دستگاه روتاری مولدینگ چیست و چگونه کار می‌کند؟

مجموعه: ابزار و ماشین آلات

دستگاه روتاری مولدینگ قطعات توخالی پلاستیکی می‌سازد

دستگاه روتاری مولدینگ؛ راز ساخت قطعات بدون درز و بدون فشار

دستگاه روتاری مولدینگ چیست؟

دستگاه روتاری مولدینگ (Rotational Molding Machine) یا به اختصار دستگاه روتومولدینگ، سیستمی صنعتی است که برای تولید قطعات پلاستیکی توخالی، یک‌پارچه و بدون درز طراحی شده است. این دستگاه قلب فرآیند قالب‌گیری چرخشی به شمار می‌رود و با ترکیب حرارت، چرخش دو‌محوره و خنک‌سازی کنترل‌شده، پودر پلیمر را به قطعاتی با اشکال پیچیده و ابعاد بزرگ تبدیل می‌کند.

دستگاه روتاری مولدینگ برای تولید قطعات توخالی بدون درز طراحی شده است

اجزای اصلی دستگاه روتاری مولدینگ

یک دستگاه روتاری مولدینگ استاندارد از بخش‌های زیر تشکیل شده است:

کوره (Oven)

محفظه‌ای با عایق حرارتی بالا که معمولاً با گاز، برق یا روغن داغ گرم می‌شود و دما را بین ۲۰۰ تا ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد (بسته به نوع پلیمر) حفظ می‌کند. کوره‌های مدرن از سیستم گردش هوای داغ (Hot Air Recirculation) استفاده می‌کنند تا حرارت یکنواخت به تمام نقاط قالب برسد.

ایستگاه خنک‌سازی (Cooling Chamber)

بخشی جداگانه یا مشترک با کوره که با فن‌های صنعتی، اسپری آب یا مه‌پاشی (Mist) قالب را به‌تدریج خنک می‌کند. در دستگاه‌های پیشرفته، خنک‌سازی با هوا و آب به‌صورت همزمان و قابل برنامه‌ریزی انجام می‌شود.

بازوها و سیستم چرخش (Arms & Offset Mechanism)

معمولاً دستگاه‌ها دارای ۳ یا ۴ بازوی مستقل هستند که هر بازو می‌تواند قالب‌های متفاوتی را همزمان بچرخاند. هر بازو دارای دو موتور جداگانه است:

• موتور اصلی (Major Axis): چرخش صفحه یا اسپایدر

• موتور فرعی (Minor Axis): چرخش قالب حول محور خودش

• نسبت سرعت این دو محور (Ratio) بر اساس هندسه قطعه تنظیم می‌شود (معمولاً بین ۴:۱ تا ۸:۱).

پلیت یا اسپایدر (Plate / Spider)

صفحه‌ای فولادی که قالب‌ها روی آن نصب می‌شوند. در دستگاه‌های Offset امکان جابه‌جایی مرکز چرخش قالب وجود دارد تا مواد در نقاط مختلف ضخامت یکنواخت‌تری ایجاد کنند.

سیستم کنترل (Control Panel)

امروزه تمام دستگاه‌ها با PLC و صفحه لمسی HMI کنترل می‌شوند. پارامترهای قابل تنظیم شامل:

• دما و زمان در کوره

• سرعت و نسبت چرخش دو محور

• زمان و نوع خنک‌سازی

• تعداد سیکل و برنامه‌های مختلف برای قالب‌های متفاوت

روتاری مولدینگ هیچ فشار هیدرولیکی یا پنوماتیکی ندارد

انواع دستگاه‌های روتاری مولدینگ

بر اساس ساختار و کاربرد، دستگاه‌ها به چند دسته تقسیم می‌شوند:

دستگاه‌های مستقل (Independent Arm)

هر بازو کاملاً مستقل عمل می‌کند و می‌تواند برنامه متفاوتی داشته باشد. مناسب تولید همزمان چند محصول متفاوت.

دستگاه شاتل (Shuttle Machine)

ساده‌ترین و ارزان‌ترین نوع؛ قالب روی ریل حرکت می‌کند و به ترتیب وارد کوره و خنک‌کننده می‌شود. برای کارگاه‌های کوچک مناسب است.

دستگاه کاروسل یا چرخ و فلک (Carousel / Fixed Arm)

رایج‌ترین نوع صنعتی با ۳ یا ۴ ایستگاه ثابت (بارگذاری، گرمایش، خنک‌سازی، سرویس). بهره‌وری بسیار بالا و مناسب تولید نیمه‌انبوه.

دستگاه کلَم‌شِل (Clamshell)

کوره و خنک‌کننده در یک محفظه قرار دارند و درب آن باز و بسته می‌شود. فضای کمتری اشغال می‌کند.

دستگاه راک‌اند‌رول (Rock & Roll)

برای قطعات بسیار کشیده و لوله‌ای شکل (مثل کایاک) که فقط یک محور چرخش کامل و یک محور نوسانی دارد.

