회전 성형

회전 몰딩(BrE: 몰딩)은 가열된 중공 몰드를 포함하며, 이 몰드는 재료의 충전량 또는 숏 중량으로 채워진다. 그런 다음 천천히 회전하여(보통 두 개의 수직 축을 중심으로) 부드러운 물질이 흩어지게 하고 금형의 벽에 달라붙게 한다. 부품 전체에서 균일한 두께를 유지하기 위해 가열 단계에서는 금형이 항상 회전하며 냉각 단계에서도 처짐이나 변형을 방지한다. 이 과정은 1950년대에 플라스틱에 적용되었지만 초기에는 적은 수의 플라스틱으로 제한되는 느린 과정이었기 때문에 거의 사용되지 않았다. 시간이 지남에 따라 공정 제어의 개선과 플라스틱 분말을 사용한 개발은 사용을 증가시키는 결과를 낳았다.

로토캐스팅(로타캐스팅이라고도 함)은 비교적으로 가열되지 않은 몰드에 자체 코어링 레진을 사용하지만 회전 몰딩과 공통적으로 느린 회전 속도를 공유한다. 스핀 캐스팅은 고속 원심 주조 기계를 사용하여 자체 코어링 레진 또는 백금속을 형성하는 것과 혼동해서는 안 된다.

역사

1855년에 R에 의해 특허 출원되었다. 영국의 피터스는 베일드 기어와 열을 이용하여 "서로 직각으로 두 개의 원심 운동을 생성"하는 회전 메커니즘을 최초로 사용했다고 기록하였다. 이 회전 성형 과정은 포탄과 다른 속이 빈 함정을 만드는 데 사용되었는데, 그 주된 목적은 벽 두께와 밀도의 일관성을 만드는 것이었다. 1905년 미국의 특허에서, F.A. Voelke는 파라핀 왁스를 사용한 제품의 생산을 위한 폴리머를 포함한 방법을 기술했다. 개발은 G.S. 베이커스와 G.W. 퍼크가 1910년 속이 빈 초콜릿 부활절 달걀을 생산하는 과정으로 이어졌다. R.J. 파월이 느린 회전 속도에서 주요 회전 축과 소 회전 축 사이의 일반적으로 사용되는 4:1의 비율을 언급했을 때 회전 몰딩은 더욱 발전했다. 그의 특허는 1920년대 파리의 석고로 속이 빈 물건을 만드는 과정을 다루었다. 다른 재료를 사용한 이러한 초기 방법은 오늘날 플라스틱에 사용되는 회전 성형 방법의 진보를 이끌었다.^[1][2]

플라스틱은 1950년대 초에 회전 성형 공정에 도입되었다. 첫 번째 응용 프로그램 중 하나는 인형 머리를 만드는 것이었다. 이 기계는 제너럴 모터스(General Motors) 리어 액슬에서 영감을 받아 E Blue 박스오븐 기계로 만들어졌으며, 외부 전기 모터로 구동되고 바닥 장착형 가스 버너로 가열되었다. 금형은 전기식 니켈 코퍼로 만들어졌고 플라스틱은 액상 폴리염화비닐(PVC) 플라스티솔이었다. 냉각 방법은 금형을 찬물에 넣는 것으로 구성되었다. 이러한 회전 성형 과정은 다른 플라스틱 장난감을 만드는 것으로 이어졌다. 이 공정에 대한 수요와 인기가 높아지면서 도로콘, 해양부표, 자동차 팔걸이 등 다른 제품을 만드는 데 활용됐다. 이러한 인기는 더 큰 기계의 개발로 이어졌다. 기존의 직접 가스 제트에서 현재의 간접 고속 공기 시스템으로 가는 새로운 난방 시스템도 만들어졌다. 1960년대 유럽에서는 엥겔 공정이 개발되었다. 이를 통해 저밀도 폴리에틸렌에서 대형 중공용기를 제조할 수 있었다. 냉각 방법은 버너를 끄고 금형 안에서 계속 흔들면서 플라스틱이 굳을 수 있도록 하는 것으로 구성됐다.^[3]

1976년 시카고에서 세계적인 무역협회로서 회전 몰더 협회(ARM)가 시작되었다. 본 협회의 주요 목적은 회전 성형 기술과 공정에 대한 인식을 높이는 것이다.^[3]

