气辅注塑成型技术介绍
气辅注塑工艺成本降低

气辅注塑工艺成本降低一、气辅注塑工艺概述气辅注塑工艺是一种先进的注塑技术,它通过在塑料制品成型过程中注入惰性气体,来实现产品的内部结构优化和成本降低。
这种技术不仅能够提高产品的质量和性能,还能有效减少材料的使用量,从而达到降低成本的目的。
1.1 气辅注塑工艺的核心特性气辅注塑工艺的核心特性主要体现在以下几个方面:- 材料节省:通过注入气体,可以在保证产品强度和刚性的前提下,减少塑料材料的使用量。
- 产品性能提升:气辅注塑可以改善产品的内部结构,提高产品的强度和刚性。
- 成本降低:由于材料使用量的减少,可以显著降低产品的生产成本。
- 环境友好:减少材料使用量有助于减少塑料废弃物,对环境更为友好。
1.2 气辅注塑工艺的应用场景气辅注塑工艺的应用场景非常广泛,包括但不限于以下几个方面:- 汽车零部件:如保险杠、仪表盘等,可以减轻重量,提高强度。
- 家电产品:如电视机外壳、洗衣机外壳等,可以提高产品的耐用性和美观性。
- 包装材料:如食品包装盒、饮料瓶等,可以提高包装的强度和保护性能。
二、气辅注塑工艺的实施气辅注塑工艺的实施是一个系统化的过程,需要精确的控制和优化。
2.1 气辅注塑工艺的关键技术气辅注塑工艺的关键技术包括以下几个方面:- 注气系统:需要精确控制气体的注入量和注入时间,以保证产品的内部结构均匀。
- 模具设计:模具的设计需要考虑到气体的流动路径和分布,以确保气体能够均匀地填充产品的内部空间。
- 材料选择:选择合适的塑料材料,以确保其与气体的兼容性,以及在注塑过程中的流动性和成型性。
- 工艺参数控制:需要精确控制注塑过程中的温度、压力、速度等参数,以保证产品质量。
2.2 气辅注塑工艺的实施步骤气辅注塑工艺的实施步骤主要包括以下几个阶段:- 产品设计:在产品设计阶段就需要考虑到气辅注塑工艺的特点,设计出适合气辅注塑的产品结构。
- 模具制造:根据产品设计,制造出适合气辅注塑的模具。
- 工艺参数设定:根据产品和模具的特点,设定合适的注塑工艺参数。
气体辅助注射成型技术原理及应用

气体辅助注射成型技术原理及应用
气体辅助注射成型技术的应用
● 管状和棒状零件,如门把手、转椅支座、吊 钩、扶手、导轨、衣架等。这是因为,管状结 构设计使现存的厚截面适于产生气体管道,利 用气体的穿透作用形成中空,从而可消除表面 成型缺陷,节省材料并缩短成型周期。
气体辅助注射成型技术原理及应用
在进行模具设计之前,利用MoldFlow MPI 5.0对设计方案进行了模拟。 分析模型如图8所示,在该分析模型中确定了浇口及进气口位置。在模拟中, 设定预注射量为70%,熔体温度为230℃,注射时间为3s,延迟时间为1.5s, 气体压力为20MPa。
气体辅助注射成型技术原理及应用
● 可通过气体的穿透减轻制品重量,节省原材料 用量,并缩短成型周期,提高生产率。
● 该技术可适用于热塑性塑料、一般工程塑料及 其合金以及其他用于注射成型的材料。
气体辅助注射成型技术原理及应用
气体辅助注射成型技术的缺点是:
●需要增加供气和回收装置及气体压力控制单元, 从而增加了设备投资;对注射机的注射量和注射 压力的精度要求有所提高;制品中接触气体的表 面与贴紧模壁的表面会产生不同的光泽;制品质 量对工艺参数更加敏感,增加了对工艺控制的精 度要求。
气体辅助注射成型CAE分析的主要作用是:
1.分析产品的成型工艺性 2.评价模具的设计是否合理 3.优化成型工艺参数 4.预测制品可能出现的缺陷
