Качество ротоформованных изделий

 Конечной целью любого процесса ротационного формования является получение изделия, удовлетворяющего всем предъявляемым к нему эксплуатационным требованиям.

 При выполнении заказа на изготовление изделия конструктор должен ясно представлять, пригодно ли данное изделие для ротационного формования. На этом этапе производства конструктор работает в тесном сотрудничестве с заказчиком, предлагая внесение таких изменений, которые могли бы выгодно использовать преимущества ротационного формования и, с другой стороны, снизили бы влияние негативных сторон. К преимуществам данной технологии относятся следующие факторы:

· возможность изготавливать изделия с очень большим отношением площади поверхности к толщине стенки;

· ротационное формование идеально подходит для изготовления небольших партий очень крупных изделий;

· стенка изделия имеет равномерную толщину;

· стоимость форм относительно невысока;

· изделия из полиэтилена обладают химической стойкостью при взаимодействии со многими веществами.

 С этой точки зрения с помощью ротационного формования выгодно производить емкости среднего и большого объемов различного назначения, при этом стенка емкости может иметь любую заданную толщину.

 С другой стороны ротационное формование имеет свои ограничения, которые можно определить следующим образом:

· при наличии в изделии острых углов или очень маленьких радиусов закруглений слой полиэтилена распределяется неравномерно по толщине, имеет место повышенная деформация;

· относительно большие плоские поверхности подвергаются короблению при охлаждении;

· на ротоформованных изделиях сложно обеспечить выполнение высоких допусков на размеры.

 Таким образом, задача конструктора состоит в том, чтобы с учетом всех преимуществ и недостатков ротационного формования создать оптимальную конструкцию, выполняющую замысел заказчика или собственную идею. Как и в любом другом деле, с опытом у конструктора и производственных рабочих нарабатываются приемы и знания, позволяющие создавать сложные и качественные изделия. Так, например, при наличии в изделии больших плоских участков вводятся дополнительные ребра жесткости или данной поверхности придают небольшую кривизну, компенсирующую коробление. Для улучшения теплообмена на отдельных участках формы могут быть смонтированы экранирующие элементы. Кроме того, существуют определенные технологические приемы снижения деформации изделий при формовании: изменение скорости вращения формы, изменение режима охлаждения, помещение готового изделия в жесткий стапель.

 Однако основная проблема при конструировании и изготовлении полимерных изделий – это оценка и компенсация усадки изделия при охлаждении. Это явление имеет место в любой технологии переработки полимерных материалов и приобретает большое значение в ротационном формовании, поскольку в этом случае формование происходит без участия давления. Если расширение или сжатие полиэтилена ничем не ограничено, то усадка происходит равномерно по всем направлениям. Однако на практике усадка полимера происходит свободно на одних участках изделия и ограниченно – на других, где она сдерживается конструктивными элементами формы. Такие выступающие элементы как ребра, бобышки и косынки часто ограничивают усадку полимера. Разница в усадке между ограниченными и свободными участками изделия является основной причиной деформации и коробления изделий.

 Тем не менее, изделия, произведенные лидерами ротоформовочной промышленности, отличаются отсутствием каких-либо дефектов, поскольку все проблемы будут решены на стадии конструирования или экспериментальной отработки изделия.

 В наши дни при производстве изделий из пластмасс широко применяется конструирование и изготовление продукции с помощью компьютера. В компьютерном конструировании применяют как программы двухмерного черчения (AutoCAD), так и трехмерные программы (Компас, SolidWorks, Inventor), позволяющие рассматривать объемное изображение объекта на мониторе, создавать в модели различные вырезы, а также изображать текстуру, цвет и декоративные элементы поверхностей. С помощью этих программ конструктор может быстро оценить внешний вид проектируемого изделия и при необходимости определить совместимость отдельных элементов конструкции. Кроме того, трехмерные модели изделий и форм позволяют выполнить анализ прочности конструируемых изделий с помощью компьютера. Так, например, в компании Ротопласт для всех новых изделий создаются компьютерные модели, которые являются основой для разработки чертежей изделий и форм, поступающих на производство.

 Компьютерная модель крышки (компания Ротопласт)

 Распределение напряжений в изделии по результатам анализа (компания Ротопласт)

 Чертеж изделия, передаваемый на производство (компания Ротопласт)

 Чертеж формы, передаваемый на производство (компания Ротопласт)

 Отдельный класс изделий, полученных ротационным формованием – изделия со слоем вспененного полиэтилена. Такие изделия могут иметь двух или трехслойную конструкцию. В трехслойной конструкции вспененный слой находится между двумя слоями плотного полиэтилена. Такая конструкция увеличивает прочность стенки, что позволяет производить прогулочные лодки, каяки и другие изделия, применяющиеся на воде. Кроме того многослойные конструкции обеспечивают хорошую теплоизоляцию  в емкостях для хранения морепродуктов.

 Полимерные изделия в зависимости от назначения и требований заказчика окрашиваются в различные цвета: емкости чаще всего имеют черный или синий цвет, а такие изделия как элементы детских горок должны иметь яркую разноцветную окраску.

 Поверхности готовых изделий из полиэтилена окрашиваются с трудом, поэтому лучшим способом окрашивания считается внесение пигмента при измельчении гранул или смешивание пигмента с порошком полиэтилена перед загрузкой в форму. При необходимости нанесения пигмента на поверхности готового изделия, эти поверхности предварительно обрабатываются с помощью химического травления, пламенем или другим способом поверхностного активирования.

 Нередко на ротоформуемом изделии необходимо поместить логотип производителя или заказчика, а также другие надписи рекламного или информационного характера. В этих случаях в форме устанавливают съемные вставки, на которых наносится требуемое изображение по методу гравировки или травления.

 При создании изделий, предназначенных для изготовления с помощью ротационного формования, в задачу конструктора входит необходимость соблюдать баланс между эстетическими и прочностными свойствами изделия. При этом ротационное формование предоставляет конструктору уникальную возможность создавать крупные изделия различной формы: от простых шаров до конструкций с плоскими, почти параллельными стенками, которые находят применение в различных областях производства и сфере потребительских товаров.