Automatisiertes Formverfahren erweitert die Produktpalette
Beim Rotationsformen wird Polymerpulver oder Kunstharz in einer Hohlkörperform erwärmt und gleichzeitig biaxial gedreht, damit es sich auf den Innenwänden der Form ablagert. Die Rotation erfolgt eher langsam und die Schmelze wird nicht durch die Zentrifugalkraft an die Wandung gedrückt. Die Form wird dann abgekühlt, geöffnet und das Produkt entnommen. Das Timing ist entscheidend. Zu viel Zeit im Ofen kann zu Materialschädigung führen und zu wenig zieht eine ungleichmäßige Schmelze und Koaleszenz nach sich. Schnelles Abkühlen kann dazu führen, dass das Polymer schrumpft und sich verzieht. Derzeit kommt im Verfahren beinahe ausschließlich Polyethylen (PE) zum Einsatz, da sich andere Polymere und Harze aufgrund ihrer rheologischen Eigenschaften als inkompatibel erwiesen haben. Das Rotationsformen von PE wird zur Herstellung von Produkten verwendet, die von Spielzeugen und Behältern bis hin zu Kfz-Bauteilen und Kraftstofftanks reichen. Die EU ist einer der Weltmarktführer in diesem Bereich. Trotz der weitverbreiteten Anwendung ist das Rotationsformen relativ unentwickelt im Vergleich zum Spritzgießen oder dem Blasformen. Das EU-finanzierte Projekt ROTOFLEX wurde ins Leben gerufen, um die Technologie des Rotationsformens weiterzuentwickeln und neue Märkte zu erschließen. Dies würde die internationale Wettbewerbsposition von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) in der EU noch weiter verbessern. Die Wissenschaftler von ROTOFLEX entwickelten eine wissensbasierte Maschinenkonstruktion und Prozessoptimierungs-Leitlinien, um die Lieferkette zu verstärken. Eine Prozess-Simulationssoftware (RotoSim) quantifiziert Parameter, die Verhalten wie Schrumpfung, Eigenspannung und Verzug beeinflussen. Durch ein tieferes Verständnis der Ausrüstung und Prozessführung konnten die Forscher das Verfahren beschleunigen. Nachrüstbare automatisierte Materialzuführung für Polymere, Additive und Kühlmittel ermöglicht die Zuführung zu jederzeit während des Verfahrenszyklus. Automatisierung erleichtert nicht nur signifikant die Senkung der Fertigungszeit und des Energieverbrauchs, die exakte Prozessführung ebnet auch den Weg zu einer Fülle neuer Bauteile. Rotationsformer können nun neuartige Werkstoffe einsetzen, um Verbundbauteile herzustellen, beispielsweise faserverstärkte Bauteile oder Holz-Polymer-Verbundwerkstoffe sowie mehrschichtige und andere wertschöpfende Produkte. Die Projektergebnisse sollten sich positiv auf die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen KMU in der Branche des Rotationsformens auswirken, sie mit besserer Kontrolle über die Verfahrensabläufe ausstatten und weniger Materialschädigungen bei herkömmlichen PE-Bauteilen bewirken. Hersteller können nun neuartige Werkstoffe zur Fertigung wertschöpfender Bauteile einsetzen, vor allem im Kfz-Bereich und der Luft- und Raumfahrt.
