系列 · 塑料成型工艺
滚塑成型
PE 粉料在烘箱中双轴旋转，逐层附着成为制件壁
水箱、皮划艇、带轮垃圾桶和交通隔离墩，都是靠重力和热量、而不是压力做出来的大型无缝中空制件。本文讲清成型周期、需要控制的参数，以及车间里常见的缺陷。
ADVANCEDCHEM SOLUTIONS CO., LTD. 市场部 · 2026 年 10 月 21 日 · 阅读约 7 分钟
一分钟看懂原理
称好的塑料粉料（通常是磨细的 LLDPE）装入中空模具后合模。模具进入烘箱，同时绕两根轴缓慢转动（双轴旋转）。粉料在模具内表面上翻滚，凡是碰到热模壁的地方就粘附并逐层熔合（烧结），直到没有游离粉料、形成连续的壁。随后模具出烘箱，边旋转边冷却，最后开模取出制件。
这种旋转很慢，不是离心浇铸，它的作用只是让粉料均匀接触模壁的每个部位。塑料从不在压力下被挤压，因此制件内应力低、没有熔接缝，转角处也有相当的料厚。
成型周期的各个阶段
- 装料 按制件重量称取粉料（重量决定平均壁厚），装入模具后合模。模具须有排气管（vent），让模内空气可以膨胀和收缩。
- 边旋转边加热 粉料粘附在热模壁上逐层熔合。粉料全部附着后还要继续加热一段时间，使熔体致密化，困在粉粒之间的空气逐渐消失。
- 边旋转边冷却 在模具外部用风和/或水雾冷却，必须循序渐进、均匀。冷却过快或不均，制件会脱离模壁并翘曲。
- 脱模 开模取出制件，再按图纸钻孔、开口或安装配件。
滚塑的周期比本系列其他工艺长得多，几乎全部时间都用于加热和冷却：整个金属模具都要加热和冷却，热量还要穿过导热性差的塑料壁。因此多臂滚塑机让模具同时处于不同工位（装料、烘箱、冷却），以充分利用烘箱。
需要控制的参数
| 参数 | 控制什么 | 偏离时会出现什么 |
|---|---|---|
| 模内空气温度（internal air temperature） | 熔体致密化的程度；判断塑化是否到位的最佳单一指标 | 过低：塑化不足、气泡多、发脆 · 过高：内表面发黄、材料降解、韧性下降 |
| 烘箱温度与时间 | 传给模具的热量 | 仅靠时间无法控制塑化，因为尺寸和壁厚不同的模具吸热不同 |
| 主轴与副轴转速比 | 粉料在模具各部分的分布 | 一侧厚、一侧薄，长形制件尤其明显 |
| 冷却速度 | 壁的收缩和应力 | 过快或不均：翘曲、塌陷 · 过慢：浪费周期 |
| 粉料质量 | 粒径及分布、干流动性（dry flow）、堆积密度（bulk density） | 粉料粗或带尾丝（tail）多：流动差、表面粗糙、气泡增多 |
| 模具状态与排气管 | 传热、脱模、模内压力 | 排气管堵塞：壁塌陷或出现穿孔 · 模具表面多孔：外表面针孔 |
典型制件与树脂
PE 主导滚塑：它能承受烘箱加热，适合超大制件的经济性，低温下仍有韧性，也容易磨成粉。
- LLDPE / MDPE：水箱、化学品储罐、垃圾桶和皮划艇的主力牌号。滚塑牌号的熔体流动速率（MFI/MFR）通常为中等，因为熔体只能靠热量致密化，没有剪切帮助。MFI 太低粉料难以熔合；太高则韧性和耐应力开裂性下降。
- HDPE：更硬，用于需要刚性的制件。
- XLPE（可交联 PE）：用于性能要求更高的化学品罐和燃油箱；须控制加热，使交联体系完全反应。
- 其他：PP、PVC 糊（液态）和尼龙也有使用，但少得多。
典型制件：地上和地下水箱、化学品储罐、皮划艇、带轮垃圾桶、交通隔离墩、浮筒、燃油箱以及大型游乐设施。
常见缺陷
| 现象 | 可能原因 | 如何检查 | 添加剂有没有用 |
|---|---|---|---|
| 壁内气泡、表面针孔 | 塑化不足、粉料受潮或尾丝多、模具表面多孔或带湿气 | 放大观察壁截面；检查出现针孔处的模具表面 | 不是主要手段。从加热、粉料质量和模具入手 |
