يُعد التشكيل الدوراني تقنية بسيطة نسبيًا ومنخفضة التكلفة لإنتاج مجموعة واسعة من المنتجات. دعنا نستعرض معًا خطوات هذه العملية ومزاياها وعيوبها الآن!
التشكيل الدوراني هو تقنية عمرها أكثر من مئة عام وقد نالت ثقة العديد من المُصنّعين الراغبين في إنتاج منتجات عالية الجودة وثابتة في الأداء.
سنقدّم في هذا المقال شرحًا مفصّلًا لعملية التشكيل الدوراني وكيف يمكن أن تُخفف من الأعباء التشغيلية على الشركات.
تابع القراءة للاطلاع على المزيد من التفاصيل!
1. ما هو التشكيل الدوراني؟
التشكيل الدوراني أو ما يُعرف بـ “روتو مولدينج” هو طريقة تصنيع فعّالة من حيث التكلفة تُستخدم لإنتاج عدد غير محدود من المكونات البلاستيكية المجوفة. يتم وضع الراتنجات داخل قالب مُسخَّن يدور حول محوريه، حيث تتوزع المادة البلاستيكية وتنصهر على الأسطح الداخلية للقالب. والنتيجة هي الحصول على أجزاء خالية من اللحامات وذات سماكة متجانسة للجدران، مع تعزيز إضافي في الزوايا لتحمّل الضغط والصدمات.
لذلك، تُعد هذه التقنية مناسبة لإنتاج مكونات بجدران متينة وعالية الجودة. ويمكن استخدام الرغوة ضمن العملية لتعزيز الصلابة وتوفير العزل الحراري، كما يمكن دمج عناصر إضافية مثل ملحقات اللحام بالدوران والادخالات المعدنية. ونظرًا لأن التشكيل الدوراني يُلغي وجود خطوط الإغلاق واللحام، فإنه يوفّر منتجًا نهائيًا دون الحاجة إلى عمليات إضافية لاحقة، على عكس التشكيل بالنفخ و التشكيل الحراري.
2. كيف تعمل عملية التشكيل الدوراني؟
تتكون عملية التشكيل الدوراني من خمس خطوات بسيطة:
- يُسكب مسحوق البلاستيك داخل قالب مجوف.
- بعد بدء الدوران الثنائي المحاور، يتم إدخال القالب إلى فرن.
- يستمر القالب في الدوران بينما يذوب الراتنج تدريجيًا ويغطي جدران القالب.
- بعد الذوبان يتم نقل القالب إلى محطة التبريد ليبرد بالهواء أو رذاذ الماء الخفيف. أثناء التبريد، يتصلب الراتنج ليأخذ الشكل المطلوب.
- بعد إيقاف الدوران يُفتح القالب ويتم إخراج المنتج النهائي.
على الرغم من أن عملية التشكيل الدوراني بسيطة، إلا أن عملية الصب فيها (التي تتم دون استخدام الضغط) تُعد معقدة نسبيًا، مما يجعل إدارة المواد أكثر تحديًا مقارنةً بالتقنيات عالية الضغط مثل القولبة بالحقن. فنوع القالب ومواصفات المادة وجودة المسحوق ودرجة الحرارة والرطوبة المحيطة جميعها تؤثر بشكل مباشر على عملية التصنيع وجودة المنتج النهائي.
3. المواد المستخدمة في التشكيل الدوراني
المادة الأكثر استخدامًا في التشكيل الدوراني هي البولي إيثيلين، حيث تشكل 97٪ من المنتجات. إنها مادة متعددة الاستخدامات وسهلة القولبة ومتوفرة. كما يمكن طحنها بسهولة إلى مسحوق يناسب هذه التقنية (والتي تتطلب عادةً مسحوقًا بدلاً من الحبيبات).
مواد أخرى مناسبة تشمل:
- البولي بروبيلين: على الرغم من أن هذا المادة تتمتع بقدرة ضعيفة على مقاومة الصدمات في درجات الحرارة المنخفضة، إلا أنها تتميز بمقاومة ممتازة للتشقق الناتج عن الإجهاد الكيميائي والبيئي ودرجة عالية من الصلابة ودرجة تشوه حراري أعلى.
