Unser Unternehmen produziert Kunststoffteile im thermoplastischen Rotationsverfahren, welches auch als Rotationsschmelzen, Rotationssintern, Rotationsformen, Rotationsguss, Schleuderguss und Pulververfahren bekannt ist. Im englischen wird das Verfahren Rotomoulding, Roto Mold und Rotational Molding genannt.
In diesem Verfahren produzieren wir nicht nur unser eigenes umfangreiches Produktsortiment von Behältern für Flüssigkeiten, Behältern für Feststoffe, Auffangwannen,- und Behälter, sondern auch Artikel im Kundenauftrag, wie Abdeckungen, Tanks, Verkleidungen, Behältnisse, Möbel, Lampen und vieles mehr.
Mit unserem Verfahren können wir bei niedrigen Werkzeugkosten jeden beliebigen nahtlosen Kunststoffhohlkörper von einem Volumen von 0,1 bis 40.000 Liter in einem vielseitigen Fertigungsprozess herstellen und die unterschiedlichsten thermoplastischen Kunststoffe verwenden. Dabei spielen geometrische Besonderheiten, wie eine komplizierte Formgebung mit mehreren Öffnungen, durchgängigen Verbindungen, Gewinde und Metalleinlageteile, oder komplexe Hinterschneidungen für unserer erfahrenes Team keine Rolle. Kunden weltweit schätzen die hohe Qualität und die gute Optik von Behältern aus der ARICON Produktion. Der wirtschaftliche Erfolg der ARICON GmbH basiert auf langfristigem Denken, verantwortungsvollem Handeln und ökologischer sowie sozialer Nachhaltigkeit. Faktoren, die auch im Produkt widergespiegelt werden durch Robustheit, Schlagzähigkeit, Langlebigkeit und hundertprozentiger Recycelbarkeit. Auch geometrische Besonderheiten wie Hinterschneidungen stellen keine Schwierigkeit im beim thermoplastischen Umformen dar.
Wir begleiten Sie den gesamten Produktentstehungsprozess hindurch. Angefangen bei den ersten Ideen und einer technischen Beratung über die Konstruktion und Entscheidungen rund um das Material, die Oberfläche und die Form, sowie Besonderheiten wie Hinterschneidungen bis hin zur Serienfertigung, Montage und Verpackung der nahtlosen Kunststoffhohlkörper.
Warum heißt es Rotationsverfahren
Das Verfahren nennt sich thermoplastisches Rotationsformen, da das Kunststoffpulver während des Erhitzens rotiert wird. Diese Rotationsbewegung geschieht über zwei Achsen. Zum einen über eine horizontale Achse, wo der komplette Maschinenarm gedreht wird und dann zum anderen über eine vertikale Achse, wo sich der Teller, auf welchem das Werkzeug montiert ist, selbst dreht. Durch diese Rotationsbewegung verteilt sich der schmelzende Kunststoff an den Innenwänden und es entsteht eine gleichmäßige Wandstärkenverteilung, wodurch Materialstreckungen an Kanten verhindert wird.
Durch den im Folgenden erklärten Rotationsschmelzprozess wird ein nahtloser Kunststoffhohlkörper aus einem Teil bestehend ohne Nahtstellen, oder gestreckte Stellen realisiert. Dadurch ist das Kunststoffteil sehr robust und formstabil. Der komplette Rotationssinterprozess erfolgt drucklos, allein durch die Gravitationskraft, wodurch spannungsfreie Hohlkörper entstehen.
Der drucklose Rotational-Moulding Prozess wird in vier verschiedene Fertigungsstufen unterteilt:
- Befüllprozess
Zu Beginn wird das Stahl- oder Aluminiumwerkzeug auf einem Maschinenarm unserer Rotationsformanlage befestigt. Entgegen anderen Verfahren können beim Rotational Moulding mehrere Rotations-Werkzeuge auf demselben Maschinenarm montiert werden, da an dem Arm der Rotationsanlage ein Teller angebracht ist, auf welchem die Werkzeuge montiert werden können.
Das Rotations-Werkzeug wird nun geöffnet und je nach Anforderungen und Wünschen an das endgültige Rotationsguss-Kunststoffteil mit Pulver oder Granulat befüllt. Da in den meisten Fällen eher von Pulver Gebrauch gemacht wird, heißt das Rotationsgussverfahren unter anderem auch Pulververfahren.
