قالب گیری چرخشی یک روش پردازش ترموپلاستیک است که از یک قالب و گرما در حال چرخش استفاده می کند تا به طور یکنواخت مواد را به دیواره داخلی حفره قالب بچسبانید و در نهایت یک محصول توخالی را تشکیل می دهد. این فرآیند به دلیل انعطاف پذیری در طراحی بالا ، توانایی تولید سازه های بزرگ و پیچیده و عدم جوشکاری یا ترکیبی ، در کشتی سازی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است. قطعات کشتی روتومولد در درجه اول شامل اجزای بدنه ، شناورها و فله های کابین است. کیفیت این قطعات به طور مستقیم بر دوام ، سبک وزن و عملکرد کلی کشتی تأثیر می گذارد. این مقاله به طور سیستماتیک اصول فرآیند قالب گیری ، فن آوری های کلیدی و جهت بهینه سازی قطعات کشتی روتومولد را در کاربردهای عملی توضیح می دهد.
I. اصول اساسی و جریان فرآیند روتومولد
هسته روتومولد استفاده از حرکت چرخشی قالب (معمولاً ترکیبی از انقلاب و چرخش بعدی سه-) برای ذوب یکنواخت پودر پلاستیکی یا گرانول ها در هنگام گرم کردن و چسبیدن آنها به سطح حفره قالب است. محصول نهایی پس از خنک کننده از قالب آزاد می شود. جریان فرآیند معمولی شامل مراحل زیر است:
آماده سازی مواد اولیه: Roto - قطعات کشتی قالب دار به طور معمول از ترموپلاستیک با مقاومت در برابر آب و هوا و مقاومت در برابر خوردگی استفاده می کنند ، مانند پلی اتیلن چگالی بالا- ، پلی پروپیلن (PP) یا صلیب {2} poly اتیلن (xlpe) پلی اتیلن (xlpe) پیوند خورده است. مواد اولیه باید قبل از-} خشک شده و به اندازه ذرات خاص خشک شوند تا از ذوب یکنواخت اطمینان حاصل شود.
بارگیری و آب بندی قالب: مواد اولیه پلاستیکی در حفره قالب فلزی از قبل گرم شده بارگذاری شده و با پیچ و مهره ها محکم بسته می شوند تا از نشت در هنگام گرمایش جلوگیری شود.
مرحله گرمایش و چرخش: قالب در یک کوره گرمایش یا منطقه تابش مادون قرمز قرار می گیرد و همزمان در اطراف دو محور (به صورت افقی و عمودی) چرخانده می شود. درجه حرارت به طور معمول در محدوده 200-300 درجه کنترل می شود ، به تدریج پلاستیک را ذوب می کند و یک پوشش یکنواخت را تشکیل می دهد. سرعت و مدت زمان چرخش در این مرحله به طور مستقیم بر توزیع ضخامت دیواره محصول تأثیر می گذارد.
خنک کننده و اتمام: پس از اتمام ذوب ، قالب به یک منطقه خنک کننده (یا با خنک کننده هوای طبیعی یا آب خنک کننده آب) حرکت می کند ، جایی که به تدریج در حالی که در حال چرخش است ، برای جلوگیری از تغییر شکل ناشی از غلظت استرس حرارتی ، به تدریج خنک می شود.
Demolding and Post- پردازش: بعد از اینکه دمای قالب به یک محدوده ایمن کاهش می یابد ، قالب را از بین می برد. در صورت لزوم ، لبه های قسمت را بریزید یا اجزای اضافی (مانند دنده ها یا فلنج های اتصال) نصب کنید.
ii. چالش های فنی کلیدی Roto- قطعات کشتی قالب دار
با وجود مزایای قابل توجه قالب Roto- ، کاربرد آن در صنعت دریایی هنوز با مشکلات فنی زیر روبرو است:
طراحی قالب بزرگ و کنترل تعادل حرارتی: قطعات کشتی قالب دار Roto - اغلب به ابعاد بزرگی (مانند Multi- متر - buoys طولانی) و دیوارهای نازک نیاز دارند. قالب ها باید از آلیاژهای سبک (مانند آلیاژ آلومینیوم) ساخته شوند تا اینرسی کاهش یابد. برای اطمینان از یکنواختی دما و جلوگیری از گرمای بیش از حد موضعی یا کمبود ، کانال های گرمایش داخلی باید بهینه شوند.