气体辅助注射成型技术原理及应用
下面以成型把手为例,介绍气体辅助注射成型 CAE分析的过程。
如图7所示的把手材料为ABS,手柄位置壁厚为14mm。由于是外观件,对 其成型要求很高。
气辅注塑成型工艺

气辅注塑成型工艺这种成型工艺,对于很多工程师来说很陌生,因为平时大家接触的产品很少会用到这种成型工艺,包括我本人也是一样,直到我接触到一款产品,才慢慢了解,就是以下这个锅体。
锅体的把手部分,除了2个螺丝塞,整个把手是一个完整的塑胶件,且外观并没有缩水等缺陷,看下侧面和背面图。
咋一看,以为内部是实心的,实际上并不是,而是空心的,是利用了气体辅助注塑成型技术。
01气辅成型的原理气体辅助注塑系统,是把惰性气体(通常用氮气)经由分段压力控制系统直接注射入模腔内的塑化塑料里,使塑件内部膨胀而造成中空,但仍然保持产品表面的外形完整无缺。
气辅注塑成型可被认为是中空吹塑成型的变型,其过程是先向模具腔中注入经过准确计量的占模腔一定比例的塑胶熔体,这一过程称为“欠料注塑”,再直接往熔融塑胶中注入一定体积和压力的高压氮气,气体在塑胶熔体的包围下沿着阻力最小的方向扩散前进。
由于靠模壁部分的塑胶温度低,表面粘度高,而製作较厚部分中心塑胶熔体的温度高,粘度低,所以气体容易对中心塑胶熔体进行穿透和排空,在制件的厚部形成中空气道,而被气体所排空的熔融塑胶又被气体压力推向模具末端直至充满模具型腔,在冷却阶段压缩气体对塑胶熔体进行保压补缩。
待制品冷却凝固后再卸气,然后开模顶出。
以上气辅成型过程实际上分为四个阶段:熔体短射、气体注射、气体保压、气体排出和制件顶出。
02气辅成型的方法除了常规的欠料注塑成型法,还有:1.副腔成型法(也叫满料注塑法)2.型芯成型法3.熔体回流成型法上面的锅体的把手猜测是采用了副腔成型法(也叫满料注塑法):具体细节可参考下图:03气辅注塑成型与普通注塑成型的区别主要区别在于多了一套气辅设备:(1)普通注塑机(计料精度稍高些为好)。
(2)氮气控制系统,包括自封闭式气辅喷嘴。
(3)高压氮气发生器。
(4)工业氮气钢瓶以及提供增压动力的空气压缩机。
(5)为气体辅助注射设计制造的模具。
(6)气辅注塑气辅喷嘴喷嘴进气方式,即使用专用的自封闭式气辅喷嘴,在塑料注射结束后,将高压气体依靠喷嘴直接进入塑料内部,按气道形成一个延展的封闭空间—气腔并保持一定压力,直至冷却,在模具打开之前,通过座台后退使喷嘴与制品料道强行分离,使气体排出制品。
气体辅助注塑成型技术简介.

一、气体辅助注塑原理:
气体辅助注塑原理是把高压氮气经气辅 主控制器(分段压力控制系统)直接注射入 模腔内塑化塑料里,使塑件内部膨胀而造成 真空,但仍然保持产品表面的外形完整无缺, 减小产品表面的收缩、产品变形和翘曲,从 而达到提高产品的质量,降低成本的目的。
二、采用气体辅助注塑技术的优点:
应用气辅技术的国内公司:康佳、长虹、创维、科龙、 美的、海信等等;上海延锋伟世通、浙江远翅、上海龙贤汽 配、余姚塑料四厂、宁波国雅汽车内饰件厂以及各类注塑厂 都应用了气辅技术。
四、气体辅助注塑整系统的原理图:
A、整套系统
氮气 发生 器
低压 贮气缸
电动 高压 增压机
高压 贮气缸
气辅 主控 制器
单相电源 压缩空气 三相电源
六、气道形式:
• C、全部中空
七、我厂第一副气辅产品-前门拉手 (LZ111-6402101)
八、前门拉手采用气辅方案:
八、前门拉手采用气辅方案:
谢谢!
