Tworzenie się
Formowanie wałków gumowych polega głównie na nakładaniu powłoki gumowej na metalowy rdzeń, wykorzystując metody owijania, wytłaczania, formowania, wtrysku ciśnieniowego i wtrysku. Obecnie głównymi produktami krajowymi są mechaniczne lub ręczne formowanie i wklejanie, a większość krajów zagranicznych wdrożyła automatyzację mechaniczną. Duże i średnie wałki gumowe są zasadniczo produkowane metodą profilowania, ciągłego formowania z wklejaniem poprzez wytłaczanie folii lub ciągłego formowania z nawijaniem poprzez wytłaczanie taśmy. Jednocześnie, w procesie formowania, parametry, wymiary i wygląd zewnętrzny są automatycznie kontrolowane przez mikrokomputer, a niektóre mogą być również formowane metodą wytłaczarki kątowej i wytłaczania kształtów specjalnych.
Wspomniana metoda formowania pozwala nie tylko zmniejszyć pracochłonność, ale także wyeliminować ewentualne pęcherze. Aby zapobiec odkształceniu się wałka gumowego podczas wulkanizacji oraz powstawaniu pęcherzy i gąbek, szczególnie w przypadku wałka gumowego formowanego metodą owijania, konieczne jest zastosowanie elastycznej metody dociskania na zewnątrz. Zazwyczaj zewnętrzna powierzchnia wałka gumowego jest owijana i nawijana kilkoma warstwami tkaniny bawełnianej lub nylonowej, a następnie mocowana i dociskana drutem stalowym lub liną z włókien. Chociaż proces ten został już zmechanizowany, opatrunek musi zostać usunięty po wulkanizacji, aby utworzyć proces „kakalny”, co komplikuje proces produkcyjny. Ponadto, zużycie tkaniny opatrunkowej i liny nawojowej jest bardzo ograniczone, a zużycie – duże.
W przypadku małych i mikrorolek gumowych można stosować różnorodne procesy produkcyjne, takie jak ręczne łatanie, wytłaczanie z zagnieżdżaniem, wtrysk pod ciśnieniem, wtrysk i odlewanie. Aby zwiększyć wydajność produkcji, obecnie stosuje się większość metod formowania, a dokładność jest znacznie wyższa niż w przypadku metod bezformowych. Wtrysk pod ciśnieniem, wtrysk pełnej gumy i odlewanie gumy ciekłej stały się najważniejszymi metodami produkcji.
Wulkanizacja
Obecnie metodą wulkanizacji dużych i średnich walców gumowych jest nadal wulkanizacja w zbiorniku. Pomimo zmiany elastycznego trybu ciśnieniowego, nadal nie eliminuje to dużego obciążenia pracą związanego z transportem, podnoszeniem i rozładunkiem. Źródłem ciepła wulkanizacji są trzy metody ogrzewania: para wodna, gorące powietrze i gorąca woda, a głównym strumieniem jest nadal para. Walce gumowe o specjalnych wymaganiach ze względu na kontakt metalowego rdzenia z parą wodną wykorzystują pośrednią wulkanizację parową, co wydłuża czas wulkanizacji 1-2 razy. Jest ona zazwyczaj stosowana do walców gumowych z pustymi rdzeniami żeliwnymi. W przypadku specjalnych walców gumowych, których nie można wulkanizować w zbiorniku wulkanizacyjnym, do wulkanizacji czasami stosuje się gorącą wodę, ale konieczne jest rozwiązanie problemu zanieczyszczenia wody.
Aby zapobiec rozwarstwianiu się gumy i rdzenia metalowego z powodu różnego skurczu wynikającego z różnicy przewodzenia ciepła między wałkiem gumowym a rdzeniem gumowym, wulkanizacja zwykle odbywa się poprzez powolne nagrzewanie i zwiększanie ciśnienia, a czas wulkanizacji jest znacznie dłuższy niż czas wulkanizacji wymagany przez samą gumę. Aby uzyskać równomierną wulkanizację wewnątrz i na zewnątrz oraz zbliżyć przewodność cieplną rdzenia metalowego i gumy, duży wałek gumowy pozostaje w zbiorniku przez 24 do 48 godzin, co stanowi około 30 do 50 razy dłuższy czas niż normalny czas wulkanizacji gumy.
Małe i mikro rolki gumowe są obecnie w większości przekształcane w wulkanizację płytową za pomocą formowania w prasie, co całkowicie zmienia tradycyjną metodę wulkanizacji rolek gumowych. W ostatnich latach do montażu form i wulkanizacji próżniowej zaczęto stosować wtryskarki, a formy mogą być otwierane i zamykane automatycznie. Stopień mechanizacji i automatyzacji uległ znacznej poprawie, a czas wulkanizacji jest krótki, wydajność produkcji wysoka, a jakość produktu dobra. Szczególnie w przypadku wulkanizacji gumy metodą wtryskową, dwa procesy – formowania i wulkanizacji – są połączone w jeden, co pozwala skrócić czas do 2–4 minut, co stało się ważnym kierunkiem rozwoju produkcji rolek gumowych.
Obecnie płynna guma, reprezentowana przez elastomer poliuretanowy (PUR), dynamicznie rozwija się w produkcji wałków gumowych, otwierając nowy sposób na rewolucję materiałową i procesową. Forma odlewnicza pozwala wyeliminować skomplikowane operacje formowania i nieporęczne urządzenia wulkanizacyjne, co znacznie upraszcza proces produkcji wałków gumowych. Największym problemem jest jednak konieczność użycia form. W przypadku dużych wałków gumowych, zwłaszcza w przypadku pojedynczych produktów, koszty produkcji znacznie rosną, co utrudnia promocję i użytkowanie.
Aby rozwiązać ten problem, w ostatnich latach pojawił się nowy proces produkcji wałka gumowego PUR bez konieczności wytwarzania formy. Wykorzystuje on jako surowce poliol polioksypropylenowy (TDIOL), poliol politetrahydrofuranowy (PIMG) oraz diizocyjanian difenylometanu (MDl). Reaguje on szybko po wymieszaniu i jest ilościowo wylewany na wolno obracający się metalowy rdzeń wałka gumowego. Proces ten odbywa się etapami, w trakcie wylewania i utwardzania, a na końcu formowany jest wałek gumowy. Proces ten jest nie tylko krótki, wysoce zmechanizowany i zautomatyzowany, ale także eliminuje potrzebę stosowania dużych form. Pozwala na produkcję wałków gumowych o różnych parametrach i rozmiarach, co znacznie obniża koszty. Stał się on głównym kierunkiem rozwoju wałków gumowych PUR.
Ponadto, mikro-drobne wałki gumowe, stosowane w produkcji urządzeń automatyki biurowej z ciekłego kauczuku silikonowego, również dynamicznie rozwijają się na całym świecie. Dzielą się one na dwie kategorie: utwardzanie pod wpływem ciepła (LTV) i utwardzanie w temperaturze pokojowej (RTV). Zastosowany sprzęt różni się również od opisanego powyżej PUR, tworząc inny rodzaj formy odlewniczej. W tym przypadku najważniejszą kwestią jest kontrola i redukcja lepkości mieszanki gumowej, aby utrzymać określone ciśnienie i prędkość wytłaczania.
Czas publikacji: 07-07-2021
