ZT 气体辅助注塑成型技术简介

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jamesjp

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发表于 2006-3-17 15:43 |只看该作者 |倒序浏览

气体辅助注塑成型技术简介

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。 " r. X1 `# M+ Z1、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；6 ?! d$ `2 e3 m1 O; F4 O5 C! K4 K 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； $ {& p h% W+ {) p' `* @2 `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；0 x5 I" n4 ]7 v- n' y' c, } 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％；9 q7 ?1 s3 ?9 O( T 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； . T. k7 p4 j5 @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； 9 W; o4 |% y/ H2 U& R) i7、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； / Q$ K- _8 ~& i" C' ~) C5 L+ ^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； N* h e6 u4 L% n; P' w9、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； 2 z' o- ?8 P; |; z; s7 b1 L10、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；" |% E% w# k2 a9 t, F 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；5 P8 i7 k: {" S4 {- i0 U 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，最后填满模腔；1 r5 U! ~% ~& }0 D. y, G 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；/ H* P2 Y4 E$ r! r8 \2 r 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。

气体辅助注塑成型系统由四个部分组成

% c7 F0 L2 j7 g, | A．氮气来源部分 B．氮气增压部分 C．氮气控制部分 D．氮气注入部分 ' L: J, ~+ b! d; r6 E* v↓ ↓ ↓ ↓ 7 a( k1 M, d! Y/ }7 P: l3 k① 氮气产生机 ① 气驱式增压机 ① 简易式控制台 ① 模具气针进气 # h* J1 [4 ?& \4 R# Z3 V② 购瓶装氮气 ② 电动式增压机 ② 箱柜式控制台 ② 氮气射咀进气气体辅助

注射成型配置

⑴ 气驱式增压机 + 气辅控制台' K, Q" O( r: @7 e' W u 这种配置比较经济，(如一台120NL/Min气动增压机配上一台手提式控制台)使用这种配置，操作方便，接上外购的瓶装氮气即可增压并控制气体的输出。但其输出的高压氮气流量较小，较难满足耗氮气量大且注塑周期很短的产品生产。

⑵ 电动高压压缩机 + 气辅控制台 * M5 K2 Y+ O+ x( H这种配置也可用外购的瓶装氮气为气源（如瓶装氮气经电动高压压缩机，再配上手提式控制台），通常电动高压压缩机可提供较大的高压氮气流量，可以同时供给几个控制台输出气量，控制多副模具生产。但要经常更换氮气瓶。

⑶ 氮气产生机 + 电动高压压缩机 + 气辅控制台8 F! y" X3 R- v. q' v0 k 这是一种整套制氮机经高压压缩机增压后配上气辅控制器的配置。这是较理想的配置，有高压氮气发生器为控制器的氮气来源，不需另外购买瓶装氮气，而且一部高压氮气发生器可作为多台气辅控制台的氮气来源，可同时控制多副模具生产。但这种配置的投资成本较高。

气辅注塑成型使用的气体 ) x8 f4 j; w* Z9 D b 气体辅助注塑成型使用的主要是氮气。氮气作为空气中含量最丰富的气体，取之不竭，用之不尽。它无色、无味，透明，属于亚惰性气体，不维持生命。不会发生化学反应，氮气的另一个优点是无毒、难燃、成本低。高纯氮气常作为保护性气体，用于隔绝氧气或空气的场所。氮气（N2）在空气中的含量为78.084%（空气中各种气体的容积组分为N2： 78.084%、O2： 20.9476%、氩气： 0.9364%、CO2：0.0314%、其它还有H2、CH4、N2O、O3、SO2、NO2等，但含量极少），分子量为28，沸点：-195.8℃，冷凝点：-210℃。压缩空气由于不洁净（主要是氧气），在高温、高压情况下发生化学反应而导致材料降解或腐蚀，所以不适用。

采用气辅注塑成型的状况当零件设计中出现下列一个或几个情况时,应考虑采用气体辅助注塑成型工艺:' c) v9 ?& I d/ n& v A* b- t/ I! \- d 1、零件很大;6 H! P9 K& w* {+ }7 \3 p 2、外观很重要; , M0 h2 r1 d6 N3、零件有很多内部结构,可能引起塌陷; 7 U8 g& _' h/ K; Q" }& }4、零件必须很平,而且需要较小残余应力;1 B! @! i- ~" I6 P 5、零件很复杂,而且结构需要; 6 @/ ^# _/ B5 P7 m; T8 I, F. Y2 x6、产品数量可以补偿制模方面的投资;# w4 Q. B5 M7 x( i 7、美观需要,厚壁不可避免;2 A# Y1 L' p4 `; x' N 8、二次加工量要求最小;