——END——
B、简易系统
氮气 缸瓶
气动 高压 增压机
压缩空气
单相电源
高压 贮气缸
气辅 主控 制器
单相——以定量塑化塑料充填入模腔内。所需塑料 份量要通过试验找出来,以保证在充氮期间,气体不 会把成品表面冲破及能有一理想的充氮体积。
2、充气期——注塑期中或后,不同时间注入气体,气体 注入的压力必需大于注塑压力,以达至产品成中空状 态。
模具的工作寿命; 7、降低注塑机的锁模压力,可高达50%; 8、提高注塑机的工作寿命和降低耗电量。
三、气体辅助注塑技术的应用:
基本上所有用于注塑的热塑性塑料及一般的工程材料 (如PS、HIPS、PP、ABS…)都适用于气辅技术。
气体辅助注塑成型技术

1气体辅助注塑成型是通过把高压气体引入到制件的厚壁部位,在注塑件内部产生中空截面,完全充填过程、实现气体保压、消除制品缩痕的一项新颖的塑料成型技术。
传统注塑工艺不能将厚壁和薄壁结合在一起成型,而且制件残余应力大,易翘曲变形,表面时有缩痕。
新发展的气辅技术通过把厚壁的内部掏空,成功地生产出厚壁、偏壁制品,而且制品外观表面性质优异,内应力低。
轻质高强。
现已开发成功气辅产品结构和模具设计包括浇注系统、进气方式和气道分布设计技术,气辅注塑工艺设计技术,气辅注塑工艺设计技术,气辅注塑过程计算机仿真技术,气辅注塑产品缺陷诊断与排除技术,气辅工艺专用料技术。
电视机、家电、汽车、家具、日常用品、办公用品、玩具等为塑料成型开辟了全新的应用领域,气辅注塑技术特别适用于管道状制品、厚壁、偏壁(不同厚度截面组成的制件)和大型扁平结构零件。
气体辅助装置:包括氮气发生和增压系统,压力控制单元和进气元件。
投资约40--200万元(视规模和对设备要求的档次不同而不同)。
气辅工艺能完全与传统注塑工艺(注塑成型机)衔接。
减轻制品重量(省料)可高40%,缩短成型周期(省时达30%,消除缩痕,提高成品率;降低注塑压力达60%,可用小吨位注塑机生产大制件,降低操作成本;模具寿命延长、制造成本降低,还可采用如粗根、厚筋、连接板等更稳固的结构,增加了模具设计自由度。
通常6-18个月可收回增加的设备成本(具体经济效益随制件而议)。
2气体辅助注塑系统,这个先进的系统和技术,是把氮气经由分段压力控制系统直接注射入模腔内的塑化塑料裹,使塑件内部膨胀而造成中空,但仍然保持产品表面的外形完整无缺。
应用气体辅助注塑技术,有以下优点:1)节省塑胶原料,节省率可高达50%。
2)缩短产品生产周期时间。
3)降低注塑机的锁模压力,可高达60%。
4)提高注塑机的工作寿命。
5)降低模腔内的压力,使模具的损耗减少和提高模具的工作寿命。
6)对某些塑胶产品,模具可采用铝质金属材料。
气体辅助注塑成型技术简介

气体辅助注塑成型技术简介气体辅助注塑成型技术简介类型:气体辅助注塑成型是欧美近期发展出来的一种先进的注塑工艺,它的工作流程是首先向模腔内进行树脂的欠料注射,然后利用精确的自动化控制系统,把经过高压压缩的氮气导入熔融物料当中,使塑件内部膨胀而造成中空,气体沿着阻力{TodayHot}最小方向流向制品的低压和高温区域。
当气体在制品中流动时,它通过置换熔融物料而掏空厚壁截面,这些置换出来的物料充填制品的其余部分。
当填充过程完成以后,由气体继续提供保压压力,解决物料冷却过程中体积收缩的问题。