1980년대에는 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 나일론 등 새로운 플라스틱이 회전성형에 도입되었다. 이것은 연료 탱크와 산업 몰딩의 생성과 같은 이 과정을 위한 새로운 용도로 이어졌다. 1980년대 후반부터 퀸즈 벨파스트에서 행해진 연구는 '로톨로지 시스템'의 개발을 바탕으로 냉각 과정에 대한 보다 정밀한 감시와 통제를 개발하게 되었다.^[3][4]

장비 및 공구

회전 성형 기계는 다양한 크기로 만들어진다. 그것들은 보통 금형, 오븐, 냉각실, 그리고 금형 스핀들로 구성된다. 스핀들은 회전 축에 장착되어 각 금형 내부에 플라스틱을 균일한 코팅할 수 있다.^[5]

금형(또는 툴링)은 용접된 시트강 또는 주조물로 제작된다. 제작 방법은 종종 부품 크기와 복잡성에 의해 주도된다. 대부분의 복잡한 부품은 주조 공구로 만들어진다. 금형은 일반적으로 스테인리스강이나 알루미늄으로 제조된다. 알루미늄 금형은 보통 동등한 강철 금형보다 훨씬 두껍다. 그것은 부드러운 금속이기 때문이다. 이 두께는 알루미늄의 열전도율이 강철보다 몇 배나 크기 때문에 사이클 타임에 큰 영향을 미치지 않는다. 주조 전에 모델을 개발해야 하기 때문에 주형 금형은 툴링 제조와 관련된 추가 비용이 발생하는 경향이 있는 반면, 특히 덜 복잡한 부품에 사용되는 경우 가공된 강철 또는 알루미늄 금형은 비용이 덜 든다. 그러나 일부 금형은 알루미늄과 강철을 모두 함유하고 있다. 이렇게 하면 제품 벽면에 가변 두께가 허용된다. 이 공정은 사출 성형만큼 정밀하지는 않지만 설계자에게 더 많은 옵션을 제공한다. 강철에 알루미늄을 첨가하면 더 많은 열 용량이 제공되어 용해 흐름이 더 오랜 기간 동안 유체 상태로 유지된다.

회전 성형용 표준 설정 및 장비

일반적으로 모든 회전 성형 시스템에는 금형, 오븐, 냉각실 및 금형 스핀들이 포함된다. 금형은 부품을 제작하는 데 사용되며, 일반적으로 알루미늄으로 제작된다. 제품의 품질과 마감은 사용 중인 금형의 품질과 직결된다. 오븐은 부품을 가열하는 동시에 부품을 회전시켜 원하는 대로 만드는 데 사용된다. 냉각실은 부품이 식을 때까지 부품을 두는 곳으로 스핀들을 장착하여 각 금형 내부에 균일한 플라스틱 코팅을 제공하고 회전시킨다.

회전 성형기

로큰롤머신

이것은 주로 길고 좁은 부품을 생산하기 위해 고안된 전문 기계다. 일부는 한쪽 팔을 가진 클램셸형이지만, 두 개의 팔을 가진 셔틀형 로큰롤 기계도 있다. 각 팔은 금형을 한 방향으로 360도 회전하거나 굴리면서 동시에 팁을 주고 다른 방향으로 수평이나 아래쪽으로 45도 정도 돌린다. 새로운 기계들은 금형을 가열하기 위해 강제적인 뜨거운 공기를 사용한다. 이 기계들은 길이 대 너비 비율이 큰 큰 큰 부품에 가장 적합하다. 난방실이 작기 때문에 양축 기계에 비해 난방비가 절약된다.^[6]

클램셸 머신

이것은 단일 암 회전 성형 기계 입니다. 팔은 보통 양쪽 끝에 있는 다른 팔로 지탱된다. 조개껍질 기계는 같은 방에서 곰팡이를 가열하고 식힌다. 동급 셔틀과 스윙 암 회전 몰더보다 공간을 적게 차지한다. 제품 크기에 비해 원가가 낮다. 시제품 제작에 관심이 있는 학교와 고품질의 모델을 위해 더 작은 규모로 이용할 수 있다. 단일 암에 둘 이상의 금형을 부착할 수 있다.^[7]

