Rotationsformen: Alles, was Sie wissen müssen

Rotationsformen auch bekannt als Rotationsformen, ist eine fortschrittliche Formtechnik, mit der Hohlteile ohne Druckanwendung hergestellt werden. Es handelt sich um ein Gussverfahren, bei dem die Formen billig sind, sodass das Verfahren auch bei der Produktion kleiner Stückzahlen wirtschaftlich ist. Diese Technologie bietet Designern große Vielseitigkeit, da sie praktisch jede Form erzeugen kann und in so unterschiedlichen Produkten wie Wassertanks und Kajaks verwendet wird. Obwohl kundenspezifisches Rotationsformen seit mehr als einem Jahrhundert auf dem Markt ist, ist es bei Herstellern aufgrund der Effizienz und der hochwertigen Herstellung von Produkten in vielen Branchen immer noch beliebt.

Was ist Rotations- oder Rotoformen?

Beim Rotationsformen, Rotoformen, Rotationsgießen oder Rotoformen werden große Maschinen eingesetzt, die Produkte entsprechend der für Chemikalienbehälter oder Plastikrutschen für Kinder erforderlichen Form formen. Diese Methode wird oft mit dem Blasformen verglichen, hat aber den zusätzlichen Vorteil, dass sie billiger und flexibler ist. 

Industrielles Rotationsformen

Rotationsformen ist ein Formverfahren, bei dem eine Hohlform mit Kunststoffpulver, normalerweise Polyethylen, erhitzt und in mehrere Richtungen gedreht wird. Wenn sich die Form dreht, schmilzt die Hitze den Kunststoff und verteilt ihn gleichmäßig auf der Innenfläche der Form. Sobald das Material richtig gebunden ist, wird die Form abgekühlt, damit der Kunststoff aushärten kann, und das fertige Teil wird ausgeworfen. 

Obwohl das Rotationsformen langsamer ist als die meisten Hochdruckverfahren, bei denen die Formen etwa achtmal pro Minute gedreht werden, dauert die Produktion bis zu drei Stunden. Das Verfahren ist sehr effektiv bei der Herstellung hohler, nahtloser Produkte in einem Stück. Polyethylen ist aufgrund seiner geringen Kosten, seiner hohen Hitzebeständigkeit und hohen Festigkeit beim Abkühlen das am häufigsten verwendete Material. Einige Spritzgussunternehmen Es können auch andere Materialien wie Silikon, ABS oder Acryl verwendet werden, dies kommt jedoch für die meisten Anwendungen nicht sehr häufig vor.

Rotationsformen: Prozessübersicht

Der Prozess ist einfach, kann jedoch in Wirklichkeit ziemlich komplex sein. Zunächst wird Kunststoffpulver in eine Hohlform gegeben, die normalerweise aus Aluminiumguss oder Stahlblech besteht. Die Form wird dann geschlossen und um zwei Achsen gedreht, während die Form in einem Ofen erhitzt wird. Wenn das Kunststoffpulver erhitzt wird, verteilt es sich in der gewünschten Weise im gesamten Inneren der Form. Nach dem vollständigen Schmelzen wird die Form in einen Kühlbereich transportiert, wo sie durch Lufteinblasen und feinen Wassernebel abgekühlt wird. Wenn die erforderliche Temperatur erreicht ist, wird die Form geöffnet und der gefrorene Teil herausgenommen. 

Rotationsformverfahren

In seiner Grundform ist das Rotationsformen kein schwieriger Prozess. Da jedoch keine direkte Druckkontrolle erfolgt, wie dies bei Hochdruckprozessen der Fall ist, wie z. B. Spritzgießenist der Prozess relativ kompliziert. Einige allgemeine Parameter, die den Formprozess beeinflussen können, sind die Umgebungstemperatur, die relative Luftfeuchtigkeit, die Art der Form, das verwendete Material und die Qualität des verwendeten Pulvers. 

Bezüglich: Schnelles Spritzgießen

Gängige Polymere im Rotationsguss

Harze für Rotationsformen

In der folgenden Tabelle sind die verschiedenen beim Rotationsformen verwendeten Materialien sowie ihre Merkmale, Formen und wichtigsten Auswahlkriterien aufgeführt.

Arten von Maschinen für das Rotationsformen

Die Standard Rotationsformmaschinen bestehen aus einem Arm oder einer Wiege, in der die Form platziert wird, sowie den Öfen und Kühlern. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Maschinen liegt in der Richtung, in die sich die Form während des Formprozesses bewegt. Es gibt verschiedene Arten von Rotationsformmaschinen: 

Clamshell-Maschine: Eine Form und ein Kühler in einer Einheit, bei der der Formungsvorgang und der Kühlvorgang in derselben Station stattfinden. Die Form und das Harz werden durch die Frontplatte zugeführt, die während des Heizvorgangs verriegelt ist. Nach dem Formen wird die Form abgekühlt und zum Entladen herausgeschwenkt. Anschließend wird sie vom Ofen weggeschwenkt.