ظرفیت و اندازه دستگاه‌ها

ظرفیت دستگاه‌ها بر اساس حداکثر قطر قالب یا وزن قطعه تعیین می‌شود:

• دستگاه‌های آزمایشگاهی: تا ۵۰۰ لیتر

• دستگاه‌های کوچک و متوسط: ۱,۰۰۰ تا ۱۰,۰۰۰ لیتر

• دستگاه‌های صنعتی بزرگ: تا ۸۰,۰۰۰ لیتر و بیشتر (مخازن عظیم ذخیره آب یا مواد شیمیایی)

امکان تولید همزمان چند محصول متفاوت روی یک دستگاه روتاری مولدینگ وجود دارد

مواد قابل استفاده در دستگاه

اگرچه بیش از ۹۰ درصد تولیدات با پلی‌اتیلن (PE) انجام می‌شود، دستگاه‌های مدرن قابلیت کار با مواد زیر را نیز دارند:

• پلی‌پروپیلن (PP)

• پلی‌آمید (نایلون ۶، ۱۱، ۱۲)

• PVC پلاستیزول

• پلی‌کربنات (PC)

• EVA، TPU و برخی پلیمرهای مهندسی

مزایای دستگاه روتاری مولدینگ نسبت به سایر تجهیزات قالب‌گیری

• هزینه بسیار پایین قالب (آلومینیوم ریخته‌گری یا ورق فلزی)

• امکان تولید همزمان چند قطعه متفاوت روی یک دستگاه

• مصرف انرژی نسبتاً پایین در مقایسه با تزریق یا بادی

• نیاز به فضای کاری کمتر نسبت به خطوط اکستروژن بادی

• ضایعات بسیار ناچیز (کمتر از ۱٪)

محدودیت‌های دستگاه

• زمان سیکل طولانی (۳۰ دقیقه تا ۳ ساعت برای هر قطعه)

• دشواری اتوماسیون کامل (بارگذاری و تخلیه هنوز اغلب دستی است)

• دقت ابعادی کمتر نسبت به تزریق پلاستیک

• محدودیت در مواد (تنها پلیمرهایی که به پودر ریز تبدیل می‌شوند و پایداری حرارتی بالا دارند)

چرخش دو‌محوره باعث توزیع یکنواخت پودر روی دیواره قالب می‌شود

سوالات متداول

1. تفاوت دستگاه شاتل و کاروسل چیست؟ 

شاتل: ساده و ارزان، قالب روی ریل حرکت می‌کند؛ مناسب کارگاه‌های کوچک.

کاروسل: ۳ یا ۴ ایستگاه ثابت دارد، بهره‌وری بالا و مناسب تولید نیمه‌انبوه و انبوه.

2. یک دستگاه چند لیتر ظرفیت دارد؟

از ۵۰۰ لیتری آزمایشگاهی تا دستگاه‌های ۸۰,۰۰۰ لیتری صنعتی (قطر قالب تا ۴.۵ متر).

3. زمان تولید یک مخزن ۵۰۰۰ لیتری چقدر است؟

بین ۹۰ تا ۱۸۰ دقیقه (بسته به ضخامت دیواره و نوع دستگاه).

4. آیا می‌توان با این دستگاه رنگ‌دار تولید کرد؟

بله؛ پودر را از ابتدا کامپاند رنگی می‌کنند یا در مرحله دوم رنگ پودری می‌پاشند.

5. آیا می‌توان چند محصول متفاوت را همزمان تولید کرد؟

در دستگاه‌های مستقل‌بازو (Independent Arm) بله؛ هر بازو برنامه و قالب جداگانه دارد.

6. آیا دستگاه تمام اتوماتیک وجود دارد؟

بله؛ شرکت‌های اروپایی و برخی برندهای چینی جدید، سیستم بارگذاری و تخلیه رباتیک دارند؛ ولی در ایران هنوز ۹۰٪ عملیات دستی است.

7. آیا می‌توان سپتیک تانک و چربی‌گیر تولید کرد؟

بله؛ یکی از پرفروش‌ترین محصولات روتاری مولدینگ در ایران همین سپتیک و منهول پلی‌اتیلن است.

نتیجه‌گیری

دستگاه روتاری مولدینگ یکی از انعطاف‌پذیرترین تجهیزات تولید قطعات پلاستیکی توخالی است که با سرمایه‌گذاری اولیه نسبتاً پایین، امکان تولید محصولاتی را فراهم می‌کند که با هیچ روش دیگری به‌صرفه یا حتی قابل تولید نیستند. از مخازن غول‌پیکر صنعتی گرفته تا اسباب‌بازی و مبلمان شهری، این دستگاه همچنان به‌عنوان یکی از خلاقانه‌ترین ابزارهای صنعت پلاستیک شناخته می‌شود و با پیشرفت سیستم‌های کنترل و مواد جدید، آینده‌ای روشن‌تر از همیشه پیش روی خود دارد.

گردآوری:بخش دانش کسب و کار بیتوته