Stampaggio rotazionale(BrEstampaggio) prevede uno stampo cavo riscaldato che viene riempito con una carica o peso di materiale. Viene quindi fatto ruotare lentamente (solitamente attorno a due assi perpendicolari) facendo sì che il materiale ammorbidito si disperda e aderisca alle pareti dello stampo. Per mantenere uno spessore uniforme su tutto il pezzo, lo stampo continua a ruotare continuamente durante la fase di riscaldamento e per evitare cedimenti o deformazioni anche durante la fase di raffreddamento. Il processo fu applicato alla plastica negli anni ’40 ma nei primi anni fu poco utilizzato perché era un processo lento e limitato a un numero limitato di plastiche. Negli ultimi due decenni, i miglioramenti nel controllo dei processi e gli sviluppi con le polveri plastiche hanno portato a un aumento significativo dell’utilizzo.
Il rotocasting (noto anche come rotacasting), al confronto, utilizza resine autoindurenti in uno stampo non riscaldato, ma condivide velocità di rotazione lente in comune con lo stampaggio rotazionale. La fusione a rotazione non deve essere confusa con l'utilizzo di resine autoindurenti o metallo bianco in una macchina di colata centrifuga ad alta velocità.
Storia
Nel 1855 R. Peters della Gran Bretagna documentò il primo utilizzo della rotazione biassiale e del calore. Questo processo di stampaggio rotazionale è stato utilizzato per creare proiettili di artiglieria metallica e altri recipienti cavi. Lo scopo principale dell'utilizzo dello stampaggio rotazionale era quello di creare coerenza nello spessore e nella densità delle pareti. Nel 1905 negli Stati Uniti FA Voelke utilizzò questo metodo per lo svuotamento degli oggetti in cera. Ciò portò nel 1910 al processo di GS Baker e GW Perks di produrre uova di cioccolato cave. Lo stampaggio rotazionale si sviluppò ulteriormente e RJ Powell utilizzò questo processo per modellare il gesso di Parigi negli anni '20. Questi primi metodi che utilizzavano materiali diversi hanno indirizzato i progressi nel modo in cui oggi lo stampaggio rotazionale viene utilizzato con la plastica.
La plastica è stata introdotta nel processo di stampaggio rotazionale all'inizio degli anni '50. Una delle prime applicazioni fu la produzione di teste di bambole. Il macchinario era costituito da un forno box E Blue, ispirato all'asse posteriore della General Motors, alimentato da un motore elettrico esterno e riscaldato da bruciatori a gas montati a pavimento. Lo stampo era realizzato in nichel-rame elettroformato e la plastica era un plastisol in PVC liquido. Il metodo di raffreddamento consisteva nel mettere lo stampo in acqua fredda. Questo processo di stampaggio rotazionale ha portato alla creazione di altri giocattoli in plastica. Con l'aumento della domanda e della popolarità di questo processo, è stato utilizzato per creare altri prodotti come coni stradali, boe marine e braccioli per auto. Questa popolarità ha portato allo sviluppo di macchinari più grandi. È stato inoltre realizzato un nuovo sistema di riscaldamento, passando dagli originali getti diretti di gas all'attuale sistema indiretto ad aria ad alta velocità. In Europa negli anni ’60 venne sviluppato il processo Engel. Ciò ha permesso la realizzazione di grandi contenitori cavi in polietilene a bassa densità. Il metodo di raffreddamento consisteva nello spegnere i bruciatori e nel lasciare che la plastica si indurisse mentre ancora dondolava nello stampo.[2]
Nel 1976, l'Association of Rotational Molders (ARM) è stata fondata a Chicago come associazione di categoria mondiale. L'obiettivo principale di questa associazione è aumentare la consapevolezza della tecnologia e del processo di stampaggio rotazionale.
Negli anni ’80, nuove materie plastiche, come il policarbonato, il poliestere e il nylon, furono introdotte nello stampaggio rotazionale. Ciò ha portato a nuovi usi per questo processo, come la creazione di serbatoi di carburante e stampi industriali. La ricerca condotta dalla fine degli anni '80 presso la Queen's University di Belfast ha portato allo sviluppo di un monitoraggio e controllo più preciso dei processi di raffreddamento basato sullo sviluppo del “sistema Rotolog”.
Attrezzature e utensili
Le macchine per lo stampaggio rotazionale sono realizzate in un'ampia gamma di dimensioni. Normalmente sono costituiti da stampi, un forno, una camera di raffreddamento e mandrini dello stampo. I mandrini sono montati su un asse rotante, che garantisce un rivestimento uniforme della plastica all'interno di ogni stampo.
Gli stampi (o attrezzature) sono fabbricati in lamiera d'acciaio saldata o fusa. Il metodo di fabbricazione è spesso determinato dalle dimensioni e dalla complessità della parte; le parti più complesse sono probabilmente realizzate con utensili fusi. Gli stampi sono generalmente realizzati in acciaio inossidabile o alluminio. Gli stampi in alluminio sono generalmente molto più spessi di uno stampo equivalente in acciaio, poiché è un metallo più morbido. Questo spessore non influisce in modo significativo sui tempi di ciclo poiché la conduttività termica dell'alluminio è molte volte maggiore di quella dell'acciaio. A causa della necessità di sviluppare un modello prima della fusione, gli stampi fusi tendono ad avere costi aggiuntivi associati alla produzione delle attrezzature, mentre gli stampi fabbricati in acciaio o alluminio, in particolare se utilizzati per parti meno complesse, sono meno costosi. Tuttavia, alcuni stampi contengono sia alluminio che acciaio. Ciò consente spessori variabili nelle pareti del prodotto. Anche se questo processo non è preciso quanto lo stampaggio a iniezione, offre al progettista più opzioni. L'aggiunta di alluminio all'acciaio fornisce una maggiore capacità termica, facendo sì che il flusso di fusione rimanga allo stato fluido per un periodo più lungo.
Orario di pubblicazione: 04 agosto 2020