Im selben Rotations-Formwerkzeug können wir eine Vielzahl von Materialien einsetzten und zusätzlich, durch die eingefüllte Menge des Kunststoffmaterials, die Wandstärke des Bauteiles individuell bestimmen.
Während des Befüllprozesses können auch, abhängig vom Produkt, Losteile, wie zum Beispiel Gewindeeinsätze oder Metalleinleger, wie Muttern, dem Werkzeug zugefügt werden, welche im anschließenden Rotationsprozess komplett unlösbar umschmolzen werden.
Das Rotationssinter-Werkzeug, welches, je nach Komplexität, aus zwei oder mehreren Formteilen besteht, wird nach dem Befüllprozess mit Riegeln und Bolzen dicht verschlossen. - Aufheizprozess
In der nächsten Stufe fährt der Maschinenarm mit der befüllten Rotations-Werkzeugform automatisch in die Heizkammer unserer Rotationsschmelzmaschine. Während der Heizphase wird das Kunststoffmaterial bei Temperaturen von 200°C bis 350°C gleichmäßig erhitzt.
Während der kompletten Heizphase dreht sich der Maschinenarm gleichmäßig um zwei senkrecht zueinander stehende Achsen. Bei dieser Drehbewegung wird zum einen der gesamte Maschinenarm gedreht und zum anderen dreht sich auch noch ein, am Ende des Maschinenarms befestigter, Teller separat. Auf diesem Teller ist das Werkzeug befestigt. Aufgrund dieser Drehbewegungen wird der gesamte Prozess Rotationsschmelzen genannt.
Bei der bi-axialen Drehbewegung rieselt das feine Kunststoffmaterial im Inneren der Form alleine durch die Schwerkraft gleichmäßig hin und her und haftet bei Erreichen der Aufschmelztemperatur im Inneren der Werkzeugformwand an. Dieses so genannte Rieseln wird auch als leichtes Schleudern bezeichnet, wodurch der Verfahrensname Schleuderguss zustande kam.
Durch die kontinuierliche bi-axiale Rotationsbewegung baut sich im kompletten Bauteil Schicht für Schicht die Wandstärke auf, bis das Material komplett aufgeschmolzen ist. Durch diesen drucklosen Herstellungsprozess können wir auch in den Radienbereichen des technischen Hohlkörpers eine gleichmäßige Wandstärkenverteilung ohne jegliche Materialverstreckungen und Spannungen realisieren. - Abkühlprozess
Nachdem der Aufschmelzprozess des Materials komplett abgeschlossen ist, fährt der Maschinenarm unserer Rotomoulding Maschine automatisch von der Heizkammer in die Kühlkammer. Dabei behält der Maschinenarm die bi-axiale Rotationsbewegung kontinuierlich bei.
In der Kühlkammer wird der aufgeschmolzene Kunststoff auf seine Entnahmetemperatur von ca. 90 Grad herunter gekühlt. Damit das Material an den Innenwänden keine Ablaufspuren hinterlässt, bleibt der Formträger auch während des Abkühlungsprozesses in einer bi-axialen Rotationsbewegung.
Je nach Material findet während des Abkühlprozesses auch ein Schrumpfen des technischen Hohlkörpers statt. Alle unsere Rotationsteile kühlen wir ausschließlich mit Luft, da wir dadurch ein gleichmäßiges und langsames Abkühlen des Bauteiles gewährleisten können, dass ein Verzug oder „Stress“ für das Kunststoffteil verhindert wird.
Mithilfe von Abkühlvorrichtungen, welche das Bauteil direkt nach der Entnahme im warmen Zustand fixieren, können wir den weiteren Schrumpfprozess kontrollieren und somit auch enge Bauteil-Toleranzen einhalten. - Entnahmeprozess
Sobald die gewünschte Entnahmetemperatur in der Kühlkammer erreicht ist, fährt unsere Rotationsanlage automatisch auf die Entnahmestation. Dort kann das Werkzeug nun geöffnet und das Rotations-Formteil entnommen werden.
Bei komplexeren Teilen, wo das Werkzeug aus mehr als zwei Teilen besteht, müssen erst alle Teile geöffnet werden, damit das Formteil komplett entnommen werden kann. Durch die mehrteiligen Formen können wir auch komplexe Formgebungen realisieren.