수직 또는 업 & 오버 회전 기계

하역 구역은 냉난방 구역 사이에 있는 기계 전면부에 있다. 이 기계들은 다른 회전 기계에 비해 크기가 작거나 중간 정도 다양하다. 수직 회전 성형 기계는 난방과 냉방 챔버의 소형성으로 인해 에너지 효율이 높다. 이 기계들은 수평 회전식 회전식 멀티 암 기계와 같은 (또는 유사한) 기능을 가지고 있지만, 공간을 훨씬 덜 차지한다.^[8]

셔틀머신

대부분의 셔틀 기계는 두 개의 팔을 가지고 있어 거푸집을 난방실과 냉각실 사이를 왔다 갔다 한다. 팔은 서로 독립되어 있고 그들은 금형을 양분하여 돌린다. 경우에 따라서는 셔틀 머신이 한쪽 팔만 가지고 있는 경우도 있다. 이 기계는 금형을 냉난방실 안과 밖으로 선형 방향으로 이동시킨다. 생산되는 제품의 크기에 대한 원가가 낮고 다른 종류의 기계에 비해 설치 공간이 최소한으로 유지된다. 학교와 시제품 제작을 위해 더 작은 규모로도 이용할 수 있다.^[7]

스윙 암머신

스윙 암 기계는 양악 동작으로 최대 4개의 팔을 가질 수 있다. 모든 팔을 동시에 작동할 필요가 없기 때문에 각 팔은 서로 독립적이다. 각각의 팔은 오븐의 모서리에 장착되어 있고 오븐을 들락날락한다. 일부 스윙 암 기계에서는 같은 코너에 암 한 쌍을 장착하여 4암 기계에는 두 개의 피벗 지점이 있다. 이 기계들은 조리 시간에 비해 냉각 주기가 길거나 부품 분해에 많은 시간이 필요한 회사에 매우 유용하다. 기계의 다른 팔에서 생산을 중단하지 않고 유지보수 작업을 예약하거나 새로운 금형을 실행하려고 시도하는 것이 훨씬 쉽다.

회전식 기계

이것은 업계에서 가장 흔한 양악기 중 하나이다. 최대 4개의 팔과 6개의 스테이션을 가질 수 있으며 다양한 크기로 제공된다. 그 기계는 고정형과 독립형의 두 가지 모델로 나온다. 고정팔 회전목마는 함께 움직여야 하는 고정팔 세 개로 구성된다. 한 암은 가열실에 있고 다른 암은 냉각실에 있고 세 번째 암은 재하중/재하 구역에 있다. 고정 암 회전목마는 각 암에 동일한 주기 시간을 사용할 때 잘 작동한다. 독립형 회전식 회전식 기계는 독립적으로 움직일 수 있는 세 개 또는 네 개의 팔을 사용할 수 있다. 이것은 다른 크기의 금형을 허용하고, 다른 사이클 시간과 두께를 필요로 한다.^[8]

생산공정

회전 성형 공정은 열과 이축 회전(즉, 두 축의 각 회전)을 이용해 속이 빈 원피스를 만드는 고온 저압 플라스틱 성형 공정이다.^[9] 공정의 비판자들은 긴 사이클 시간을 지적한다. 단 몇 초 만에 부품을 만들 수 있는 사출 성형과 같은 다른 공정과는 달리, 일반적으로 시간당 한두 사이클만 발생할 수 있다. 그 과정은 확실히 장점이 있다. 오일탱크와 같은 크고 속이 빈 부품의 제조는 다른 어떤 방법보다 회전 몰딩으로 훨씬 쉽다. 회전 금형은 다른 종류의 금형에 비해 훨씬 저렴하다. 이 공정을 이용해 낭비되는 재료는 거의 없으며, 과잉 재료는 종종 재사용될 수 있어 매우 경제적이고 환경적으로 실행 가능한 제조 공정이 된다.

회전 성형 프로세스는 네 가지 단계로 구성된다.

