Strona głównaNutzung der rotationsformtechnologie zur ersetzung von laminierten produkten
Vorbereitet von: Eng. Adam Bernacki
Plastipol Poland Sp. z.o.o
Abstrakt:
In diesem Artikel werden die Vorteile des Ersatzes der Kunststoffkaschierung durch die Rotationsgusstechnologie aufgezeigt. Eine vergleichende Analyse zeigt die eindeutigen Vorteile des Rotationsformens, das eine Reihe von Vorteilen bei der Systematisierung und Standardisierung der Produktion im industriellen und dekorativen Bereich mit sich bringen wird. Beiden Technologien gemeinsam ist die Tatsache, dass sie ähnliche Verarbeitungsmöglichkeiten nutzen, und daher können wir auf der Grundlage des gemeinsamen Nenners der hergestellten Produkte effektive und eindeutige Vorteile des Rotationsgusses feststellen. Die direkten Vorteile sind – hohe Wiederholbarkeit der Produktion, Einheitlichkeit der mechanischen und funktionellen Eigenschaften des Produkts, niedrigerer Stückpreis des Produkts, hohe Ästhetik der Produkte sowie eine mehrfach erhöhte Prozesseffizienz. Die niedrigen Implementierungskosten der Laminierung kompensieren die oben genannten Vorteile nicht, da die beim „Rotomoulding“ verwendeten Formen trotz ihrer oft großen Abmessungen preislich attraktiv bleiben. Plastipol Poland sp. z. o. o hat in letzter Zeit viele erfolgreiche Projekte mit dieser Lösung im Bereich der Industrie-, Agglomerations- und Haushaltskläranlagen sowie in der Energie- und Lebensmittelindustrie durchgeführt.
Einführung in die Rotationsguss- und Laminiertechnik
Rotationsformen
Das Rotationsgießen ist eine der modernen Formen der Kunststoffverarbeitung, die sich zunehmender Beliebtheit erfreut. Beim Rotationsgussverfahren, auch Rotations- oder Schleuderguss genannt, wird die auf das Gussmaterial wirkende Zentrifugalkraft ausgenutzt. Der Kunststoff wird in die Form eingebracht, in der Regel in Pulverform, und schmilzt dann im Formhohlraum, wenn die Form erhitzt wird. Die Erstarrung oder Aushärtung des Kunststoffs erfolgt in der rotierenden Form, die dann angehalten, geöffnet und das Gussstück aus dem Hohlraum entnommen wird.
Abb.1 Schema des Rotationsgusses
Das charakteristische Merkmal des Planetengießens, wie in Abb. 1, ist die gleichmäßige Verteilung des geschmolzenen Materials über alle Wände des Formhohlraums aufgrund der Zentrifugalkraft, die durch die gleichzeitige Drehung um mindestens zwei Achsen entsteht. Die Form des Formhohlraums einer Rotationsgießform spiegelt die Außenfläche des Gussobjekts (in Form eines Behälters) wider, während die Innenfläche des Gussstücks durch die Bewegung des Materials unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft frei geformt wird.
Die Formen für die Rotationsgusstechnologie werden aus Stahl und Aluminiumlegierungen hergestellt. Die Produktionskosten der Formen liegen zwischen 10.000 PLN für kleinere Werkstücke und 60-80.000 PLN für große, komplexe Werkstücke mit einer Größe von über 1,5 m.
Kaschieren
Unter Laminieren versteht man im Allgemeinen die Beschichtung von Strukturobjekten mit einem polymeren Werkstoff. Ein Laminat ist eine Art Verbundwerkstoff, der durch die Kombination von zwei oder mehr Materialien mit unterschiedlichen mechanischen, physikalischen und technologischen Eigenschaften entsteht. Bei Laminaten ist die verstärkende Komponente (die so genannte Verstärkung) in Form von Schichten angeordnet, zwischen denen sich ein Füllstoff – ein Harz – befindet, der als Bindemittel dient. Die Verstärkungslagen können in Form von unidirektional angeordneten Monofilamenten (sog. Roving) und in Form von Geweben oder geschnittenen Fasermatten vorliegen (Abb. 2)
Abb. 2. Oberflächenaussehen der durch Laminierung erhaltenen Produkte in Abhängigkeit von den verschiedenen Formen der Verstärkungskomponenten: (a) Matte, (b) Roving, c) Glasfaser
Bei dieser Technologie werden Gussformen verwendet, die zwischen 1.000 und 10.000 Pfund schwanken.