- النايلون: نظرًا لأدائها الفني الممتاز، تُعد مواد النايلون مثالية لتطبيقات التشكيل الدوراني. وعلى الرغم من أن بعض أنواع النايلون (مثل نايلون 6) تتطلب بيئة خاملة (عادةً غاز النيتروجين)، مما يجعل عملية التشكيل الدوراني أكثر تعقيدًا، إلا أن انخفاض تكلفتها قد يُعوِّض هذا التحدي.
- البولي كربونات: إنه بوليمر شبه شفاف عالي القوة يتمتع بخاصية مقاومة الاشتعال بشكل مدمج. وقد يتطلب البولي كربونات معالجة تقنية متقدمة نظرًا لضعف مقاومته للصدمات.
- كلوريد البولي فينيل الملدن : هو مادة سائلة تقاوم بعض المواد الكيميائية وتتميز بخصائص جيدة في مقاومة العوامل الجوية والتقادم. وتختلف درجاته من حيث المرونة ومقاومة الصدمات والأداء في درجات الحرارة المختلفة.
4. ما الألات المستخدمة في التشكيل الدوراني
هناك أربعة أنواع من الآلات المستخدمة في عملية التشكيل بالشفط:
- الآلات اليدوية :
يمكن تخصيص الآلات اليدوية لتتناسب مع مهام معينة وتوفير التكاليف. تشمل المواد الأساسية المطلوبة لصناعة هذه الآلة ألواح خشبية، غراء، مشابك، شريط سنفرة، فرن ورنيش ومكنسة كهربائية. الإجراء بسيط ولا يتطلب مستوى عالٍ من الخبرة الميكانيكية. - الآلات المكتبية :
تُستخدم هذه الآلات غالبًا في تشكيل الصفائح البلاستيكية باستخدام ضغط الشفط. تتكون الآلة من إطار وعنصر تسخين ونظام شفط وبكرات لتثبيت المادة. ويُصنع الإطار عادةً من المعدن أو الخشب لضمان المتانة، بينما يُستخدم سلك نيتشروم أو سيراميك كعنصر تسخين. وتقوم البكرة بتثبيت الورقة البلاستيكية في مكانها بينما تقوم المكنسة الكهربائية أو المضخة بخلق الفراغ. - آلات التسخين الفردي :
تتكون هذه الآلة من سخان واحد أو سخان بالأشعة تحت الحمراء و إطار وقوالب و نظام مضخة تفريغ ونظام تبريد. ويُستخدم السخان الفردي لتسخين الورقة البلاستيكية لتصبح لينة قبل صبّها على القالب. تصميم الآلة البسيط وسهولة التشغيل يجعلها شائعة في التصنيع الصغير أو إعداد النماذج الأولية. - آلات التشكيل بالشفط ذات السخّان المزدوج :
تُعد هذه الآلات مثالية لعمليات التشكيل بالشفط نظرًا لاحتوائها على محطتي تسخين تسهمان في تسخين المواد البلاستيكية بشكل أسرع وأكثر انتظامًا، مما يُمكّن من تشكيل المواد بكفاءة أعلى. تتكوّن الأجزاء الرئيسية للآلة من عنصر تسخين ومعدات تفريغ الهواء وإطار وطاولة تشكيل وجزء خاص بالتبريد.
5. مزايا وعيوب التشكيل الدوراني
5.1 المزايا
يُعتبر التشكيل الدوراني طريقة مفضلة في عمليات التشكيل نظرًا لبعض الفوائد، منها:
- انخفاض تكاليف تصنيع القوالب نظرًا لعدم وجود ضغط، مما يجعل القوالب ميسورة التكلفة وجدوى اقتصاديًا في الكميات الصغيرة
- من السهل تصنيع الهياكل المعقدة مثل المُدخَلات المصبوبة والأضلاع المُقوية ومجموعة متنوعة من القوامات السطحية
- يتم تعزيز قوة المنتج وسلامته بفضل سماكة الجدران الموحدة وغالبًا ما تكون الزوايا أكثر سماكة
- مرونة كبيرة في الإنتاج مع انخفاض تكاليف المعدات والاستثمار الأولي البسيط
- لا يوجد قيود على حجم المنتج، مما يسمح بتشكيل عدة عناصر في وقت واحد
5.2 العيوب
ومع ذلك، فإن التشكيل الدوراني له بعض السلبيات، منها:
- طول دورة الإنتاج: في حال دوران القالب بسرعة ثماني دورات في الدقيقة، قد يستغرق إنتاج قطعة واحدة ما يصل إلى ثلاث ساعات.
