
設備と工具
回転成形機は幅広いサイズで製造されています。これらは通常、金型、オーブン、冷却チャンバー、および金型スピンドルで構成されます。スピンドルは回転軸に取り付けられており、各金型内のプラスチックが均一にコーティングされます。
型（または工具）は、溶接された鋼板または鋳造から製造されます。製造方法は多くの場合、部品のサイズと複雑さによって決まります。ほとんどの複雑な部品は鋳造工具で作られている可能性があります。金型は通常、ステンレス鋼またはアルミニウムから製造されます。アルミニウムの金型は、柔らかい金属であるため、通常、同等の鋼の金型よりもはるかに厚いです。アルミニウムの熱伝導率は鋼よりも何倍も大きいため、この厚さはサイクル時間に大きな影響を与えません。鋳造前にモデルを開発する必要があるため、鋳造金型は工具の製造に関連して追加コストがかかる傾向がありますが、組み立てられたスチールまたはアルミニウムの金型は、特にそれほど複雑でない部品に使用される場合には安価です。ただし、一部の金型にはアルミニウムとスチールの両方が含まれています。これにより、製品の壁の厚さを変えることができます。このプロセスは射出成形ほど正確ではありませんが、設計者により多くのオプションを提供します。鋼にアルミニウムを添加すると熱容量が増大し、メルトフローがより長期間流体状態に留まるようになります。
投稿時間: 2020 年 8 月 4 日