1. 측정된 양의 폴리머(대개 분말 형태)를 금형에 적재.
2. 모든 폴리머가 녹아서 금형 벽에 붙을 때까지 오븐에서 금형을 가열한다. 중합체 분말이 누적되지 않도록 두 개 이상의 축을 통해 중공 부분을 다른 속도로 회전시켜야 한다. 곰팡이가 오븐에서 보내는 시간은 매우 중요하다: 너무 오래 걸리고 폴리머가 저하되어 충격 강도가 감소한다. 곰팡이가 오븐에서 너무 적은 시간을 보내면 폴리머 용융이 불완전할 수 있다. 중합체 알갱이들은 완전히 녹고 금형 벽에 결합하여 중합체에 큰 거품이 생길 시간이 없을 것이다. 이것은 완제품의 기계적 특성을 손상시킨다.
3. 보통 선풍기로 금형을 식힌다. 이 주기의 단계는 꽤 길 수 있다. 폴리머는 반드시 응고되어 작업자가 안전하게 취급할 수 있도록 식혀야 한다. 이 작업은 일반적으로 수십 분이 걸린다. 이 부품은 냉각 시 수축되어 금형에서 벗어나 쉽게 부품을 탈거할 수 있다. 냉각 속도는 일정 범위 이내로 유지되어야 한다. 매우 빠른 냉각(예: 물 분무)은 제어되지 않은 속도로 냉각 및 수축되어 휘어진 부분을 생성하게 된다.
4. 부품 제거.

최근 개선 사항

최근까지 공정은 주로 시행착오와 운영자의 경험에 의존해 오븐에서 부품을 분리해야 하는 시기와 금형에서 분리할 수 있을 정도로 냉각된 시기를 판단하였다. 최근 몇 년 동안 기술이 향상되어 곰팡이의 공기 온도를 감시할 수 있게 되었고 그 과정에서 많은 추측을 없앨 수 있게 되었다.

부품 품질 개선뿐만 아니라 사이클 타임 단축에도 많은 연구가 진행 중이다. 가장 유망한 지역은 금형 가압이다. 가열 단계의 정확한 지점에서 금형에 내부에 소량의 압력을 가하면 용해 시 중합 입자의 합성을 가속화하여 대기압보다 짧은 시간에 거품이 적은 부분을 발생시킨다는 것은 잘 알려져 있다. 이 압력은 냉각 단계 중 수축으로 인해 금형 벽체로부터 부품의 분리를 지연시켜 부품의 냉각을 돕는다. 이에 대한 주요 단점은 가압 부품의 폭발 운영자에 대한 위험이다. 이로 인해 제조사 로토몰딩에 의한 대규모 금형 가압 도입이 막혔다.

금형방출제

좋은 금형 방출제(MRA)를 사용하면 빠르고 효과적으로 물질을 제거할 수 있다. 금형 방출은 완제품의 주기, 결함, 갈변 등을 줄일 수 있다. 사용할 수 있는 금형 방출 유형은 다음과 같이 분류할 수 있다.

• 희생 코팅: MRA의 코팅은 매번 적용되어야 한다. MRA가 툴에서 해제될 때 대부분의 MRA가 성형 부품에서 벗겨지기 때문이다. 실리콘은 이 범주의 대표적인 MRA 화합물이다.
• 반영구 코팅: 올바르게 도포된 경우 코팅이 여러 릴리스 동안 지속된 후 다시 도포하거나 터치업해야 한다. 이러한 유형의 코팅은 오늘날 회전 성형 산업에서 가장 널리 사용되고 있다. 이러한 코팅에 관여하는 활성 화학은 전형적으로 폴리실록산이다.
• 영구 코팅: 대부분 어떤 형태의 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 코팅으로 금형에 도포된다. 영구 코팅은 조작자 도포 필요성을 피하지만 오용에 의해 손상될 수 있다.

자재

사용되는 모든 재료의 80% 이상이 폴리에틸렌 제품군: 교차연결폴리에틸렌(PEX), 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도폴리에틸렌(LLLDPE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 레그라인드. 그 밖의 화합물로는 폴리염화비닐(PVC) 플라스티솔, 나일론, 폴리프로필렌 등이 있다.

업계에서 가장 일반적으로 사용하는 재료 순서:^[10]

• 폴리에틸렌
• 폴리프로필렌
• 폴리염화비닐
• 나일론
• 폴리카보네이트

이러한 재료도 가끔 사용된다(대부분의 사용 순서가 아님).^[10]

• 알루미늄
• 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)
• 아세트
• 아크릴
• 에폭시
• 플루오르화탄소
• 아이오노머
• 폴리부틸렌
• 폴리에스터
• 폴리스티렌
• 폴리우레탄
• 실리콘
• 다양한 음식(특히 초콜릿)

천연재료

최근에는 성형 공정에서 천연 재료를 사용할 수 있게 되었다. 실제 모래와 돌칩을 이용해 80% 천연 비공정 재료인 사암복합체를 만들 수 있다.