气体辅助注塑成型优点为什么人们对于气体辅助注射成型的兴趣如此之大呢?其主要的原因在于这种方法出现时所许诺的种种优点。
成型者希望以低制造成本生产高质量的产品。
在不降低质量的前提下用现代注塑机和成型技术可以缩短生产周期。
通过使用气体辅助注射成型的方法,制品质量得到提高,而且降低了模具的成本。
使用气体辅助注射成型技术时,它的优点和费用的节约是非常显着的。
1、减少产品变形:低的注射压力使内应力降低,使翘曲变形降到最低;2、减少锁模压力:低的注射压力使合模力降低,可以使用小吨位机台;3、提高产品精度:低的残余应力同样提高了尺寸公差和产品的稳定性;4、减少塑胶原料:成品的肉厚部分是中空的,减少塑料最多可达40%;5、缩短成型周期:与实心制品相比成型周期缩短,不到发泡成型一半;6、提高设计自由:气体辅助注射成型使结构完整性和设计自由度提高;7、厚薄一次成型:对一些壁厚差异大的制品通过气辅技术可一次成型;8、提高模具寿命:降低模腔内压力,使模具损耗减少,提高工作寿命;9、降低模具成本:减少射入点,气道取代热流道从而使模具成本降低;10、消除凹陷缩水:沿筋板和根部气道增加了刚度,不必考虑缩痕问题。
第一阶段:按照一般的注塑成型工艺把一定量的熔融塑胶注射入模穴;第二阶段:在熔融塑胶尚未充满模腔之前,将高压氮气射入模穴的中央;第三阶段:高压气体推动制品中央尚未冷却的熔融塑胶,一直到模穴末端,最后{HotTag}填满模腔;第四阶段:塑胶件的中空部分继续保持高压,压力迫使塑料向外紧贴模具,直到冷却下来;第五阶段:塑料制品冷却定型后,排除制品内部的高压气体,然后开模取出制品。
气体辅助成型综述

注射成型产品及模具设计综述引言:人们很早就开始研究如何彻底消除裂痕而又能节省材料的有效方法。
曾经研究过的方法有低压注塑、气体补压注塑、混合注塑、气体发泡成型等,但效果都不很理想。
气体辅助注塑工艺是将气体直接注入熔胶中,气体内的压力抵消了塑料在冷却过程中的体积收缩。
用这种方式注塑出来的制品,不仅没有裂痕,而且还有许多其他的优越性。
气体辅助注射成型技术(简称:气辅成型)是20世纪80年代在结构发泡成型工艺基础上发展起来的一项新兴的塑料注射成型技术,是塑料注射成型工艺技术中的一项革命。
气辅成型应用在最近一、二年来有强劲的增长趋势,它具有多种优点,但因为经验不足和气体不易控制,增加了气辅成型产品开发上的困难。
简要介绍:气辅注射模塑,又称气体注射模塑是一种创新的注射成型工艺。
它是自住复式螺杆注射机问世以来.注射成型工业上最重要的发展之一,它能用于生产无内应力、表面光滑且无凹陷的大型制件.在生产较厚的制件时,气辅注射模塑还可以通过减少所需的夹紧吨位、用材量和循环时间来降低制件成本.气辅注射模塑的工艺过程如图1所示。
首先把部分熔融的塑料注射到模具中.我们称此为“欠料注射”。
紧接着再注入一定体积或一定压力的惰性气体(通常为氮气)到熔融塑料流中。
由于靠近模具表面部分的塑料温度低、表面张力高.而处在制件较厚部分中心的塑料熔融体的温度高、粘度低,致使气体易于在制件较厚的部位(如加强筋)形成空腔.而被气体所取代的熔融塑料被推向模具的末端,形成所要成型的制件。
在气辅注射模塑中.由于气体的压力始终使塑料紧贴着模具的表面.制件较厚部分的外表面不能形成“凹陷”.大大提高了制件的质量。
