滚塑模具的旋转加热是如何实现的
发布日期:2025-08-19 作者: 点击:
滚塑模具的旋转加热通过模具沿两个垂直轴的同步旋转与热源的协同作用实现,其核心原理是利用重力与离心力使塑料原料均匀涂布并熔融粘附于模具内壁,最后终形成中空制品。以下是详细分析:
一、旋转机制:双轴驱动实现均匀涂布
自转与公转的协同作用
模具在加热过程中需同时绕两个垂直轴旋转(通常为主轴和副轴),形成复合运动轨迹。这种设计确保模具内各点在旋转周期内均能经历相同的重力与离心力组合,从而避免原料堆积或涂布不均。
案例:在生产大型浮筒时,模具通过360度公转与自转的叠加,使塑料粉末在模腔内形成螺旋式流动路径,确保边角区域也能被充分覆盖。
转速控制的关键参数
低速旋转(5-15 rpm):适用于粉末状原料,通过延长加热时间促进熔融均匀性。例如,PE材料在250℃下需旋转40分钟以达到完全熔融。
高速旋转(15-30 rpm):用于液体原料或薄壁制品,通过离心力加速原料涂布。如生产游乐船时,高速旋转可使液态PE在2分钟内完成初始涂层。
二、加热方式:多源协同确保温度均匀性
热风循环加热
原理:通过加热炉内的循环热空气对模具进行间接加热,温度范围通常为200-350℃。
优势:温度分布均匀,适合大型模具(如直径>2米的储水罐)。
案例:宁波星晖滚塑科技有限公司采用分区控温技术,将加热炉分为预热区、熔融区和保温区,使模具表面温差控制在±5℃以内。
直接火焰加热
原理:燃料火焰直接喷射至模具表面,通过调节火焰强度和扫描速度控制温度。
优势:升温速度快(可达50℃/分钟),适合小批量生产。
案例:东莞勇兴富五金塑胶有限公司在生产救生艇模具时,采用液化气火焰加热,将加热时间从90分钟缩短至45分钟。
红外辐射加热
原理:利用红外线穿透塑料原料,从内部加热模具。
优势:节能30%以上,且减少模具热变形。
案例:中山市创馨亮滚塑电子有限公司在智能机器人外壳模具中应用红外加热,使制品表面粗糙度从Ra6.3μm降至Ra3.2μm。
三、原料状态与加热策略的匹配
粉末状原料的加热过程
阶段1:多孔层形成:塑料粉末在模具表面初步粘附,形成透气性结构。
阶段2:熔融均质化:随着温度升高,多孔层逐渐熔融为连续层,厚度通过旋转时间控制。
案例:江苏苏圆鑫汽车配件有限公司在生产燃油箱模具时,通过调整PE粉末粒径(100-300目)和加热时间(50分钟),实现壁厚偏差≤±0.5mm。
液态原料的加热过程
阶段1:流动涂覆:液态原料在模具旋转初期迅速铺展,形成初始涂层。
阶段2:凝胶点控制:当温度达到特定值(如LLDPE的120℃)时,原料停止流动并固化。
案例:佛山市博泽环保科技有限公司在洗地机水箱模具中,通过添加0.5%的流变改性剂,使液态PE的凝胶时间从8分钟延长至12分钟,提高涂层均匀性。
四、冷却定型:旋转与降温的协同控制
强制通风冷却
原理:通过高速气流加速模具表面热量散失,冷却速度可达10℃/分钟。
案例:上海太阳成tyc33455cc模具工业有限公司在生产工程机械承载箱模具时,采用变频风机实现冷却风速的动态调节,使制品收缩率从1.8%降至1.2%。
喷水冷却
原理:细水雾直接喷射至模具表面,通过蒸发吸热实现快速降温。
优势:冷却效率高,适合厚壁制品(如壁厚>10mm)。
案例:三门县合诚模具有限公司在皮划艇模具中应用喷水冷却,将脱模时间从60分钟缩短至30分钟。
五、工艺参数优化:数据驱动的效率提升
温度-时间曲线控制
关键参数:加热温度、保温时间、冷却速率需根据材料特性(如熔融指数)和制品尺寸(如壁厚)动态调整。
案例:东莞市卓诚聚模具有限公司通过DOE实验设计,确定音箱外壳模具的工艺窗口:加热温度280℃、保温时间35分钟、冷却速率8℃/分钟,使废品率从5%降至0.8%。
旋转速度与加热时间的协同优化
模型建立:通过CFD模拟分析旋转速度对原料流动的影响,结合实验数据构建经验公式。
案例:宁波星晖滚塑科技有限公司针对医疗担架模具开发出旋转速度-加热时间匹配表,使生产周期从120分钟缩短至80分钟。