回転成形とは

回転成形( ブレ成形) は、加熱された中空の金型に材料の量またはショット重量が充填されています。次に、ゆっくりと回転させ (通常は 2 つの垂直軸の周り)、軟化した材料を分散させ、金型の壁に貼り付けます。成形品全体で均一な厚みを維持するために、金型は加熱段階では常に回転し続け、冷却段階でもたる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であったため、初期にはほとんど使用されませんでした。過去 20 年間で、プロセス制御の改善とプラスチック パウダーの開発により、使用量が大幅に増加しました。

比較すると、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、加熱されていない金型で自己硬化性樹脂を使用しますが、回転成形と共通して低速の回転速度を共有します。スピンキャスティングは、高速遠心鋳造機で自己硬化樹脂またはホワイトメタルを使用するものと混同しないでください。  

歴史

1855 年、英国の R. Peters は、二軸回転と熱の最初の使用を文書化しました。この回転成形プロセスは、金属砲弾やその他の中空船を作成するために使用されました。回転成形を使用する主な目的は、肉厚と密度を一定にすることでした。1905年、アメリカのFA Voelkeは、この方法を使ってワックスオブジェクトをくりぬきました。これは、1910 年に GS Baker と GW Perks が中空のチョコレートの卵を作る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 年代にパリの石膏を成形するためにこのプロセスを使用しました。さまざまな材料を使用するこれらの初期の方法は、今日のプラスチックでの回転成形の使用方法の進歩につながりました。

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。最初のアプリケーションの 1 つは、人形の頭の製造でした。機械は、ゼネラルモーターズのリアアクスルに触発されたEブルーボックスオーブンマシンで作られ、外部の電気モーターで駆動され、床に取り付けられたガスバーナーで加熱されました。金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。この回転成形のプロセスは、他のプラスチック製のおもちゃ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、マリン ブイ、車のアームレストなどの他の製品を作成するために使用されました。この人気は、より大きな機械の開発につながりました。オリジナルの直接ガスジェットから現在の間接高速空気システムへと移行する、新しい加熱システムも作成されました。ヨーロッパでは 1960 年代にエンゲル法が開発されました。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することができました。冷却方法は、バーナーをオフにして、金型内で揺動​​させ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、回転成形機協会 (ARM) が世界的な業界団体としてシカゴで発足しました。この協会の主な目的は、回転成形技術とプロセスの認知度を高めることです。

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、このプロセスの新しい用途が生まれました。クイーンズ大学ベルファストで 1980 年代後半から行われてきた研究は、「ロトログ 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。

機器と工具

回転成形機は、幅広いサイズで作られています。それらは通常、金型、オーブン、冷却室、および金型スピンドルで構成されています。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を均一にコーティングします。

金型 (または工具) は、溶接された鋼板または鋳造品から製造されます。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通常、同等の鋼の金型よりもはるかに厚いため、より柔らかい金属です。アルミニウムの熱伝導率はスチールの何倍も大きいため、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、鋳造金型は金型の製造に関連する追加コストがかかる傾向がありますが、製造された鋼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、製品の壁の厚み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。鋼へのアルミニウムの追加により、より大きな熱容量が提供され、メルトフローがより長い期間流体状態に留まります。