Durch unseren Rotationsgussprozess erhalten wir qualitativ hochwertige, spannungsfreie und nahtlose technische Kunststoffhohlkörper in jeder gewünschten Größe.
Nachdem das Formteil entnommen worden ist, fährt der Maschinenarm automatisch wieder zur Befüllstation, wo dieser erneut befüllt werden kann und der Rotationsprozess erneut startet.
Vorteile des Rotationsschmelzverfahrens
Bei dem thermoplastischen Rotationsschmelzverfahren oder auch Rotational Molding gibt es viele Vorteile gegenüber anderen Verfahren.
- Großdimensionale Hohlkörper
Mit unseren Produktionsverfahren können wir besonders robuste und nahtlose Kunststoffteile auch in komplett geschlossener Form in Dimensionen von 0,1 bis 40.000 Liter in Klein- und Großserien herstellen. - Öffnungen
Wir können direkt in unseren Produktionsprozess beliebig viele Öffnungen im Kunststoffbauteil anfertigen, auf Wunsch auch mit Kunststoff, oder Metall Innen-, und Außengewinde. - Komplexe Geometrien
Geometrische Besonderheiten, wie eine komplizierte Formgebung mit Hinterschneidungen, Verrippungen, Sicken, Vertiefungen, Griffmulden oder durchgängigen Verbindungen können wir im Prozess erstellen. Auch bieten wir die Möglichkeit von modularen Werkzeugen, um mit einem Werkzeug mehrere Bauteile zu realisieren. - Metalleinsätze
Im Fertigungsprozess von uns mit eingesetzte Metalleinsätze werden vom Kunststoff umschmolzen und gehen eine feste Verbindung mit dem Bauteil ein. Dies steigert die Qualität des Produktes und reduziert Montagezeiten, da die Aufbauten direkt angeschraubt werden können ohne, dass eine komplexe Justierung erforderlich ist. - Materialien & Zusätze
Wir verarbeiten eine Vielzahl von Materialien, wie z. B. Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylidenfluorid (PVDF) Polycarbonat (PC), Polyamid 6 (PA6) und Polyamid 12 (PA12). Weiterhin haben wir die Möglichkeiten auch Zusätze, wie Pigmente und Additive einzusetzen, um Materialeigenschaften und das optische Erscheinungsbild Ihren Wünschen anzupassen.
[*]Farben & Pigmente
Auf Wunsch können wir unser eigenes Lieferprogramm, oder auch Ihre kundenspezifischen Bauteile in allen RAL- und Sonderfarben fertigen. Je nach Kundenwunsch sind auch Farbzusätze wie zum Beispiel Nachleuchtende-, oder Metalleffekt-Pigmente möglich, damit Sie das Erscheinungsbild Ihres Kunststoffteils individuell gestalten können. - Wandstärken
Durch unseren drucklosen Herstellungsprozess können wir auch in den Radienbereichen des Bauteiles eine gleichmäßige Wandstärkenverteilung ohne jegliche Materialverstreckungen und Spannungen realisieren. Zusätzlich können wir durch die Beschaffenheit unserer hochwertigen Werkzeuge verschiedene Wandstärken auch innerhalb einer einzigen Werkzeugform realisieren. - Durchführungen
Zur Versteifung eines Bauteils können Durchführungen direkt im Bauteil mit eingesetzt werden. Hierbei wird eine sogenannte Kiss-Off Verbindung im Werkzeug eingesetzt, bei welcher sich Teile der Werkzeughälften berühren und somit im Bauteil einen Kanal erzeugen. Dieser kann z.B. auch dazu genutzt werden, um ein Bauteil an einer Wand zu montieren.
Möglichkeiten im Rotationsschmelzverfahren
Im Rotationsschmelzverfahren gibt es viele verschiedene Möglichkeiten ein Kunststoffteil zu gestalten und verschiedene Eigenschaften miteinander zu verbinden um dieses optimal an die Anwendung anzupassen. Unser erfahrenes Team steht Ihnen bei Fragen zur Seite und begleitet Sie den gesamten Entstehungsprozess Ihres Kunststoffteils hindurch.
Ausführungen
Aufgrund von den verschiedenen Möglichkeiten der Ausführungen können verschiedene Eigenschaften in Ihrem Kunststoffteil hervorgerufen werden. Zum Beispiel können Behälter dadurch eine isolierende Eigenschaft bekommen oder auch verschiedene Farben innen und außen aufweisen.