Revolver-/Karussellmaschine: Die Revolvermaschine ist eine runde Konstruktion mit 3-6 Armen, die um eine Mittelachse rotieren, wobei an jedem Arm eine Form befestigt ist. Diese Formen werden durch Lade-, Heiz-, Kühl- und Entladezonen befördert. Unabhängige Arme ermöglichen die gleichzeitige Verwendung von Formen unterschiedlicher Größe und Dicke, die Maschine ist jedoch komplizierter und erfordert mehr Aufmerksamkeit in Bezug auf die Wartung.

Shuttle-Maschine: Shuttle-Maschinen verwenden unabhängige Arme zum Bewegen der Formen vom Ladebereich, der Heizkammer und dem Entladebereich mit einem dazwischen liegenden Kühlabschnitt. Diese Methode spart Zeit, da die Formen ohne Zeitverlust zwischen Kühl- und Spritzperioden gewechselt werden. 

Schwungmaschine: Diese Maschinen verfügen über Arme, die die Formen zu den Heiz- oder Kühlabschnitten transportieren. Sie eignen sich am besten für Teile, die mehr Zeit zum Abkühlen und Entformen benötigen. Schwenkmaschinen können bis zu vier Arme haben, falls ein Arm kontinuierlich arbeiten muss. 

Vertikale Radmaschine: Wie bei einem Riesenrad mit Passagieren in Sitzen werden die Formen in Halterungen platziert, die beim Drehen des Rades auch die Lade-, Heiz-, Kühl- und Entladezonen durchlaufen. Am häufigsten wird dieser Maschinentyp für kleine bis mittelgroße Teile verwendet. 

Rock and Roll-Maschine: Diese Maschinen drehen die Formen um 360 Grad und bewegen sie auch von einer Seite zur anderen, um dünne, längliche Objekte wie Kajaks herzustellen. Sie haben zwei Arme, wobei sich ein Arm gleichzeitig dreht und der andere Arm von einer Seite zur anderen schwingt, um die Verteilung des Kunststoffs auszugleichen. 

Maschine mit offener Flamme: Dies ist einer der ältesten Maschinentypen, der direkte Flammen zur Herstellung von Produkten mit offenem Ende nutzt.

Wichtige Überlegungen beim Entwurf von Teilen für das Rotationsformen

Beim Entwurf von Teilen für das Rotationsformen müssen bestimmte Faktoren berücksichtigt werden, die bei anderen Fertigungsverfahren möglicherweise nicht relevant sind: 

• Formschrägen: Die Verwendung von Entformungsschrägen bei der Produktgestaltung ermöglicht ein einfaches Lösen der Teile aus den Formen nach dem Heiz-, Dreh- und Abkühlvorgang. 
• Wandstärke: Die Wandstärke des betreffenden Produkts hat einen direkten Einfluss auf den Wärmeübertragungsprozess sowie auf die zum Abkühlen benötigte Zeit. Bei Polyethylen, das beispielsweise im Rotationsguss verwendet wird, liegt die ideale Dicke normalerweise zwischen 0.125 und 0.25 Zoll. 
• Große ebene Flächen: Deshalb ist es besser, große flache Bereiche durch Stufen oder Aussparungen zu unterteilen, um Materialverzerrungen zu vermeiden. Parallele Wände müssen während des gesamten Formprozesses die gleiche Dicke aufweisen, um eine Ausdünnung der Wände zu verhindern. 
• Materialfluss an Ecken: Einige der Herausforderungen, die mit dem Rotationsformen verbunden sind, sind: Es ist schwierig, scharfe Kanten zu erhalten, da sich das Material an den Ecken sammelt und eine ungleichmäßige Schicht bildet. Dies bedeutet, dass die Ecken so rund wie möglich sein sollten und im Vergleich zu scharfen Ecken weniger Winkel aufweisen sollten. 
• Ästhetik und feine Details: Es zeigt sich auch, dass das Endprodukt viel besser aussieht, wenn kleine Funktionen oder Designverbesserungen ausprobiert werden, was für die Kunden von entscheidender Bedeutung ist. 
• Kosten: Die Anschaffungskosten für die für das Rotationsformen erforderlichen Geräte und Formen mögen zwar hoch sein, aber auf lange Sicht sind sie relativ billiger. Rotationsformen ist viel billiger als Blasformen, insbesondere in Bezug auf die Werkzeug- und Wartungskosten. Beispielsweise würde die Herstellung von 50-Gallonen-Mülleimern durch Rotationsformen 20000 $ für die Werkzeuge und 1000 $ pro Jahr für die Wartung erfordern. Im Vergleich zum Blasformen würde das gleiche Produkt 210,000 $ für die Werkzeuge und 5000 $ jährlich für die Wartung erfordern. (Lesen Sie mehr über China Spritzguss)

Rotations- vs. Spritzguss: Wichtige Unterschiede

Sind Rotations- und Spritzguss dieselben Techniken? Nun, das ist etwas kompliziert zu bestimmen. Sehen wir uns also einige der beiden Verfahren an.