| 塑化不足（under-cure） | 加热不足或在烘箱中时间太短、模具厚或被遮挡 | 内表面呈颗粒状、气泡多、低温落镖冲击测试结果低 | 没有。调整加热，以模内空气温度作为控制指标 |
| 塑化过度（over-cure） | 加热或时间过多，内表面被热空气氧化降解 | 内表面发黄、有气味；即使没有气泡韧性也下降 | 部分有用：滚塑牌号中的抗氧剂可拓宽安全加热窗口，但先调整加热 |
| 翘曲、塌陷 | 冷却过快或不均、制件过早脱离模壁、排气管堵塞 | 找制件脱离模壁的位置（哑光斑块）；检查排气管 | 没有。从冷却和模具入手 |
| 转角或窄槽壁薄 | 内转角和窄槽受热少、粉料难以到达；粉料可能在缝隙上架桥（bridging）；转速比不合适 | 剖开制件，比较转角与平壁厚度 | 没有。加大转角半径、加宽槽口、调整转速比 |
| 户外水箱褪色、粉化、开裂 | 紫外线使朝阳面的 PE 分子链断裂；粉料中紫外防护不足或没有 | 比较朝阳面与背阴面；看裂纹是否从外表面开始 | 有用：在磨粉前熔融共混加入紫外稳定剂，见 紫外老化（UV degradation）方案 |
低温落镖冲击测试是滚塑行业检查塑化程度的常用方法，因为塑化不足和塑化过度都会使结果下降。具体步骤和合格标准请以适用的标准或与客户的约定为准。
滚塑中的添加剂
滚塑没有螺杆，也没有剪切来混合，因此不能像注塑或吹塑那样在料斗处计量加入母粒颗粒。添加剂必须在粉料进模之前就已在粉料中。有两条路线：
- 先熔融共混，再磨粉：用挤出机把母粒或添加剂混入 PE 粒料，再磨成粉。分散彻底，制件性能最好。紫外稳定剂和抗氧剂应采用这一路线。
- 干混：装模前把颜料粉与 PE 粉翻滚混合。换色快、投入少，但夹在粉粒之间的颜料通常会降低韧性，只有在能接受这一代价时使用。
- 紫外稳定剂：水箱、船艇、隔离墩及所有户外制件必备。按目标使用寿命和制件颜色选择添加水平。
- 抗氧剂 / 热稳定剂：在滚塑中比其他工艺更重要，因为材料在热烘箱中停留时间长，内表面整个周期都接触热空气。
- 颜色：有些水箱是多层结构，在周期中加入第二次粉料；外层带颜色和紫外防护，内层按用途选择。
如果购买现成的滚塑粉料，请让供应商书面说明：含何种紫外和抗氧体系、按多长户外寿命设计、技术数据表（TDS）中的冲击数据在什么条件下测得。
FAQ
常见问题
PE 本身耐化学品，为什么户外水箱还要加紫外稳定剂？
耐化学品不等于耐日晒。紫外线通过光氧化使 PE 分子链断裂：表面先褪色、粉化，然后出现逐渐加深的细裂纹。厚壁水箱可能比薄制件老化得慢，但总是从朝阳面开始。紫外体系必须从一开始就在粉料里，事后无法补加。
怎样判断制件塑化（固化）是否恰当？
要综合多个信号：用随模具一起旋转的记录仪测得的模内空气温度、制件内表面外观、壁截面中的气泡数量，以及低温冲击测试。塑化不足的制件内表面粗糙、气泡多；塑化过度的制件内表面发黄、有气味。两者的冲击强度都低于塑化恰当的制件。
母粒颗粒能直接和 PE 粉料混合使用吗？
不建议。滚塑没有剪切来混合，大颗粒会与粉料分离，要么来不及熔融，要么分散不良。通常的做法是先通过熔融共混（melt compounding）把添加剂混入树脂再磨粉，或把颜料粉与 PE 粉干混，后者快但通常会降低韧性。
为什么滚塑适合批量不大的大型制件？
模具不承受压力，可以用钣金或铸铝制造，相对于制件尺寸，模具成本很低。但整个模具都要加热和冷却，所以周期很长。批量非常大时，对于两种工艺都能做的制件，吹塑通常更经济。
技术提示
本页的添加比例（let-down ratio）及技术数据均为一般参考值，并非性能保证。正式生产前，请在您自己的工艺中通过试验确认。
