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什麼是滾塑成型?製程、材料與 DFM 設計指南

什麼是滾塑成型?

滾塑成型是一種專門製造大型、超大型中空塑膠零件的獨特製程。它與其他高壓成型技術截然不同,滾塑是在零壓力環境下完成的。

其成品幾乎沒有內應力,結構堅固,壁厚均勻,是製造水塔、皮划艇、大型工業儲槽與兒童遊樂設施的理想工法。

滾塑成型的 4 步驟原理

滾塑的製程週期較長,主要分為四個階段:

  1. 裝料: 將精確稱重後的塑膠粉末而非塑膠粒,倒入薄殼狀的模具中,並將模具緊密封閉。
  2. 加熱: 將整組模具送入大型烤箱中,同時使其沿著兩個或多個垂直軸向 360 度緩慢旋轉。塑膠粉末受熱熔化,並像糖漿一樣逐漸均勻地附著在模具的內壁上。
  3. 冷卻: 將模具移出烤箱,進入冷卻室,持續旋轉的同時利用冷空氣或水霧使其冷卻定型。
  4. 脫模: 當塑膠完全固化後,停止旋轉,打開模具,取出成品。

滾塑的優勢與劣勢

滾塑的優勢與劣勢一體兩面,非常極端:

  • 優勢一:模具成本極低 由於製程中沒有壓力,模具僅需薄殼金屬板或鋁材製成,結構簡單,造價遠低於中空成型或射出成型。
  • 優勢二:可製造超大型複雜件 可輕易製造數公尺長的零件,且可一體成型複雜的內嵌物或多層結構。成品應力極低,非常堅固。
  • 劣勢一:生產週期極慢 整個加熱與冷卻循環可能長達數十分鐘至數小時,效率極低。
  • 劣勢二:單件成本高 由於週期慢,導致機台、能源與勞動力成本高昂,不適合大規模量產。

DFM 與材料選擇

  • DFM 設計原則: 設計時應避免過小的 R 角,並利用來增加結構剛性。拔模角也應盡可能大,以利脫模。
  • 材料選擇: 滾塑最常用的材料是 LLDPE 線性低密度聚乙烯,因其具有優異的流動性、韌性與抗 UV 特性。HDPE 與 PP 亦可使用。