Tabelle: Rotationsformen vs. Spritzgießen

Blasformen vs. Rotationsformen: Eine Analyse der Unterschiede

Rotationsformen vs. Blasformen

Blasformen und Rotationsformen sind einander relativ ähnlich, weisen aber einige betriebstechnische Unterschiede auf. Einige davon sind unten aufgeführt:

• Kostenvergleich: Es hat sich gezeigt, dass Blasformen relativ höhere Anschaffungskosten für Werkzeuge hat als Rotationsformen. Allerdings ist Blasformen wirtschaftlicher, wenn eine bestimmte Menge oder Anzahl von Teilen, die jährlich über 3000 Einheiten produziert werden, überschritten wird. Obwohl die Anfangsinvestition für Blasformen im Vergleich zu Spritzguss relativ hoch ist, sind die Kosten für eine hohe Produktion relativ niedrig. 
• Geschwindigkeitsvergleich: Blasformen ist viel schneller als Rotationsformen, wenn es um die Zykluszeit geht. Blasformen hat Zykluszeiten von weniger als einer Minute und ist damit viel schneller als Rotationsformen, bei denen ein Zyklus mehr als 30 Minuten dauern kann. Dies liegt daran, dass Blasformen schneller ist als Spritzgießen und daher für die Produktion im großen Maßstab wirtschaftlicher ist. 
• Vergleich der Produktionsmengen: Blasformen hat auch viel kürzere Zykluszeiten als Rotationsformen, was zu höheren Durchsätzen führt. Blasformmaschinen können ungefähr siebzig Teile pro Stunde herstellen, während Rotationsformmaschinen nur ungefähr zwei Teile pro Stunde herstellen können. 
• Materialvergleich: In beiden Verfahren werden normalerweise die gleichen Polymertypen verwendet. Die am häufigsten verwendeten Materialien beim Rotationsformen sind Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE), Polyethylen hoher Dichte (HDPE) und vernetztes Polyethylen (PEX). Im Gegensatz dazu werden beim Blasformen Materialien wie Polypropylen (PP), Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylchlorid (PVC), LDPE und HDPE verwendet, um Produkte herzustellen, die für verschiedene Anwendungen geeignet sind.

Tabelle: Blasformen vs. Rotationsformen

Vorteile des Rotationsformens

Das Rotationsformen unterscheidet sich deutlich von anderen Herstellungsverfahren und bietet daher die folgenden Vorteile: Hier eine Aufschlüsselung der wichtigsten Vorteile: 

Kostengünstige Werkzeuge 

Rotationsformen ist im Vergleich zu anderen Verfahren für seine niedrigen Werkzeugkosten bekannt. Bei diesem Verfahren wird kein hoher Druck angewendet und daher sind die Formen relativ günstig. Dieser Aspekt macht es ideal für den Einsatz bei Kleinserienproduktionen oder in Fällen, in denen man sich der Marktnachfrage nicht so sicher ist. 

Flexibilität im Design 

Das Verfahren eignet sich am besten für die Erstellung komplexer Formen. Es ist auch sehr einfach, Merkmale wie Versteifungsrippen, geformte Einsätze und eine Vielzahl von Oberflächenstrukturen im Rotationsguss zu erstellen. Diese Flexibilität ermöglicht es Designern, einzigartige Designs zu entwickeln, die mit anderen Formtechniken möglicherweise nicht möglich sind. 

Gleichbleibende Wandstärke 

Ein weiterer Vorteil des Rotationsformens ist die Tatsache, dass es Teile mit gleichmäßiger Dicke auf allen Seiten erzeugen kann. Es ermöglicht auch eine gute Unterstützung der Ecken und Kanten des Produkts und erhöht so die Festigkeit und Haltbarkeit des Endprodukts. Im Gegensatz zum Blasformen, bei dem die Ecken aus relativ schwachem Material bestehen können, besteht dieses Problem beim Rotationsformen nicht, da das Material gleichmäßig verteilt wird. 