سازگاری خاصیت خاصیت: نمک ، رطوبت و اشعه ماوراء بنفش در محیط دریایی به مواد ROTO- madped مواد قالب دار نیاز دارد تا دارای مقاومت شیمیایی عالی ، مقاومت در برابر ضربه و مقاومت طولانی مدت {1} مقاومت باشد. به عنوان مثال ، اضافه کردن جاذب های کربن سیاه یا UV به HDPE می تواند عمر سرویس در فضای باز خود را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.
محدودیت های پیچیدگی ساختاری: تلاش های روتومولد برای ایجاد مستقیم درج یا بافت های ریز ، نیاز به فرآیندهای ثانویه (مانند پیوند و اتصال مکانیکی) برای دستیابی به ادغام عملکردی ، که تقاضای بیشتری را بر روی دقت مونتاژ قرار می دهد.
iii بهینه سازی فرآیند و نمونه های کاربرد صنعت
برای بهبود راندمان قالب گیری و کیفیت قطعات کشتی روتومولد ، توسعه فناوری فعلی در زمینه های زیر متمرکز است:
قالب های حفره Multi-} تولید مداوم: طراحی قالب های ایستگاه چند-} خطوط تولید پشت سر هم ، همراه با سیستم های بارگذاری خودکار و تخلیه ، می تواند به طور قابل توجهی خروجی دسته ای را افزایش دهد ، و آنها را برای ساخت و سازهای بزرگ- ساختاری از نوائی های استاندارد یا کابین ها مناسب می کند.
برنامه های کامپوزیت تقویت شده: ترکیب فیبر شیشه ای (GF) یا نانوفیلرها (مانند مونت موریلونیت) در پلاستیک های پایه می تواند سفتی محصول و مقاومت در برابر سایش را بهبود بخشد و آنها را برای اجزای عرشه در معرض بارهای مکانیکی مناسب می کند.
فناوری شبیه سازی دیجیتال: از تجزیه و تحلیل عناصر محدود (FEA) برای پیش بینی رفتار جریان ذوب و انقباض خنک کننده ، کمک به بهینه سازی طراحی ساختار قالب و کاهش آزمایشات قالب و میزان ضایعات استفاده می شود.
مطالعات موردی نشان داده است که شناورهای پلی اتیلن برای کشتی های تولید شده با استفاده از فرآیند قالب گیری چرخشی بیش از 30 ٪ سبک تر از محصولات سنتی فلز یا فایبرگلاس هستند و مقاومت در برابر خوردگی آنها به بیش از 15 سال گسترش می یابد. علاوه بر این ، یکپارچه ، یک - طبیعت Roto -} فله های کابین قالب ریزی شده ، خطر نشت جوش را به طور کامل از بین می برد و باعث افزایش ایمنی کشتی می شود.
فرآیند قالب گیری Roto {{0} برای قطعات کشتی ، با مزایای پردازش منحصر به فرد آن ، ارزش غیر قابل تعویض در برآورده کردن نیازهای سبک وزن و مقاومت در برابر خوردگی کشتی های مدرن را نشان می دهد. در آینده ، با - ادغام عمق بالا- performance تحقیق و توسعه مواد ، طراحی قالب هوشمند و فناوری فرآیند دیجیتال ، Roto-} قالب گیری بیشتر در کشتی های عملکردی بالا -}}}}} گسترش خواهد یافت.