Bauteile
Unsere einwandigen produzierten Kunststoffbauteile werden sehr häufig für Tanks, Behältnisse, Verkleidungen und Abdeckungen eingesetzt und sind äußerst robust und stabil.
Wir können eine Doppelwandigkeit durch einen speziellen Aufbau des Werkzeuges direkt im Fertigungsprozess erzeugen und erhöhen dadurch die Stabilität und die Tragkraft des Kunststoffteiles.
Beim 2-Fach Multilayer ergibt sich die Möglichkeit verschiedene Materialien und deren Eigenschaften wie Farbe oder Stabilität miteinander zu kombinieren. So erhalten Sie zum Beispiel eine blaue Außenschicht und eine weiße Innenschicht.
Ähnlich wie beim 2-Fach Multilayer lassen sich auch drei Schichten herstellen. Somit lässt sich zum Beispiel eine Mittelschicht aus Schaum erstellen, welche sehr stabil ist, die dann aber durch den 3. Layer keinen direkten Kontakt zum Medium hat.
Das Ausschäumen von doppelwandigen Kunststoffteilen können wir während des Fertigungsprozesses mit einem expandierendem PE Material, oder nach dem Produktionsprozess mit einem PUR-Schaum realisieren, was die Stabilität des Bauteiles deutlich erhöht. Zusätzlich lassen sich damit die isolierenden Eigenschaften des Bauteils erheblich verbessern, was z.B. für Kühlboxen benötigt wird.
Geometrische Besonderheiten, wie eine komplizierte Verrippung können wir mit unseren Verfahren in jeglicher Form und Wandstärke direkt im Produktionsprozess erstellen. Dabei entsteht in Radienbereichen, durch unser druckloses Herstellungsverfahren, keine Materialverstreckung, was dünnere Wandstärken und Materialspannungen zur negativen Folge hätte.
Durch unseren Fertigungsprozess können wir Kunststoffteile mit direkt integriertem Deckel herstellen. Das Kunststoffteil wird mit dem Deckel als geschlossene Einheit produziert und nach dem Produktionsprozess wird ein Zwischenstück, der so genannte verlorene Kopf, entfernt und der Deckel auf das Unterteil gesetzt.
Auch Griffmulden können wir direkt im Kunststoffbauteil realisieren. Dazu werden im Werkzeug herausziehbare Elemente eingesetzt, welche vom Kunststoff umschmolzen werden und Griffe im Kunststoffbauteil erzeugen. Griffe werden z.B. für Transportkisten, Elektroverteiler und Kühlboxen eingesetzt.
Einsätze & Befestigungen
Mithilfe von Einsätze und Befestigungen können Sie Ihr Kunststoffteil direkt in Betrieb nehmen. Da diese direkt im Produktionsprozess in das Kunststoffteil eingeformt werden fallen keine nachträglichen Bearbeitungen an und Ihr Behälter ist direkt anschlussfertig.
Direkt im Fertigungsprozess eingeschmolzene Metallgewinde jeglicher Größe sind besonders für Produkte geeignet, bei denen ein Befestigungselement öfters an und abgeschraubt werden muss.
Metalleinsätze können wir während des Herstellungsverfahrens direkt in das Bauteil mit einrotieren, welche zur Befestigung von Anschlüssen, wie z.B. Schläuchen dienen.
Im Prozess direkt hergestellte Kunststoffinnengewinde werden durch einen herausziehbaren Messingeinsatz in dem Werkzeug realisiert. Das Gewinde eignet sich zur direkten Verschraubung des passenden Anschlusses.
Kunststoffaußengewinde werden ebenfalls direkt im Herstellungsprozess mit einem herausziehbaren Messingeinsatz im Werkzeug erzeugt. Das Gewinde eignet sich z.B. für die Verschraubung von Deckeln.
Durch den Einsatz von Aluminium- oder Stahlkegel, welche im Werkzeug eingesetzt, während des Prozesses komplett umschmolzen und vor der Entnahme des Bauteiles wieder entfernt werden, können wir im Bauteil Kunststoffkegel erzeugen. In diese können selbstschneidenden Schrauben montiert werden um Armaturen oder auch Lampenfassungen zu fixieren.
