氣體輔助注塑成型技術(shù)簡介

氣體輔助注塑成型是歐美近期發(fā)展出來的一種先進的注塑工藝，它的工作流程是首先向模腔內(nèi)進行樹脂的欠料注射，然后利用精確的自動化控制系統(tǒng)，把經(jīng)過高壓壓縮的氮氣導(dǎo)入熔融物料當(dāng)中，使塑件內(nèi)部膨脹而造成中空，氣體沿著阻力最小方向流向制品的低壓和高溫區(qū)域。當(dāng)氣體在制品中流動時，它通過置換熔融物料而掏空厚壁截面，這些置換出來的物料充填制品的其余部分。當(dāng)填充過程完成以后，由氣體繼續(xù)提供保壓壓力，解決物料冷卻過程中體積收縮的問題。
   氣體輔助注塑成型優(yōu)點為什么人們對于氣體輔助注射成型的興趣如此之大呢？其主要的原因在于這種方法出現(xiàn)時所許諾的種種優(yōu)點。成型者希望以低制造成本生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品。在不降低質(zhì)量的前提下用現(xiàn)代注塑機和成型技術(shù)可以縮短生產(chǎn)周期。通過使用氣體輔助注射成型的方法，制品質(zhì)量得到提高，而且降低了模具的成本。使用氣體輔助注射成型技術(shù)時，它的優(yōu)點和費用的節(jié)約是非常顯著的。
1、減少產(chǎn)品變形：       低的注射壓力使內(nèi)應(yīng)力降低，使翹曲變形降到最低；
2、減少鎖模壓力：       低的注射壓力使合模力降低，可以使用小噸位機臺；
3、提高產(chǎn)品精度：       低的殘余應(yīng)力同樣提高了尺寸公差和產(chǎn)品的穩(wěn)定性；
4、減少塑膠原料：       成品的肉厚部分是中空的，減少塑料最多可達(dá)40％；
5、縮短成型周期：       與實心制品相比成型周期縮短，不到發(fā)泡成型一半；
6、提高設(shè)計自由：       氣體輔助注射成型使結(jié)構(gòu)完整性和設(shè)計自由度提高；
7、厚薄一次成型：       對一些壁厚差異大的制品通過氣輔技術(shù)可一次成型；
8、提高模具壽命：       降低模腔內(nèi)壓力，使模具損耗減少，提高工作壽命；
9、降低模具成本：       減少射入點，氣道取代熱流道從而使模具成本降低；
10、消除凹陷縮水：       沿筋板和根部氣道增加了剛度，不必考慮縮痕問題。第一階段：按照一般的注塑成型工藝把一定量的熔融塑膠注射入模穴；
第二階段：在熔融塑膠尚未充滿模腔之前，將高壓氮氣射入模穴的中央；
第三階段：高壓氣體推動制品中央尚未冷卻的熔融塑膠，一直到模穴末端，最后填滿模腔；
第四階段：塑膠件的中空部分繼續(xù)保持高壓，壓力迫使塑料向外緊貼模具，直到冷卻下來；
第五階段：塑料制品冷卻定型后，排除制品內(nèi)部的高壓氣體，然后開模取出制品。
氣體輔助注塑成型系統(tǒng)由四個部分組成
A．氮氣來源部分 B．氮氣增壓部分 C．氮氣控制部分   D．氮氣注入部分
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①氮氣產(chǎn)生機     ①氣驅(qū)式增壓機      ①簡易式控制臺      ①模具氣針進氣
②購瓶裝氮氣     ②電動式增壓機      ②箱柜式控制臺      ②氮氣射咀進氣氣體輔助注射成型配置
⑴ 氣驅(qū)式增壓機+氣輔控制臺
這種配置比較經(jīng)濟，(如一臺120NL/Min氣動增壓機配上一臺手提式控制臺)使用這種配置，操作方便，接上外購的瓶裝氮氣即可增壓并控制氣體的輸出。但其輸出的高壓氮氣流量較小，較難滿足耗氮氣量大且注塑周期很短的產(chǎn)品生產(chǎn)。
⑵ 電動高壓壓縮機+氣輔控制臺
這種配置也可用外購的瓶裝氮氣為氣源（如瓶裝氮氣經(jīng)電動高壓壓縮機，再配上手提式控制臺），通常電動高壓壓縮機可提供較大的高壓氮氣流量，可以同時供給幾個控制臺輸出氣量，控制多副模具生產(chǎn)。但要經(jīng)常更換氮氣瓶。
⑶ 氮氣產(chǎn)生機+電動高壓壓縮機+氣輔控制臺
