如何利用旋转成型制造高品质制品

旋转成型是指加工制品时成型工具（如模具）有单向或双向的旋转运动，使物料紧贴于成型面，经冷却或固化后制得制品的一种方法。这种工艺可用于加工热固性或热塑性塑料。泡沫塑料、增强塑料、复合材料的空心制品。按旋转运动及成型过程不同，旋转成型可分为离心浇注、搪塑、滚塑、旋转注塑等。

1.离心浇注

离心浇注常用于制作管状或空心筒类制品，制品组织致密，内部空隙少，有利于提高电气绝缘性能，适用于加工小尺寸、大批量的绝缘制品。其工作原理是通过挤出机或专用漏斗将定量的液态树脂或树脂分散体注入加热的旋转容器（模具）中，容器绕单轴高速旋转（最高达2000r/min）物料在离心力作用下，紧贴成型面，形成密实的料层，当物料在冷却或加热固化后即可制得制品。通常选用熔体粘度较小、热稳定性较好的塑料，如聚酰胺、聚乙烯、改性环氧树脂等。在成型时加入增强填料也可制成增强塑料制品。

2.搪塑成型

搪塑成型又称为冷凝成型，工作时将糊状树脂倒入已加热的旋转模具中（凹模），接近模壁的料受热胶凝，达一定厚度后，把未凝料倒出，然后再加热将附在模壁上的料烘干，再冷却即可制得空心制品。它是用PVC糊状料制作软质空心玩具的常用方法。

3.滚塑成型

滚塑成型又称为旋转成型或回转成型，用液态物料成型的称为旋转注塑。该方法是一种制造中空制品的工艺。工作时将粉料树脂或液态树脂，按定量倒入模具中，然后模具绕单轴或多轴方向转动，转速一般在每分钟几转到几十转，模内的物料在离心力及加热作用下，边熔化边向模壁均匀地一层一层地涂覆，随着连续不断的转动，熔体均匀地覆盖在整个模具型面上，当达到一定厚度后，即可边转动边冷却（热固性塑料则边加热固化），直至制品硬化后才停止转动，开模取出制品。

滚塑成型需采用专用设备、模具及滚塑用的配方塑料。

所用设备一般由转臂、热箱、冷箱三部分组成，转臂用于夹持模具，并带动模具移动和转动。工作时，加料模具闭模后由转臂移送模具到热箱内加热滚塑，成型后转臂将模具移送到冷箱内转动冷却，制品硬化后停止转动，开模取出制品。转臂可做单轴转动（滚塑敞口形制品）及多轴转动（滚塑密封制品），按其结构及加热形式可分多种形式，一般采用蒸汽加热，加工过程由计算机控制。设备及模具都由专业厂生产，可供加工制品选用。

滚塑用的塑料是用适合滚塑用的树脂（滚塑级）及添加剂制备的配方料，一般粉料粒度在0.425mm（40目）左右，熔融指数为1～20g/10min，树脂应具有良好的热稳定性。热塑性塑料常用的有：PE、PVC、PP、PA、ABS、PC、改性PS、纤维素塑料等；热固性塑料有：不饱和聚酯、聚氨酯等。还可成型增强塑料、多层复合材料及泡沫塑料。可根据制品不同用途、尺寸形状选用树脂及配方料。(www.xing528.com)

例如，滚塑线性低密度塑料制品时可选用含丁烯共聚单体的薄膜级塑料，其密度为0.920g/cm³，熔融指数为1.8～2.0g/10min；滚塑高密度聚乙烯时则应采用含己烯共聚单体的滚塑级塑料，其密度为0.954g/cm³，熔融指数为7.5g/10min；如果加工耐化工药品腐蚀性的蓄电池箱体、垃圾桶、汽油桶等，则应选用交联聚乙烯。

在加工热塑性增强塑料制品时，应采用流动性较好的树脂，其玻璃纤维的含量随不同树脂品种和纤维长度（一般为3.2mm）而变化，含量大时会造成纤维裸露，使制品表面起伏不平。

在加工热固性塑料制品时，树脂一般用粒度为0.425mm（40目）的粉料，密度为400kg/m³左右，熔融指数为5g/10min左右。

在加工热固性增强塑料制品时，可采取两种工艺。一种是预混法，即用树脂胶液配方料与玻璃纤维充分混合后倒入模具中滚塑、加热、固化成型。玻璃纤维含量在10%～20%（质量分数），纤维长度在25mm左右。这种工艺只适用制作对机械强度要求不高的制品。另一种工艺是预成型法，即先将玻璃纤维与热塑性塑料充分混合后进行滚塑，加工成预成型体，然后再加入热固性树脂配方料滚塑成型。选用的热塑性塑料起粘结玻璃纤维并与热固性塑料相容的作用，常用塑料有ABS、丙烯酸、聚苯乙烯等，玻璃纤维含量可高达40%（质量分数），纤维长度可达100mm，所以这种工艺制品有较高的强度，适用于制作大型容器及承力结构件。

滚塑工艺也可加工多层复合材料制品，通常按制品要求，顺序分批定量加料滚塑，当第一层料滚塑到一定壁厚时，停止转动，加入第二层料后再滚塑。其间如果第一层与第二层料相容性不好，则可先滚塑一层粘结性料，它对第一层和第二层料都有较好的相容性，以此可将第一层和第二层料结合起来。另外，在加入后滚塑时，因模具停止转动，则先粘附在模具上的料会下流，此时应增加冷却措施（如吹冷空气），使其凝结后再加装后续物料即可进行滚塑成型。

滚塑成型也常用于加工泡沫塑料制品，其成型原理与多层滚塑相似，先滚塑非发泡塑料层，后注入含发泡剂的物料滚塑发泡层，这样可得到外壳致密光滑，内层发泡的制品。

滚塑工艺的优点：可加工大小不同及各种复杂形状的敞口或封闭的中空制品，既可加工容积可达10万L的大型中容器、游艇船体、集装箱，也可加工小型玩具；制品壁厚可从0.5mm到50mm；解决了注射或吹塑加工大型制品需用大型设备的难题；工艺简单，调整设备及模具方便，适用多品种、小批量生产，变更制品颜色、材料、加工品种简便，投资少，节省原料；制品内应力小，无边角料，易放嵌件，无取向性及熔接缝，对模具表面花纹图案复印性强，可复制精细花纹、木纹，制品内外表面粗糙度较好，调节厚度方便，制品一般无需修整。

其主要缺点：能耗较大；成型周期长；劳动强度大；尺寸精度较低；除泡沫塑料外，不可能成型实心制品；不宜成型壁厚相差悬殊的制品；虽然制品外形由模具型腔形状决定，但对垂直的立壁不易卦料，壁厚会变薄，故也不宜制作大面积薄壁扁平立面的制品；此外，滚塑成型对原料的成型性能要求较高，必须采用专用的配方料。

目前，滚塑制品主要用作大型塔罐、储槽、箱体、管道、容器、池体、垃圾箱、浴盆、餐桌、手推车、箱包、模型模特、玩具、广告用品等，在化工、农业、食品、建筑、商业及日用品等领域应用广泛，在交通运输及工业领域中常用作汽车燃油箱、保险杠、仪表板、车身、船体、运输箱罐、导航灯座、浮标、战车油箱、导弹外护壳、靶船、交通路障、路标、机器外壳、人体代用器官，以及飞机上多种配件等。