以下列出了部分采用气体辅助注射成型产品的名称) [4 l# L/ V- R( V —器具手柄 —加油器管路 —吸尘器储灰箱 —垃圾箱 . Y- I3 h' T9 v2 z. U9 C—机动车 —乘客辅助手柄 —高尔夫球棒杆 —坐便器座 9 b0 U/ t7 D5 X# K c—ATM盖子 —轮椅车轮 —传真机机座 —卡车保险杠端帽 * [1 U" r5 g! q$ U—加速器踏板臂 —移动式档案架 —厨房用具手柄 —卡车外装饰物 + U5 A- S# w2 r3 y0 ^—气体过滤器机架 —篮球篮板 —草地和花园设备 —卡车滤油器外罩# N- v! ?" E* B —制动器踏板臂 —瓶箱 —原料搬运用设备 —卡车空气过滤器外罩 * Y1 c; \% d) |—缓冲器仪表盘 —光驱托盘 —电视机外壳 —医疗分析仪器外壳 & V0 b7 M( j; h& A' e—车门把手 —椅子座 —医院病床护栏 —电脑外壳 . [& J. Q! y4 M& z2 i, x—车门模板 —椅子扶手 —LCD显示器支架 —复印机纸张输入辊 9 D0 s; V! |6 V& i4 t4 i* E—电子布线系统 —婴儿车座提手 —功率放大器机架 —鼠标外壳 3 u5 g o* x' B5 r—外装饰物 —复印机面板 —打印机提手 —实用的货棚板 6 q# J- w" H% |—文具柜面板 —饮水机外罩板 —打印机硒鼓 —洗衣机搅拌器7 n" U/ k2 w$ ]& ~" F$ w —挡泥板外延 —计算机仪表盖 —打印机控制面板 —自动贩卖机外壳 4 b0 W% K0 k& x" ?1 C—仪器面板组 —键盘包覆物 —淋浴器基座 —凉水机仪表盘 ! {. _$ ]6 q4 ^" t) G( P* ?—内装饰物 —电吉他外壳 —淋浴器喷头 —服务器机箱面板" G' d7 V. E) U6 m1 n —汽车保险杠 —洗碗机仪表板 —遮阳板框架 —窗框 $ J8 U7 P0 t' \0 x' y& S' I—汽车车牌座 —电工工具手柄 —通用手推车 —电视柜 6 x, N7 M9 D; ^! x* L—汽车侧镜安装座 —油漆刷手柄 —音箱外壳 —电冰箱门把手

5 n3 C; }5 u. ^+ ~ 气辅注塑成型基本守则 ~0 L( k4 v! k I. W8 c- X1、在气体射入点，气体的压力大于塑胶压力时，气体才会射入塑料中。 $ B* p$ Z+ C% q& }9 J" g2、气体射入后，必须防止由射入点溢出，可用密封的（SEALING）壁免。/ I; t2 H2 [, j% X" T 3、气体进入塑胶后，会延着最小阻力的方向前进。如：较厚的截面。8 K! z, g# M {: B- M* W 4、在塑胶内的气体会由高压区流向低压区。 $ D6 D* p' u3 E5、塑胶在冷却及成形时，其压力是由气体控制，而非注塑机。 3 N2 N: I' J8 G! t8 F6、在一个连续的气道内，气体的压力在入口及末端是一样的。（等压） 7 H! ^' |( y/ r5 G+ ^0 K; W7、塑胶内的气体必须有开模前被排放到大气中或经回收循环使用。 * e- z2 _2 w! o6 N8、塑胶冷却时体积收缩的现象，可由气体的膨胀来补偿。 4 h9 O2 {6 c/ m9 K* o9、在成形过程中，气体控制传送系统和注塑机必须尽可能的配合。 3 {) I0 M7 K, m' U/ N, ^' i# [& S- h10、避免注塑机螺杆移动到最末端，防止塑胶回流到螺杆前端的空隙中。* K. h2 G- p v. h& h 11、若没有单向射咀，则尽可能将料管储料的时间延后，以避免气体回流。