气体辅助注射成型技术 (1)

１９９２～２０００年
１９９７年表面气辅注射工艺初次面市 气辅技术最早应用在欧洲，９０年代，其潜在的优点得到北美 市场关注，亚洲的日本，韩国也相继采用。该技术进入中国的时
间并不太长，从无人知晓到被业内普遍认知和接受仅用了５至６
年。 随着该工艺的发展，其应用领域不断拓宽。如：汽车部件系 列产品：从手把到保险杠，内外装饰件，外栅格和罩盖等；家用 电器制品；冰箱、空调、电视机、显示器等外壳；小型制品：薄壁 无筋的手机、ＰＤＡ（个人数码助理）、手提电脑外壳；以及日常用 品和玩具等均可采用。
为有效，在此特别提醒有志于气辅成型技术的相关厂商，切勿图
一时之利，走上“仿造”之路。香港气体辅助注塑有限公司是新普
雷斯气体辅助注塑有限公司在中国地区的总经销，所售英国
６应用实例 （１）电视机外壳。 未使用气辅工艺前，为防止筋板及装配栅格缩痕，满足筋
ＣＧＩ气辅设备在全球多个国家拥有超过２０多项自己的气辅注 塑技术专利权，已在我国康佳、长虹、科龙、创维、美的、海信、华 强三洋等诸多企业广为使用，有意者不妨前去了解。
８０
０ ３ Ｏ
会产生气孔，可解决内部气辅注射所常见的与工艺有关的模糊 纹、渗透等缺陷，特别适合表面光洁度要求很高且薄壁的小部
件，如手机外壳、个人数字助理（ＰＤＡ）外壳等。
１８５０ｔ １００ｓ １３８ｓ ３８５０９
１６００ｔ ６８ｓ １０５ｓ ３４３８９
５气体成型技术设备配置 气辅装置由氮气发生器、增压器、气辅控制器及高、低压储 气缸组成。 氮气发生器的功能是将氮气从取之不尽的空气中分离出
成压力梯度，产生应力。制品脱模后，因失去模壁的平衡束缚，
微观的应变导致宏观的翘曲变形，该效应在制件二次加工或装 饰时更加明显。采用气辅技术后，所需注射压力较低，而且填充 的气压在制品内部形成等压面，降低了制品内部的应力；制品 在冷却时，内部气压保持定值，翘曲变形进一步减低。 （５）可提高制品的强度与刚度。 采用气辅技术注塑壁厚差异较大的制品，不仅可避免制品
注塑周期 重量
１．平面与筋板接合处严重缩 水，经喷漆后，缩水痕迹更 表面质量 加明显。 ２．薄板表面严重变形，是不 规则的Ｓ形。
１＿夕ｈ表平滑，加强机械强度， 没有缩痕。 ２．整体不变形，薄板表面是 一圆滑的弧面。
来，并储存于低压氮气缸中。氮气发生器可从通过的７Ｂａｒ压缩
空气中采用两组碳分子筛交替工作，分离出纯度达９９．９％的氮
脱模期：随着冷却周期完成，模具内气体压力降至大气压
力，成品由模腔内顶出。
外壳壁厚一般２．５～２．８ｍｍ即可满足强度要求，外壳质量提高，
锁模力大幅下降，生产３４寸电视机外壳使用８５０ｔ的注射机就 可以了（未使用气辅工艺前，锁模力为１３００ｔ。）
４两种气体辅助注射成型方法：内部气辅注射成型和表面气 辅注射成型 （１）内部气辅注射成型。 根据进气位置可分为气针进气和喷嘴进气。气针进气是在 同一模具上，根据产品的需要，采用一个或多个进气位置，灵活 性大，这对于多型腔或较复杂的模具非常适用，并且只需通过简
３气体辅助注射成型的过程 气体辅助注射，是把高压氮气经控制器直接注入模腔的熔 胶中，由氮气推动熔胶充实到模具的型腔壁，并从制品内部进 行保压。气辅技术有压力控制法和体积控制法，因压力控制易 于实现得到了广泛应用。 气体辅助注射过程可分为注射期、充气期、气体保压期和 脱模期。 注射期：以定量塑化塑料充人模腔内，所需塑料份量的多 少与制品结构及所用的材料的热熔体强度有关。一般通过实验 得出，以保证充氮期间，气体不会把成品的表面吹破，并能有一 个理想的充氮体积。通常要求使用气辅工艺的注射机注射压力
用气辅技术，气体从制品内部膨胀，使制品表面重现模具型腔
万 方数据
波动相对稳定，注射量的精度误差不大于±０．５％。
《模具制造》２００２．Ｎｏ．７总第１２期
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充气期：气辅控制器得到注射机射胶信号后，经过延迟进
板厚为机壳厚度的ｔ／３要求，传统的电视机外壳设计时，只能
入充气期。高压氮气充入熔胶内部推动熔胶形成中空。
际公约一一巴黎公约的多种保护，包括：生产、使用、进口该技术
的相关设备及使用该技术进行产品生产等。我国是巴黎公约成
的。控制器分为单气路，双气路及四气路，各气路在注入时间、
注入压力上可单独控制。世界上较为先进的控制器都采用了微 型处理器，全闭环控制及无级变压技术。
员国，拥有完善的专利法规，入世后对知识产权的保护力度将更
注射机型
东芝１８５０ｔ
气辅品牌：ＣＧＩ 型号：ＰＰＣ ＦＸ－１ ＧＰＳ ７—１５
时间 压力 射
３５ｓ（含保压时问）
６６％
１０ｓ ６５％
段数 速度 压力 胶 保压 段数 压力 锁模 冷却时间