Vor- und Nachteile der Technologie.
Rotationsformen
Vorteile:
- niedrige Kosten für die Produktionsvorbereitung aufgrund geringer Kosten für den Formenbau, Kosteneffizienz für kleine und große Produktionsserien
- abfallfreie Verarbeitungsmethode,
- die Möglichkeit, zusätzliche Elemente (Buchsen, Stifte, Hülsen, Ringe) anzubringen, die mit Schmelzmaterial beschichtet werden und nach Abschluss des Prozesses zu einem festen Bestandteil des Gussstücks werden; es ist auch möglich, Versteifungsrippen in die Form einzufügen, die die Wandsteifigkeit sehr großer Gussstücke erhöhen,
- Der gesamte Prozess (Erhitzen, Schmelzen, Formen und Abkühlen) findet in der Form statt, und es wird kein äußerer Druck ausgeübt; es gibt keine Verbindungslinien an der Oberfläche der Produkte,
- die Möglichkeit, Werkstücke mit einem Gewicht von mehreren Dutzend bis Hunderten von Kilogramm zu erhalten, was mit der Spritzguss- oder Extrusionstechnik aufgrund der strukturellen Grenzen dieser Verarbeitungsmaschinen nicht möglich ist.
Benachteiligungen:
- relativ lange Gießzeit – geringe Produktivität,
- geringer Wirkungsgrad und hoher Energieverbrauch des Verfahrens aufgrund der Beheizung und Kühlung der Form mit Luft,
- Die Kosten für die Aufbereitung der Kunststoffe werden noch dadurch erhöht, dass sie in Pulver- oder Granulatform gebracht werden müssen.
Kaschieren
Vorteile
- sehr einfache Methode
- erfordert keine teure Instrumentierung
- die Aushärtung des geformten Laminats erfolgt unter Normaldruck und bei Raumtemperatur
- kostengünstig für die Herstellung von Einzelprodukten oder kleinen Chargen
- Möglichkeit der Herstellung von Produkten mit sehr großen Abmessungen
Benachteiligungen
- arbeitsintensiv hohe Harz- und Trägerverluste geringer Trägergehalt im Laminat
- ungleichmäßige Sättigung
- schädliche Auswirkungen des Stoffes auf den menschlichen Körper
- hoher Stückpreis des Produkts
- die Qualität der Details hängt von der Kompetenz des Mitarbeiters ab
- geringe Vielfalt der verwendeten Materialien
Zusammenfassung
Eine vergleichende Analyse zeigt klare Vorteile für das Rotationsgussverfahren, das bei der Systematisierung und Standardisierung der Produktion im industriellen und dekorativen Bereich eine Reihe von Vorteilen mit sich bringen wird. Beiden Technologien ist gemeinsam, dass sie ähnliche Verarbeitungskapazitäten nutzen, und daher können wir auf der Grundlage des gemeinsamen Nenners der hergestellten Produkte effektive und eindeutige Vorteile des Rotationsgusses feststellen. Die direkten Vorteile sind – hohe Wiederholbarkeit der Produktion, Einheitlichkeit der mechanischen und funktionellen Eigenschaften des Produkts, niedrigerer Stückpreis des Produkts, hohe Ästhetik der Produkte sowie eine mehrfach erhöhte Prozesseffizienz. Die niedrigen Durchführungskosten der Laminierung gleichen die oben genannten Vorteile nicht aus, da die beim „Rotomoulding“ verwendeten Formen trotz ihrer oft großen Abmessungen preislich attraktiv bleiben.
Beispiele für Projekte
Abb. 1 Vergleich der Rotationsguss- und Handlaminiertechnik bei Abdeckungen für unterirdische Schächte.
Abb. 2 Durch Handlaminierung des Deckels verursachte Defekte
Literatur:
http://bc.pollub.pl/Content/1368/PDF/polimery2.pdf
http://www.qenos.com/internet/home.nsf/(LUImages)/TG6Roto/$File/TG6Roto.pdf