這是一種整套制氮機經(jīng)高壓壓縮機增壓后配上氣輔控制器的配置。這是較理想的配置，有高壓氮氣發(fā)生器為控制器的氮氣來源，不需另外購買瓶裝氮氣，而且一部高壓氮氣發(fā)生器可作為多臺氣輔控制臺的氮氣來源，可同時控制多副模具生產(chǎn)。但這種配置的投資成本較高。
氣輔注塑成型使用的氣體
      氣體輔助注塑成型使用的主要是氮氣。氮氣作為空氣中含量最豐富的氣體，取之不竭，用之不盡。它無色、無味，透明，屬于亞惰性氣體，不維持生命。不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，氮氣的另一個優(yōu)點是無毒、難燃、成本低。高純氮氣常作為保護性氣體，用于隔絕氧氣或空氣的場所。氮氣（N2）在空氣中的含量為78.084%（空氣中各種氣體的容積組分為N2：78.084%、O2：20.9476%、氬氣：0.9364%、CO2：0.0314%、其它還有H2、CH4、N2O、O3、SO2、NO2等，但含量極少），分子量為28，沸點：-195.8℃，冷凝點：-210℃。壓縮空氣由于不潔凈（主要是氧氣），在高溫、高壓情況下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致材料降解或腐蝕，所以不適用。
采用氣輔注塑成型的狀況當(dāng)零件設(shè)計中出現(xiàn)下列一個或幾個情況時,應(yīng)考慮采用氣體輔助注塑成型工藝:
1、零件很大;
2、外觀很重要;
3、零件有很多內(nèi)部結(jié)構(gòu),可能引起塌陷;
4、零件必須很平,而且需要較小殘余應(yīng)力;
5、零件很復(fù)雜,而且結(jié)構(gòu)需要;
6、產(chǎn)品數(shù)量可以補償制模方面的投資;
7、美觀需要,厚壁不可避免;
8、二次加工量要求最小;
以下列出了部分采用氣體輔助注射成型產(chǎn)品的名稱
—器具手柄—加油器管路—吸塵器儲灰箱—垃圾箱
—機動車—乘客輔助手柄—高爾夫球棒桿—坐便器座
—ATM蓋子—輪椅車輪—傳真機機座—卡車保險杠端帽
—加速器踏板臂—移動式檔案架—廚房用具手柄—卡車外裝飾物
—氣體過濾器機架—籃球籃板—草地和花園設(shè)備—卡車濾油器外罩
—制動器踏板臂—瓶箱—原料搬運用設(shè)備—卡車空氣過濾器外罩
—緩沖器儀表盤—光驅(qū)托盤—電視機外殼—醫(yī)療分析儀器外殼
—車門把手—椅子座—醫(yī)院病床護欄—電腦外殼
—車門模板—椅子扶手—LCD顯示器支架—復(fù)印機紙張輸入輥
—電子布線系統(tǒng)—嬰兒車座提手—功率放大器機架—鼠標(biāo)外殼
—外裝飾物—復(fù)印機面板—打印機提手—實用的貨棚板
—文具柜面板—飲水機外罩板—打印機硒鼓—洗衣機攪拌器
—擋泥板外延—計算機儀表蓋—打印機控制面板—自動販賣機外殼
—儀器面板組—鍵盤包覆物—淋浴器基座—涼水機儀表盤
—內(nèi)裝飾物—電吉他外殼—淋浴器噴頭—服務(wù)器機箱面板
—汽車保險杠—洗碗機儀表板—遮陽板框架—窗框
—汽車車牌座—電工工具手柄—通用手推車—電視柜
—汽車側(cè)鏡安裝座—油漆刷手柄—音箱外殼—電冰箱門把手
  氣輔注塑成型基本守則
1、在氣體射入點，氣體的壓力大于塑膠壓力時，氣體才會射入塑料中。
2、氣體射入后，必須防止由射入點溢出，可用密封的（SEALING）壁免。
3、氣體進入塑膠后，會延著最小阻力的方向前進。如：較厚的截面。
4、在塑膠內(nèi)的氣體會由高壓區(qū)流向低壓區(qū)。
5、塑膠在冷卻及成形時，其壓力是由氣體控制，而非注塑機。
6、在一個連續(xù)的氣道內(nèi)，氣體的壓力在入口及末端是一樣的。（等壓）
7、塑膠內(nèi)的氣體必須有開模前被排放到大氣中或經(jīng)回收循環(huán)使用。
8、塑膠冷卻時體積收縮的現(xiàn)象，可由氣體的膨脹來補償。
9、在成形過程中，氣體控制傳送系統(tǒng)和注塑機必須盡可能的配合。
10、避免注塑機螺桿移動到最末端，防止塑膠回流到螺桿前端的空隙中。
11、若沒有單向射咀，則盡可能將料管儲料的時間延后，以避免氣體回流。