４
３ ６８ ２ ６０
２ ７５ １ ７０
ｌ
段数 压力 段数 压力
４
３ ６０ ２ Ｏ
２ ６５ １ ２０
ｌ ７５
５８ ３ Ｏ
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气体辅助注射成型技术
１气辅技术发展史 气体辅助注射成型技术是８０年代在结构发泡成型工艺基 础上发展起来的，是塑料注射成型工艺技术中的一项革命。 气辅技术从开发至今２０年问得到了长足的发展。 １９８３年新普雷斯公司开发了气体辅助注射成型工艺， 并获得专利 １９９０年 气辅工艺开始使用ＭＯＬＤＦＬＯＷ软件。 分段压力控制及无级变压技术应用于该工艺 壁面质量。对含有加强筋造成壁厚不均，导致表面缩痕的制品 使用气辅技术后，氮气掏空筋板与表面相交处，制品壁厚相对 均匀、收缩一致，完全消除了缩痕。 （４）可消除制品成型应力和翘曲。 普通注射成型需要很高的注射压力，才能使熔胶填满模 腔，熔胶在流动中要克服阻力，因而在浇口至熔胶流动末端形
气体保压期：当氮气推动熔胶充实到模腔的各壁面成品的 缩痕和翘曲。
增加机壳壁厚，达到４ｍｍ；或者采用拼接设计，将装配栅格与机
壳分别注塑后再组装起来。采用气辅技术后，可实现一体成型， 并且设置气道，即改善了熔融塑料的填充状态，气道截面的二 次惯性矩也增强了机壳的强度与刚度。现在使用气辅的电视机
万 方数据
气体辅助注射成型技术
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 模具制造 DIE & MOULD MANUFACTURE 2002(7)
本文链接：/Periodical_mjzz200207026.aspx
气，制品的浇口和进气口合二为一，注件内塑料分子的方向排列 表１
注射工艺
气体辅助注射成型与传统注射成型的比较表
传统注塑 气辅注塑 东芝１６００ｔ
及熔胶在模腔的流程长度都不会改变，对模具温度的控制也没
有特殊要求。 （２）表面气辅注射成型。 模腔最初充满塑料熔体，然后将氮气注入到模壁和制品的 非外观面之间，以推动熔体充满制品模壁，保证制品外观面质 量。该技术由日本旭化成公司开发，新普雷斯气体辅助注射有 限公司持有该工艺不同版本的８项专利。表面气辅注射成型不
应力缺陷，还可在不增加制品重量的情况下，通过气道设计增
加制品截面的惯性矩，进而增强制品的强度和刚度。
（６）拓展了塑件结构和模具设计思路。
使用气辅技术，塑件结构工程师不再受壁厚差异限制而将
一个零件分成几个零件来组装设计，可实现一模成型。模具设
计时，可将分流道设计在制品内部，即可充当气道使用，还可改
２气辅技术的应用特性 气体辅助注射成型技术应用以前所未有的速度得到发展 善制品的填充状态。对一些特殊结构件如多转角管道，当机械 抽芯无法实现时，可采用气辅抽芯。 总之，采用气辅技术，可减轻制品重量，节约塑胶原料，节 省率高达４０％；降低注塑压力及锁模力；缩短成形周期；消除产 品表面缩痕和制品翘曲变形；简化产品的繁复设计，从而降低 产品成本，提高产品质量。
气。
增压器将低压储存缸中的氮气增压为可工作的高压氮气， 并储存于高压氮气缸中。一般电动高压增压机可将氮气压力增 至３６０Ｂａｒ；气动增压机更增至７００Ｂａｒ。 气辅控制器是用来控制通往模具的氮气在不同时段压力 编者按：气体辅助注射成型技术是注塑领域新兴实用技术， 是注射成型工艺的一场革命，同时又是专利技术，受知识产权国
（２）空调导风板。 该产品长７７０ｍｍ，壁厚仅为２．８ｍｍ，属薄壁细长产品，传统 注射成型时，由于从浇口到料流末端压力梯度很大，产生应力。
出模后，产品变形严重，翘曲超过５ｍｍ以上。使用气辅注射后，
基本消除应力，翘曲小于０．５ｍｍ以上。 （３）汽车保险杆。见表１，塑胶材料，ＰＰ。
单加工，就可把气针作为一般镶件安排在模具中。采用喷嘴进
与其自身工艺的特性有关。该工艺：
（１）可保证壁厚差异较大制品的成型质量。 普通塑胶制品的设计准则之一是：制品壁厚相对均匀。采用 气辅技术将氮气注入制品内部，使厚壁处形成中空，从另一角度 满足了塑胶制品的设计原则，进而满足壁厚差异较大制品的成 型质量。 （２）可降低注射压力和锁模力。 气辅技术一般采用“缺料”注射填充型腔。气辅控制器得到 注射机提供的射胶信号，经过延迟，将氮气充入熔胶内部推动 熔胶向型腔各壁面填充，因此所需注射压力较低，仅为普通注 射压力的５０％～７５％，相应成型同样投影面积制品的锁模力也 只需５０％～７５％。 （３）可消除缩痕，提高制品表面质量。 普通注塑成型工艺是将熔胶注满模腔后，采用保压向模腔 内补充熔胶来防止制品整体收缩的，如果在浇口封闭之前，收 缩部分得不到补偿，将无法保证制品表面质量及尺寸精度。采