회반죽의 회전 몰딩은 속이 빈 스타튜트를 만드는데 사용된다.

초콜릿은 속이 빈 간식을 만들기 위해 회전적으로 성형된다.

상품들

설계자는 미국 식품의약국(FDA) 요건에 맞는 재료를 포함해 자신의 용도에 가장 적합한 재료를 선택할 수 있다. 내후성, 내화성 또는 정전기 제거용 첨가물이 통합될 수 있다. 삽입물, 그래픽, 나사산, 핸들, 경미한 언더컷, 드래프트 각도가 없는 평평한 표면 또는 미세한 표면 디테일이 설계의 일부가 될 수 있다. 설계는 속이 비어 있거나 폼이 채워진 다중 벽일 수도 있다.

회전성형을 이용해 제조할 수 있는 제품은 저장탱크, 가구, 도로표지판 및 볼라드, 플랜터, 펫하우스, 장난감, 쓰레기통, 인형의 부품, 도로콘, 축구, 헬멧, 카누, 조정보트, 토네이도 대피소,^[11] 카약 선체, 덩굴 및 채소 저장용 지하셀라드, 놀이터 슬라이드 등이다. 이 과정은 또한 핵분열 물질 운송을 위한 UN 승인 컨테이너,^[12] 해적 방지 선박 보호기,^[13] 팽창성 산소 마스크용^[14] 봉인, 항공우주 산업용 경량 부품들을 포함한 고도로 전문화된 제품들을 만드는데 사용된다.^[15]

그래픽의 몰드

눈먼 황동 나사산 육각형 인서트가 액상 저장 탱크에 성형되어 있다.

회전 몰딩 플라밍고 에돈 로토 몰딩 로잉 보트

설계 고려사항

회전 성형 설계

또 다른 고려사항은 초안 각도에 있다. 이것들은 금형에서 조각을 제거하기 위해 필요하다. 외부 벽에는 1°의 드래프트 각도가 작동할 수 있다(어려운 표면이나 구멍이 없는 것으로 가정한다). 보트 선체 내부와 같은 내부 벽에는 5°의 드래프트 각도가 필요할 수 있다.^[16] 이것은 수축과 가능한 부분 뒤틀림 때문이다.

또 다른 고려사항은 구조 지지 늑골이다. 사출 성형 및 기타 공정에서는 고체 리브가 바람직하고 달성 가능한 반면, 회전 성형에서는 속이 빈 리브가 최고의 솔루션이다.^[17] 단단한 갈비뼈는 완성된 조각을 금형에 삽입함으로써 얻을 수 있지만, 이것은 비용을 더한다.

회전 몰딩은 속이 빈 부품을 생산하는 데 탁월하다. 단, 이 작업을 수행할 때는 주의를 기울여야 한다. 휴게실의 깊이가 폭보다 클 경우 냉난방에도 문제가 있을 수 있다. 또한, 녹는 흐름이 금형 전체에서 적절하게 이동할 수 있도록 평행 벽 사이에 충분한 공간을 남겨두어야 한다. 그렇지 않으면 띠가 발생할 수 있다. 바람직한 병렬 벽 시나리오는 공칭 벽 두께의 최소 3배인 간격을 가지며, 공칭 벽 두께의 5배가 최적이다. 평행 벽의 날카로운 모서리도 고려해야 한다. 45° 미만의 각도로 띠와 공극이 발생할 수 있다.^[18]

물질적 한계 및 고려사항

또 다른 고려사항은 재료의 용해 흐름이다. 나일론과 같은 특정 재료는 다른 재료보다 더 큰 방사선을 필요로 할 것이다. 세트 재료의 강성이 하나의 요인이 될 수 있다. 얇은 소재를 사용할 경우 보다 구조적이고 강화된 조치가 필요할 수 있다.^[19]

벽두께

회전 몰딩의 한 가지 이점은 특히 벽 두께로 실험하는 능력이다. 비용은 전적으로 벽 두께에 의존하며 두꺼운 벽은 더 비싸고 생산하는데 더 많은 시간이 소요된다. 벽은 거의 모든 두께를 가질 수 있지만, 설계자들은 벽이 두꺼울수록 재료와 시간이 더 많이 소요되어 비용이 증가한다는 것을 기억해야 한다. 어떤 경우에는 높은 온도에서 장기간에 걸쳐 플라스틱이 분해될 수 있다. 재료마다 열전도도가 달라 난방실과 냉방실의 시간이 달라야 한다. 이상적으로는 부품에 필요한 최소 두께를 사용하도록 시험한다. 이 최소값은 공칭 두께로 설정된다.^[20]