Abdichtungen von Verschraubungen mittels Flach-, oder O-Ring-Dichtungen können wir direkt in unseren Fertigungsprozess realisieren. Die Nut, oder Flachstelle, wird in der Werkzeugform vorgesehen und bildet sich somit präzise im Kunststoffbauteil ab. Dadurch entfällt das aufwendige nachträgliche Einfräßen von Dichtungsflächen.
Der Transport von Kunststoffkörpern wie z.B. Behältern kann ab einer gewissen Größe und Gewicht schwierig werden. Dies wird erheblich vereinfacht, indem direkt Kranösen mit einem Durchzug in dem Kunststoffbauteil integriert werden, welches dadurch transportfähig wird.
Komplexe Kabelkanäle mit Fixierungen oder einfache Schlauchfixierungen können wir ebenfalls direkt im Kunststoffteil herstellen. Somit können Schläuche und Kabel geschützt am Bauteil entlang geführt und befestigt werden.
Werkzeugmöglichkeiten im Rotationsverfahren
Beim Roto-Mold oder auch Rotationsverfahren gibt es grundsätzlich zwei verschiedene Werkzeugarten. Diese Rotationssinterformen werden aus verschieden wärmeleitfähigem Material hergestellt, abhängig von dem gewünschten Produkt. Denn im Rotationsguss hat jedes Rotationswerkzeug verschiedene Vor- und Nachteile, die zu beachten sind.
Die Entscheidung welches Material des Rotationswerkzeuges das Richtige für Ihr Produkt im Roto-Mold Verfahren ist, hängt von verschiedenen technischen Kriterien ab. Diese sind im Rotational Moulding Verfahren zum Beispiel die Größe, Komplexität, Genauigkeit, Oberflächenstruktur und die geplanten Stückzahlen des gewünschten Produkts. Weitere entscheidungsbeeinflussende Faktoren sind aber auch die Kosten und Herstellungszeiten.
Im thermoplastischen Rotationsformverfahren werden hauptsächlich Werkzeugformen aus Stahlblech oder Gießformen aus Aluminium benutzt. Die Entscheidung welches Material für das Formwerkzeug verwendet wird ist abhängig von verschiedenen Faktoren, wie die Größe, Form und Besonderheiten, wie Hinterschneidungen.
Aluminiumformen werden meistens aus einem Block CNC gefräst oder gegossen, abhängig von der Größe und Komplexität. Wenn besonders große technische Hohlkörper gefragt sind werden diese meistens gegossen. Anschließend werden diese wärmebehandelt zur Spannungsreduktion. Bei gefrästen Aluminium Formwerkzeugen sind die Toleranzen recht hoch und diese müssen beidseitig gefräst werden, damit die Wärme die Formwand beim Rotationssinterverfahren gut durchdringen kann. Aluminium Formwerkzeuge, die gegossen werden, haben dagegen große Vorteile, wenn größere Formschalen benötigt werden oder Maserungen gewünscht sind. Die Gussform kann mit verschiedenen Oberflächenstrukturen hergestellt werden, sodass Ihr Produkt letztendlich die gewünschte Oberfläche durch Rotational Moulding Verfahren erlangt.
Für großvolumige Kunststoffhohlkörper oder auch Artikel mit Formen, die einen geringen Schwierigkeitsgrad aufweisen, werden hauptsächlich Formwerkzeuge aus Stahlblech im Rotationsguss verwendet. Da diese aus einzelnen Blechteilen zusammengefügt oder verschweißt werden, sind Werkzeuge von geringerem Schwierigkeitsgrad mit weniger geometrischen Besonderheiten, wie Hinterschneidungen, besser für Formwerkzeuge aus Stahlblech geeignet. Dabei können die Wandstärken zwischen 1,5 und 4mm variieren, wobei einzelne Blechteile miteinander verschweißt oder verlötet werden.
Durch unseren drucklosen Fertigungsprozess sind wir in der Lage auch in den Radienbereichen des Bauteiles eine gleichmäßige Wandstärkenverteilung ohne jegliche Materialverstreckungen und Spannungen beim thermoplastischen Umformen zu gewährleisten. Außerdem haben wir die Möglichkeit mithilfe der Beschaffenheit unserer hochwertigen Werkzeuge verschiedene Wandstärken auch innerhalb einer einzigen Roto-Mold Werkzeugform realisieren. Dies gibt Ihnen die Möglichkeit auf nach der Fertigstellung der Werkzeugform noch verschiedene Wandstärken mit einer einzigen Werkzeugform zu realisieren.