此工艺不但简化了模具设计,降低了模具成本.还增加了制件设计的灵活性。
在合理的设计下,可使制件的重量比传统注射模塑减少10--50%,且使制件得到较高的强度与重量比。
另外。
氮气充满制件的气体压力与传统注射模塑所需的压力柑比要小得多.因此所需的模具夹紧力也较小。
气体辅助注塑工艺简介

气体辅助注塑工艺简介1.气体辅助注塑目前所指的气体辅助注塑:是指将氮气注射入产品内,使产品内部形成中空。
模具打开前,控制器会将塑胶工件内的氮气释放回大气中。
2.气辅注塑成形工艺的优势1)低射胶、低锁模力;2)压力分布均匀、收缩均匀、残余应力低、不易翘曲,尺寸稳定;3)消除凹陷,型面再现性高;4)省塑料,可用强度及价格更低的塑料;5)可用强度和价格更低的模具金属;6)厚薄件一体成型,减少模具及装配线数目;7)可用较厚的筋,角板等补强件,提高制品刚性,使得制件公称厚度得以变薄。
8)增强设计自由度。
3.气辅射胶控制工艺1)短射工艺,即胶料未完全充满型腔时,继之以氮气注射;2)满射工艺,塑胶熔体充满型腔之后,停止注射,继之以氮气注射。
短射工艺的特点:在气辅注塑中,塑胶注射取决于胶件形状及胶料性能,在以下条件才可进行短射。
1)胶件必须有独立完整的气体通道,即气流在穿透胶件时,无分支气道可走。
2)气体通道中多余胶料有足够的溢流空间。
3)胶料流动性优良,粘度不可太低,尽量避免使用含破坏高分子键的填充物的胶料。
4)胶料导热度较低,有可较长时间保持熔融状态的能力。
满射工艺特点:胶件射胶完成,通过气体代替啤机,防止胶件收缩。
其优点在于,啤机保压是以射胶量及压力来防止胶件收缩,气辅保压,则以气体穿透塑胶收缩后的空间,防止胶件表层埸陷。
4.气辅压力分析:现我们看以下气辅压力与啤机压力的对比:1)气辅压力a)低气压800psi=56.34kg/cm2b)中气压1500psi=105.63 kg/cm2c)高气压2500psi=176.06kg/cm22)啤机压力a)100 TON注塑最大压力188Mpa=1917 kg/cm2b)280 TON注塑最大压力150Mpa=1530 kg/cm2c)650TON注塑最大压力153Mpa=1560 kg/cm2从以上压力对比可知,氮气压力只相当于普通啤机注塑压力的十分之一,甚至更少。
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气辅注塑成型技术介绍一、前言气辅注塑工艺是国外八十年代研究成功,九十年代才得到实际应用的一项实用型注塑新工艺,其原理是利用高压隋性气体注射到熔融的塑料中形成真空截面并推动熔料前进,实现注射、保压、冷却等过程。
由于气体具有高效的压力传递性,可使气道内部各处的压力保持一致,因而可消除内部应力,防止制品变形,同时可大幅度降低模腔内的压力,因此在成型过程中不需要很高的锁模力,除此之外,气辅注塑还具有减轻制品重量、消除缩痕、提高生产效率、提高制品设计自由度等优点。
近年来,在家电、汽车、家具等行业,气辅注塑得到越来越广泛的应用,前景看好。
科龙集团于98年引进一套气辅设备用于生产电冰箱、空调器的注塑件。