설계자의 경우 가변 두께가 가능한 반면, 정지 회전이라고 하는 공정이 필요하다. 이 과정은 곰팡이의 한쪽 면만 다른 면보다 두꺼울 수 있다는 점에서 제한적이다. 금형이 회전하고 모든 표면이 용융 흐름으로 충분히 코팅된 후, 회전이 멈추고 용융 흐름이 금형 공동의 하단에 풀링되도록 허용된다.^[20]

벽 두께는 코너 반지름에도 중요하다. 큰 외부 반지름은 작은 반지름보다 더 좋다. 큰 내부 반지름은 작은 내부 반지름보다 더 좋다. 이렇게 하면 재료의 흐름이 고르게 되고 벽 두께가 고르게 된다. 그러나 일반적으로 바깥쪽 코너는 안쪽 코너보다 강하다.^[20]

프로세스: 장점, 한계 및 재료 요구 사항

이점

회전 몰딩은 다른 몰딩 공정에 비해 설계상의 장점을 제공한다. 적절한 설계로 여러 조각으로 조립한 부품을 하나의 부품으로 몰딩할 수 있어 높은 제작비를 없앨 수 있다. 공정은 또한 일관적인 벽 두께와 사실상 응력이 없는 강한 외부 모서리와 같은 고유의 설계 강도를 가지고 있다. 추가적인 강도를 위해, 보강 리브를 부품에 설계할 수 있다. 부품에 디자인되는 것과 함께, 그것들은 금형에 첨가될 수 있다.

주형에 미리 완성된 조각을 추가하는 능력만으로도 큰 장점이 있다. 금속 실, 내부 파이프 및 구조, 심지어 다른 색상의 플라스틱도 플라스틱 펠릿을 첨가하기 전에 금형에 첨가할 수 있다. 그러나 냉각 중 수축이 최소화되어 부품이 손상되지 않도록 주의해야 한다. 이러한 축소는 가벼운 언더컷을 허용하며 (대부분의 경우) 분사 메커니즘의 필요성을 부정한다.

회전식 몰딩은 플라스틱 병과 원통형 용기 같은 제품으로 블로우 몰딩의 실현 가능한 대안으로 사용될 수 있다. 블로우몰딩의 효율은 큰 런에 달려 있기 때문에 이 대체는 작은 규모에서만 효율적이다.

또 다른 장점은 곰팡이 그 자체에 있다. 공구가 덜 필요하기 때문에 다른 몰딩 공정보다 훨씬 빨리 제조 및 생산에 투입할 수 있다. 이는 다른 성형 공정을 위해 많은 양의 공구가 필요할 수 있는 복잡한 부품에 특히 해당된다. 회전 성형도 단거리와 급송을 위한 선택 과정이다. 금형을 빠르게 교환하거나 다른 색상으로도 금형을 제거하지 않고도 사용할 수 있다. 다른 프로세스에서 색상을 바꾸기 위해 퍼징이 필요할 수 있다.

균일한 두께로 인해 크게 늘어난 구간이 존재하지 않아 큰 얇은 패널(뒤틀림 현상이 발생할 수 있지만)이 가능하다. 또한 플라스틱(스레칭)의 흐름은 거의 없고 오히려 부품 내 소재가 배치되어 있다. 이러한 얇은 벽은 또한 비용과 생산 시간을 제한한다.

회전 몰딩의 또 다른 장점은 생산 과정에서 낭비되는 재료의 양을 최소화하는 것이다. (사출 성형과 마찬가지로) 스푸나 러너가 없으며 (블로우 몰딩과 같이) 오프컷이나 핀치오프 스크랩이 없다. 폐기된 재료는 스크랩 또는 부품 테스트 실패 시 재활용할 수 있다.

