滾塑成型的原理及分類是什么？

滾塑成型是一種熱塑性塑料中空成型加工方法。其原理學(xué)：把樹脂加入到模具內(nèi)，閉合模具，通過對(duì)模具的加熱，并同時(shí)利用兩直角相交的轉(zhuǎn)軸不間斷轉(zhuǎn)動(dòng)，使模具作三維轉(zhuǎn)動(dòng)/滾動(dòng)，樹脂借助自身的重力作用均勻地布滿模具內(nèi)腔并且逐步熔融，直至樹脂完全熔融并均勻黏附于模腔內(nèi)壁，然后停止加熱轉(zhuǎn)人冷卻過程，待制品冷卻固結(jié)后脫模而得到所需的無(wú)縫中空制品。

滾塑加工時(shí)模具的轉(zhuǎn)速不高，制品成型全靠樹脂的自然流動(dòng)，所以產(chǎn)品幾乎無(wú)內(nèi)應(yīng)力，不易發(fā)生變形、凹陷等缺點(diǎn)。

根據(jù)所用樹脂的形態(tài)不同，滾塑可以分為三類。

1.以聚乙烯樹脂為代表的干粉滾塑成型 這是滾塑工藝中運(yùn)用最多、最廣的類別。由于樹脂經(jīng)粉狀到熔融狀且無(wú)外力的強(qiáng)制擠壓，原先粉體顆粒間的空氣在熔體中形成氣泡只能靠自身聚集長(zhǎng)大，然后脫離熔體排除。氣泡能否完全排盡直接影響制品的物理機(jī)械性能。

2.PVC糊狀樹脂的滾塑成型 業(yè)內(nèi)俗稱搪塑。主要制作軟質(zhì)PVC 中空制品。

3.單體聚合成型的滾塑 樹脂單體進(jìn)入模腔，在適宜的溫度條件及助劑作用下完成聚合并流動(dòng)成型。比較而言，該工藝目前實(shí)際應(yīng)用相對(duì)較少。

滾塑成型工藝適用性廣，可以成型小如乒乓球，大到游艇或沖鋒艇，或上百立方容積的化工儲(chǔ)罐等無(wú)縫中空制品；無(wú)需改變模具即可調(diào)節(jié)制品壁厚從不足2mm 至數(shù)厘米不等；可以一步完成復(fù)雜結(jié)構(gòu)制品的制造；可根據(jù)設(shè)計(jì)需要在制品中加人嵌件或其他組合件等。

滾塑模具制作簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，一般僅為同等尺寸其他模具造價(jià)的1/4~1/3； 滾塑模具尤其適合于大型制品的制作，可以實(shí)現(xiàn)邊緣增厚以保證大口徑制品的邊緣強(qiáng)度；此外，滾塑制件無(wú)飛邊，材料浪費(fèi)少。滾塑工藝不足之處在于： 生產(chǎn)周期比較長(zhǎng)，物料需預(yù)先磨粉加工，人工操作多，勞動(dòng)強(qiáng)度大等。

以聚乙烯粉料滾塑加工為例 ，整個(gè)工藝過程可分為四部分。
1.加料工序 清潔模具內(nèi)壁，按要求計(jì)量加人物料，然后閉合模具，準(zhǔn)備后續(xù)滾塑操作。
 

2.成型工序 模具和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)進(jìn)入指定熱成型工位，并開啟垂直旋轉(zhuǎn)使模具做三維旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)，由模具外部對(duì)其進(jìn)行加熱 (可采用熱風(fēng)循環(huán)，電熱輻射，或明火炙烤等方式）直至工藝設(shè)定溫度(260~320℃)，保持該溫度一定時(shí)間，確保熔體在模具腔壁黏附完全，厚度均勻，且排盡氣泡。
 

3.冷卻工序 保持模具的三維旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)狀態(tài)，轉(zhuǎn)人冷卻工位，采用冷風(fēng)。噴霧/噴淋等方式對(duì)模具和制品進(jìn)行冷卻，最終使制品完全固結(jié)定型。
 

4.脫模工序 停止模具旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)入上/下料工位，開啟模具，取出制品。 清潔模具內(nèi)壁，準(zhǔn)備下一循環(huán)制作。
聚乙烯滾塑成型工藝流程如圖1所示。

應(yīng)用于滾塑成型制品中的顏料產(chǎn)品，應(yīng)高度關(guān)注耐熱性、分散性、耐光、耐候性、安全性等特性指標(biāo)。

1.耐熱性 滾塑成型是一個(gè)非外力強(qiáng)制的成型工藝。需要熔體具有非常好的流動(dòng)性能；

熱傳導(dǎo)形式對(duì)樹脂來(lái)說(shuō)是單方向自然傳遞的方式，不存在摩擦和剪切生熱；熔體中含有的氣泡需要足夠的時(shí)間自然積聚破泡。因此，加工溫度遠(yuǎn)高于同類樹脂其他的成型工藝，同樣的，在此高溫下的操作時(shí)間也比其他工藝長(zhǎng)得多. 滾塑時(shí)模具腔體內(nèi)如果不用氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)的話，還必須考慮高溫下氧化作用。因此，都需要所選用的顏料必須具有優(yōu)異的耐熱性能，否則不能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.分散性 由滾塑加工工藝可知，如果不對(duì)樹脂體系進(jìn)行預(yù)先的混合料加工處理，而只是作簡(jiǎn)單的干粉混合加工 (目前有相當(dāng)多的生產(chǎn)商采用此法)。那么，顏料粉體顆粒在整個(gè)工藝過程中并沒有經(jīng)過有效的分散作用。對(duì)于粉體顆粒較粗大且不易分散的，就會(huì)造成色點(diǎn)等瑕疵，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

3.耐光、耐候性 滾塑成型制品被大量在戶外使用，尤其像游艇、 防沖墩、大型玩具等都需要鮮明的色彩。因此用于這些制品的顏料必須具有優(yōu)異的耐光、耐候性能。

4.安全性 滾塑制品中大量的民用制品和玩具等直接與人體接觸，尤其是兒童玩具。所以，必須關(guān)注顏料產(chǎn)品的安全性。