現應用比較廣泛的是英國Cinpres的气体輔助系統, 現在已經和香港气体輔助注塑有限公司(GIL)合并, 現公司名稱為CGI. 目前有TCL, 東江, 格力(珠海), 新加坡富裕,神龍汽車(武漢)應用此技術.二、气辅设备气辅设备包括气辅控制单元和氮气发生装置。
它是独立于注塑机外的另一套系统,其与注塑机的唯一接口是注射信号连接线。
注塑机将一个注射信号注射开始或螺杆位置传递给气辅控制单元之后,便开始一个注气过程,等下一个注射过程开始时给出另一个注射信号,开始另一个循环,如此反复进行。
气辅注塑所使用的气体必须是隋性气体(通常为氮气),气体最高压力为35MPa,特殊者可达70MPa,氮气纯度≥98%。
气辅控制单元是控制注气时间和注气压力的装置,它具有多组气路设计,可同时控制多台注塑机的气辅生产,气辅控制单元设有气体回收功能,尽可能降低气体耗用量。
今后气辅设备的发展趋势是将气辅控制单元内置于注塑机内,作为注塑机的一项新功能。
三、气辅工艺控制1.注气参数气辅控制单元是控制各阶段气体压力大小的装置,气辅参数只有两个值:注气时间(秒)和注气压力(MPa)。
2.气辅注塑过程是在模具内注入塑胶熔体的同时注入高压气体,熔体与气体之间存在着复杂的两相作用,因此工艺参数控制显得相当重要,下面就讨论一下各参数的控制方法:a.注射量气辅注塑是采用所谓的“短射”方法(short size),即先在模腔内注入一定量的料(通常为满射时的70-95%),然后再注入气体,实现全充满过程。
熔胶注射量与模具气道大小及模腔结构关系最大。
气道截面越大,气体越易穿透,掏空率越高,适宜于采用较大的“短射率”。
这时如果使用过多料量,则很容易发生熔料堆积,料多的地方会出现缩痕。
如果料太少,则会导致吹穿。
如果气道与流料方向完全一致,那么最有利于气体的穿透,气道的掏空率最大。
因此在模具设计时尽可能将气道与流料方向保持一致。
b.注射速度及保压在保证制品表现不出现缺陷的情况下,尽可能使用较高的注射速度,使熔料尽快充填模腔,这时熔料温度仍保持较高,有利于气体的穿透及充模。
气体在推动熔料充满模腔后仍保持一定的压力,相当于传统注塑中的保压阶段,因此一般讲气辅注塑工艺可省却用注塑机来保压的过程。
但有些制品由于结构原因仍需使用一定的注塑保压来保证产品表现的质量。
但不可使用高的保压,因为保压过高会使气针封死,腔内气体不能回收,开模时极易产生吹爆。
保压高亦会使气体穿透受阻,加大注塑保压有可能使制品表现出现更大缩痕。
c.气体压力及注气速度气体压力与材料的流动性关系最大。
流动性好的材料(如PP)采用较低的注气压力。
几种材料推荐压力如下:塑料种类熔纸(g/10min) 使用气压(MPa)PP 20~30 8~10HIPS 2~10 15~20ABS 1~520~25气体压力大,易于穿透,但容易吹穿;气体压力小,可能出现充模不足,填不满或制品表面有缩痕;注气速度高,可在熔料温度较高的情况下充满模腔。
对流程长或气道小的模具,提高注气速度有利于熔胶的充模,可改善产品表面的质量,但注气速度太快则有可能出现吹穿,对气道粗大的制品则可能会产生表面流痕、气纹。
d.延迟时间延迟时间是注塑机射胶开始到气辅控制单元开始注气时的时间段,可以理解为反映射胶和注气“同步性”的参数。