- خيارات المواد محدودة: حيث يمكن استخدام الراتنجات القائمة على البوليمرات فقط، نظرًا لأن التقنية تتطلب تحويل المواد من شكل الحبيبات إلى مسحوق دقيق مع قدرة جيدة على تحمل الحرارة.
- ارتفاع تكلفة المواد الخام: وذلك بسبب الحاجة إلى استقرار حراري عالٍ، وإضافات ضرورية، وتكاليف الطحن.
- ضعف التكرارية: تظهر مشاكل في الجودة بسبب الحاجة إلى استبدال القوالب المعدنية اللينة كل 3000 دورة تقريبًا.
- ارتفاع تكاليف العمالة: بسبب غياب الأتمتة والاعتماد على العمل اليدوي بشكل كبير.
6. تطبيقات التشكيل الدوراني
يُستخدم التشكيل الدوراني في إنتاج مجموعة واسعة من المنتجات في مختلف الصناعات، بما في ذلك:
- منتجات القوارب: مثل قوارب الكاياك و الزوارق والعوامات وغيرها.
- ألعاب الأطفال ومعدات الملاعب
- صناديق القمامة الكبيرة و حاويات إعادة التدوير
- حاويات تخزين المياه والمواد الكيميائية
- مبردات الطعام والمشروبات
- الخزانات الزراعية
- الحواجز المرورية
- العربات ووسائل النقل
7. الأسئلة الشائعة حول التشكيل الدوراني
- ما هو الوقت النموذجي لدورة التشكيل الدوراني؟
يُعد الزمن النموذجي للدورة في التشكيل الدوراني أطول من طرق التشكيل الأخرى مثل التشكيل بالحقن، حيث يستغرق عادةً ما بين 20 إلى 60 دقيقة، وذلك اعتمادًا على حجم وتعقيد المكونات المراد إنتاجها. - هل يمكن استخدام التشكيل الدوراني للنماذج الأولية؟
نعم، يمكن أن يُبسّط التشكيل الدوراني عملية النمذجة الأولية (النماذج التجريبية) نظرًا لقصر زمن التنفيذ، مما يُفيد في سرعة الإنجاز. بالإضافة إلى ذلك، لا يحتاج المصنعون في التشكيل الدوراني إلى قوالب باهظة الثمن لكل تعديل في التصميم، وبالتالي يمكن الاستفادة من هذه الطريقة في إجراء التعديلات بتكلفة منخفضة. - كيف تُقارن تكلفة التشكيل الدوراني بالطرق الأخرى؟
يُعد التشكيل الدوراني أقل تكلفة بكثير من الطرق الأخرى نظرًا لانخفاض تكلفة تشغيل القالب قبل التسخين.
8. الخلاصة
يُعد التشكيل الدوراني تقنية لتشكيل البلاستيك تُستخدم لإنتاج الأجسام المجوفة دون تطبيق ضغط. وتُعتبر هذه التقنية خيارًا شائعًا بين الشركات المصنعة بفضل انخفاض تكلفة القوالب ومرونة الإنتاج.
إذا كنت تبحث عن مواد بلاستيكية عالية الجودة لهذه العملية، يُمكنك الاطلاع على مركبات البلاستيك الهندسية ومواد الفيلر ماسترباتش التي تقدمها شركة اي يو بي ايجيبت . نحن نوفر مركبات من بولي بروبلين وبولي ايثيلين والبولي كربونات مع إضافات محسّنة، مما يضمن للشركات تحقيق متطلبات المنتجات بكفاءة. تواصل معنا اليوم للحصول على استشارة وعينات مجانية.
بصفتها مورّدًا موثوقًا وذو خبرة، يمكن لشركة اي يو بي إيجيبت أن تقدم لك أفضل الاستشارات والمنتجات. تواصل معنا الآن لمزيد من التفاصيل!