Geringe Gerätekosten 

Im Allgemeinen sind Rotationsformmaschinen im Vergleich zu anderen Formtechniken vergleichsweise günstig. Dies macht sie für viele Hersteller zu einer idealen Lösung, da sie ihnen dabei helfen, nach kostengünstigen Möglichkeiten zur Herstellung ihrer Produkte zu suchen. Die erforderliche Investition ist vergleichsweise gering, was bedeutet, dass die Gesamtkosten für die Herstellung der Waren relativ niedrig sind. 

Größenflexibilität und Produktionsflexibilität. 

Rotationsformen ermöglicht die Herstellung einer breiten Palette von Produkten in Bezug auf die Größe, von Einzelteilen bis hin zu großen Strukturen. Außerdem ist es möglich, mehrere Produkte gleichzeitig herzustellen, was den Prozess effektiver und kostengünstiger macht. 

Sollten Sie für Ihr Projekt Rotationsformen wählen?

Die Wahl des Rotationsformverfahrens hängt daher von den Produktionsanforderungen ab. Diese Methode eignet sich für Unternehmen, die weniger als 3,000 Teile pro Jahr für ihre Projekte produzieren. Abgesehen von diesem Volumen verringern die Kosten für die Wartung und den Austausch der Werkzeuge die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Das Blasformen ist möglicherweise besser für die Produktion großer Stückzahlen geeignet und daher für die Produktion im großen Maßstab kostengünstiger.

Anwendungen des Rotationsformens

Mit der vielseitigen Formtechnologie können verschiedenste Produkte in verschiedenen Branchen hergestellt werden: Die Flexibilität der Technologie ermöglicht die Herstellung einer breiten Palette von Rotationsformprodukten 

in verschiedenen Branchen: 

• Lagertanks: Kann große Tanks für Wasser und Chemikalien mit einer Größe von bis zu 50,000 Litern herstellen. 
• Materialhandhabung: Hierzu gehören Behälter, Kisten, Paletten und isolierte Kühler, die für den Transport und die Lagerung der Produkte verwendet werden. 
• Umweltprodukte: Dazu gehören beispielsweise Abfalleimer, Verkehrsleitkegel, Poller und Verkehrsschilder, die für die Verwaltung der städtischen Umwelt von wesentlicher Bedeutung sind. 
• Marineprodukte: Spezialisiert auf die Herstellung von Schwimmkörpern, Bojen und Pontons für den Einsatz auf dem Wasser. 
• Automobilkomponenten: Produziert robuste Produkte wie LKW-Kotflügel, Kraftstofftanks und Werkzeugkästen. 
• Freizeitausrüstung: Zu den Produkten gehören unter anderem Kajaks, Kanus und Boote, da diese einen Eindruck von der Stärke und Elastizität des Materials vermitteln. 
• Outdoor-Produkte: Bietet Gartenpflanzgefäße, Regentonnen und Gartenmöbel, die den Außenbereich mit schönen Möbeln nützlicher und attraktiver machen. 
• Spielplatz Ausrüstung: Schützt das Spielzeug und die Spielstruktur, sodass sie für Kinder sicher ist und lange hält. 

Innovative Anwendungen

Dennoch gibt es zahlreiche Belege dafür, dass das Rotationsformen noch immer neue Designbereiche jenseits der traditionellen erschließt. Heute besteht eine wachsende Nachfrage nach einem stilvollen, luxuriösen Dekorationselement, das Kunstwerke für den Innen- und Außenbereich, Beleuchtung und dekorative Accessoires höchster Qualität umfasst.

Zusammenfassung 

Boda, ein Ein in China ansässiges Formgebungsunternehmen beschreibt den Prozess des Rotationsformens in einer Zusammenfassung seiner Entwicklung ausführlich. Es besteht kein Zweifel daran, dass sich die Rotationsformungsbranche in den letzten Jahrzehnten enorm weiterentwickelt hat. Ein Prozess, der einst als von einer Art Mysterium umhüllt galt, hat sich zu einem hochkomplexen Verfahren entwickelt, das eine Produktqualität liefern kann, die andere Formgebungsverfahren nicht bieten können.

So produzieren Sie mit Boda schnell solide, komplexe Kunststoffteile

Rotationsformen sollte immer dann eingesetzt werden, wenn ein Unternehmen schnell starke und komplizierte Kunststoffteile herstellen möchte, da es sich effektiv für die Handhabung komplexer Formen und die Herstellung hochwertiger und glatter Produkte eignet. Bei Boda bieten wir Teilepreise für rotationsgeformte Produkte an, machen aber auch DFM-Vorschläge, die Ihr Projekt zum Erfolg führen. Als Ihr geschätzter Partner für kundenspezifische Kunststoff- und mechanische Teile möchte Boda Sie vom Prototyping bis zur Herstellung fertiger Produkte unterstützen. Rufen Sie uns jetzt an, um Ihren Entwurf einzureichen, und erfahren Sie mehr über unsere Komplettlösungen für Rotationsformen.