延迟时间短,即在熔胶还处于较高温度的情况下开始注气,显然有利于气体穿透及充模,但延迟时间太短,气体容易发散,掏空形状不佳,掏空率亦不够。
四、气辅模具气辅模具与传统注塑模具无多大差别,只增加了进气元件(称为气针),并增加气道的设计。
所谓“气道”可简单理解为气体的通道,即气体进入后所流经的部分,气道有些是制品的一部分,有些是为引导气流而专门设计的胶位。
气针是气辅模具很关键的部件,它直接影响工艺的稳定和产品质量。
气针的核心部分是由众多细小缝隙组成的圆柱体,缝隙大小直接影响出气量。
缝隙大,则出气量也大,对注塑充模有利,但缝隙太大会被熔胶堵塞,出气量反而下降。
五、气辅应用实例气辅注塑最适宜于具有粗大柱孔或厚筋的制品以及胶位粗大内部有孔穴的制品(如手柄类、衣架类),国内几间大型电视机厂家都采用气辅注塑工艺生产电视机前框,可节省原材料1 0%~20%并大幅度降低锁模力。
冰箱顶盖板是大型平板注塑件,质量要求高,其模具采用直浇口入胶,在传统注塑时极易产生变形,影响冰箱的装配。
采用气辅后,变形量得到有效控制,拱曲变形量由原来的1.7~2 mm减少到0.5mm以下。
空调器的横向风板是一长条型结构,截面形状“不规则”,由于表面不允许有熔接痕,模具采取单点水口入胶,料流程长,用传统注塑极易产生变形、缩痕,装在空调器上会影响风向电机的转动,严重者甚至会烧毁电机,因此改善变形量显得尤为重要。
采用气辅工艺后此问题迎刃而解,变形量由原来的3~4mm降为1 mm以内。
手柄则是另一类型的制品,在气辅出现前它是由两件制品装配而成,需要做两付模具而且装配后强度不够,整体也不够美观。
采取气辅后可“合二为一”,省略一付模具及装配工序。
六、总结气辅注塑是近年兴起的一项新工艺,在国外已得到广泛应用,在国内尚处于初始阶段,目前大型家电厂已陆续开始应用这项新工艺,相信随着各厂商对气辅工艺认识的加深,这项新工艺会应用得越来越普遍。
气辅注塑成型工艺探索与市场前景多年来,人们一直在研究中空塑料制品的成型加工技术,其中德国Rohm GmbH的Ernst Friederich最先发明气体辅助注射成型工艺。
随着中国塑料工业迅速发展,塑料制品的应用范围越来越广,需求量越来越大,气辅技术的应用市场也不断扩大。
开发适合中国塑料加工业应用的气辅装置,满足国内注塑件成型加工市场的需求,摆脱国外公司对国内市场与技术的垄断,对提高中国塑料制品的质量、降低其成本有着重要的影响。
目前,北京中拓机械有限责任公司已率先完成气辅装置的研制、开发及生产。
自2000年投入国内市场后,已协助多个用户成功地进行了气辅模具改进、开发等工作。
同时还培养了一支专业的气辅模具服务队伍,为广大客户提供包括模具流动分析、气辅模具设计等技术服务。
根据我们对气辅工艺的探讨,以下对气辅成型技术原理、应用前景及市场情况作简单介绍。
工艺原理气体辅助注塑工艺可分为四个阶段:第一阶段:塑料注射。
熔体进入型腔,遇到温度较低的模壁,形成一个较薄的凝固层。
第二阶段:气体入射。
惰性气体进入熔融的塑料,推动中心未凝固的塑料进入尚未充满的型腔。
第三阶段:气体入射结束。
气体继续推动塑料熔体流动,直到熔体充满整个型腔。
第四阶段:气体保压。
在保压状态下,气道中的气体压缩熔体,进行补料确保制件的外观。
气辅成型应用气体辅助注射可以应用在除特别柔软的塑料以外的任何热塑性塑料和部分热固性塑料。