제한 사항

회전 몰딩 부품은 다른 플라스틱 공정과 다른 제한을 받는다. 저압 공정이기 때문에 설계자들은 가끔 금형에서 접근이 어려운 부분을 마주하기도 한다. 좋은 품질의 파우더는 어떤 상황을 극복하는데 도움을 줄 수 있지만, 보통 설계자들은 사출 성형으로는 가능하지 않을 날카로운 실을 만드는 것이 불가능하다는 것을 명심해야 한다. 폴리에틸렌을 원료로 한 일부 제품은 주성분으로 충전하기 전에 금형에 넣을 수 있다. 이것은 그렇지 않으면 일부 지역에서 나타날 수 있는 구멍을 피하는 데 도움이 될 수 있다. 이는 이동 가능한 섹션이 있는 금형을 사용하여 달성할 수도 있다.

또 다른 제한은 곰팡이 자체에 있다. 제품을 제거하기 전에 제품만 냉각하면 되는 다른 공정과 달리, 회전 몰딩으로 금형 전체를 냉각시켜야 한다. 수냉 공정은 가능하지만 여전히 금형의 다운타임이 많아 금융비용과 환경비용 모두 증가한다. 일부 플라스틱은 가열 주기가 길거나 녹을 가루로 만드는 과정에서 성능이 저하된다.

냉난방 단계는 뜨거운 매체에서 폴리머 재료로 먼저 열을 전달하고 그 다음부터는 냉각 환경으로 열을 전달한다. 두 경우 모두 열전달 과정이 불안정한 체제에서 발생하므로, 이 단계를 고려하는 데 가장 큰 관심을 끈다. 가열 단계에서는 뜨거운 기체로부터 흡수되는 열이 금형과 폴리머 물질에 의해 모두 흡수된다. 회전 성형용 리그는 보통 벽 두께가 상대적으로 작고 열전도율이 높은 금속(알루미늄, 강철)으로 제조된다. 일반적으로 금형은 플라스틱이 흡수할 수 있는 열보다 훨씬 많은 열을 전달하므로 금형 온도는 선형적으로 변화해야 한다. 회전 몰딩의 회전 속도는 다소 낮다(4~20rpm). 그 결과 가열 사이클의 1단계에서는 충전재가 금형 하단에 분말 층으로 남게 된다. 사이클을 변경하는 가장 편리한 방법은 핫롤 형태로 PU 시트를 적용하는 것이다.

재료 요구 사항

공정의 특성상 재료 선택은 다음 사항을 고려해야 한다.

• 금형 내부의 높은 온도 때문에 플라스틱은 열에 의해 야기되는 성질의 영구적인 변화에 대한 높은 저항성을 가져야 한다(고열 안정성).
• 녹은 플라스틱은 곰팡이 안에 있는 산소와 접촉할 것이다. 이는 잠재적으로 용해된 플라스틱의 산화 및 재료의 특성 저하를 초래할 수 있다. 이러한 이유로 선택된 플라스틱은 충분한 수의 항산화 분자를 가지고 있어야 액체 상태의 그러한 저하를 방지할 수 있다.
• 플라스틱을 금형 안으로 밀어 넣어야 하는 압력이 없기 때문에 선택한 플라스틱은 금형의 구멍을 통해 쉽게 흐를 수 있어야 한다. 부품의 설계는 또한 선택한 특정 플라스틱의 흐름 특성을 고려해야 한다.

참조

참고 문헌 목록

• Beall, Glenn (1998), Rotational Molding, Hanser Gardner Publications, ISBN 978-1-56990-260-8.}
• Todd, Robert H.; Allen, Dell K.; Alting, Leo (1994), Manufacturing Processes Reference Guide, Industrial Press Inc., ISBN 0-8311-3049-0.
• Thompson, R (2007), Manufacturing Processes for Design Professionals, Thames & Hudson.
• Revyako, M (2010), "Certain Problems of Heat and Mass Transfer in Rotational Molding", Journal of Engineering Physics & Thermophysics, 83 (5): 1089, Bibcode:2010JEPT...83.1089R, doi:10.1007/s10891-010-0434-z, S2CID 119972566.

추가 읽기

위키미디어 커먼스는 회전 몰딩과 관련된 미디어를 보유하고 있다.

• Crawford, R, R좌석, James L, Rotal Molding of Plastics, William Andrew Inc. (2002) ISBN 1-884207-85-5
• Crawford, R, Kearns, M, Rapra Technology Ltd. 회전 몰딩 실습 가이드. (2003). ISBN 1-85957-387-8

외부 링크

• 회전 몰딩 기술 가이드
• 회전 성형 프로세스 비디오
• 회전 금형기 협회
• 회전 몰더 협회 오스트랄라시아
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