利用气辅成型的制品根据结构形状不同,大致分为3类:棒类制品,类似把手之类大壁厚制件;板类制品,容易产生翘曲变形和局部熔体聚积的大平面制件;特殊制品,由传统注塑技术难以一次成型的特殊结构的制件。
棒类制品气辅成型技术在棒状制件的成型中显示出明显的优势。
一般采用中空注射的气辅工艺,即气体穿透整个制件的壁厚部位形成气道。
制件的设计主要是气道的设计,应考虑以下方面:(1)制品截面最好接近圆形。
避免尖角,采用大的圆角过渡;避免熔体在角部产生堆积;保证整个制件壁厚均匀。
(2)采用矩形截面时,气道通常为椭圆形。
为保证气体穿透的均匀性,截面应满足宽高比≦3-5。
(3)制件长度应大于制件截面高度的5倍,保证沿制件长度方向气体尽量穿透,以得到均匀的壁厚。
(4)气道转弯处制件应有足够大的圆角半径,避免内外转角处的壁厚差异。
(5)气道截面尺寸变化应平缓过渡,以免引起收缩不均。
(6)气道入口不应设置在外观面或制件承受机械外力处。
(7)进气口位置应该接近浇口,以保证气体与熔体流动方向一致,但两者距离应大于30m m,以避免气体反进入浇口。
板类制品气辅注塑成型技术的主要应用之一就是板类制件的成型。
因为气体总是沿着阻力最小的方向前进,容易在较厚的部位进行穿透,因此,在板类制品设计时常将加强筋作为气道,一般设在制品的边缘或壁的转角处。
对制品的设计也就是对加强筋和肋板的设计,即气道的设计。
基本原则如下:对于有加强筋的塑件,有下面两种方案,一个是将加强筋的根部加厚(倒一个大角即可),沿其根部可设计一个气道,这样可以避免出现收缩痕。
或者在条件允许的情况下,将其改为如图1的形状,这样,在同样的情况下,可以减少塑件总厚度的尺寸,且变形和收缩都小。
图1 加强筋(1)在设计制作加强筋时,应避免设计又细又密的加强筋。
尺寸太小无法给气体提供良好的通道,会出现“鼓包”等现象,可改进设计为较厚、较少的加强筋。
但尺寸太大又会造成局部的熔体堆积,冷却收缩后形成表面凹陷,甚至当用作气道的边缘筋与中间的薄板部分厚度差异较大时,熔体先进入筋部,注入的气体向最后充满的薄板部分穿透并形成气穴,降低制品局部的表面强度。
(2)“手指”效应是大平面制件容易产生的主要问题。
在气体保压阶段,平板部位体积收缩而产生的缺料是依靠气道和平板之间的熔体来补偿,因此产生了所谓的“手指”效应,导致壁厚不均匀。
产生手指效应的主要因素是平板的壁厚,因为壁厚越大,产生手指效应的危险性就越大。
另一方面,平板部分壁厚越厚,气道的气体越易串入平板部位,产生“二次穿透”,因此,设计板状制件时应注意平板部分壁厚不宜超过4mm。
(3)当制件仅由一个气针进气而形成多个加强筋或肋板(气道)时,气道不能形成回路。
(4)为避免熔体聚集产生凹陷,气道末端的外形应采用圆角过渡。
(5)采用多点进气时,气道之间的距离不能太近。
(6)气道布置尽量均匀,尽量延伸至制品末端。
特殊制品特殊制品主要是指利用传统成型技术难以一次成型的特殊结构的制件。
如果塑件有的地方有大平面,或由于有特殊要求,某处平面的厚度偏厚,采用普通方法,将产生收缩痕、气孔、扭曲等现象。
如果在此处加适当的喷嘴,利用气体进行此处的成型和保压,就可以避免上述缺陷,但会在塑件上留下封气的痕迹。
可将其放在不起眼的位置。