气体辅助注射成型Word文档下载推荐.docx
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6）
与结构发泡相比，制品外观质量的到改善
7）
中空制品冇以下特点
——更加易于填充
——物料流动距离更长
——刚度与质量之比更大
8）
与实心制品相比成型周期缩短
9）
合模力吨位要求降低
10）
注射压力降低
11）
气道取代热流道系统从而使模具成本降低
3、气体辅助注塑技术的缺点主要有：
1）专利使用权限制。
2）附加的成本，一方面是气体辅助注射成型的专用设备要求的一定的附加费用；
另一方面是气体的使用。
3）气体喷嘴的设计及位置的选择相当的困难。
4、材料
大多数热塑性塑料都可用于气体辅助注射成型加工，表列岀了一些常用的材料
表1-1气体辅助注射成型所用原料
ABS
PET,玻璃纤维增强
ABS/PC
M-PPEM-PPO
聚甲醛
HIPS
PS（玻璃或矿物质填充级）
PA（非填充和玻璃纤维填充级）
聚砚
PBT（玻璃纤维增强级）
PVC
聚醯酰亚胺
HDPE
5.设计注意事项：
气体辅助注射成型制品的优化设计需要注意以下三点：
1）气道布局的优化
2）气道尺寸与制品相关
3）平衡物料填充方式
气道在模腔内的布局既包括气体喷嘴的定位，也包括气道进入模具位置的选择，气体会沿着阻力最小的方向向前流动。
在物料进入模具之后，模腔中压力最小的地方必须靠近气道的末端，这个压力差会促使气流沿着预期流道前进，从而推动物料充满整个型腔。
布局中另外还要避免出现闭环气道。
闭环气道会产生料塞，而使气流无法汇合。
如图所示：
熔体前锋交汇处形成料块一
注射
图封闭的环形气体流道
气道尺寸要求其理论壁厚与气道直径的比值至少为2：
1或者2.5：
1o最大值则根据制品的儿何尺寸及其在制品中的位置来确定。
不恰当的气道尺寸会引起以下一些问题：
熔体前锋冻结，气体呈指状流动进入薄壁区域,发生气体喷岀现象等。
模腔内物料的填充平衡是非常有必要的，特别是出现多个气道或者气道在模腔内出现分岔时。
改善流道平衡的有效方法是改变气道的尺寸大小，比如说浇口附近气道因先填充所以要小些，而离浇口最远的流道为了填充平衡则要求最大。
气体辅助注射成型中有气流通过制品拐角处时，制品在拐角内侧的壁厚较小，我们在设计制品时就应注意到这个问题。
气流一般会选择路径最短的方向流动，于是在气流通过拐角时便会靠内侧流动从而造成制品壁厚不均。
为避免这种情况发生，需要在成型时采用尽可能大的气孔直径。
如图「2所示：
图「2转角内侧变薄
A-A
为提高制品的强度或硬度，我们可以采取在气道或与之垂直的壁上增设加强筋的办法。
为增加制品加强筋刚度而采用的中空结构示意图。
如图「3所示：
加强筋类型
中空
底座
r1
11
半园
r\
rn
楠圆
宽T字型
1oI
窄T字型
o
图「3气道加强筋的典型结构
6.应用
气体辅助注射成型技术最初只是应用于把手、桌子、庭院椅子等制品。
随着这项技术本身的发展完善，以及采用气体辅助注射成型的制品结构设计的改进，气体辅助注射成型技术的应用变得越来越复杂多样。
如：
可用于生产小型货车车门把手；
车门组件。
对于小型制品需要考虑的一个重要事项是气体辅助注射成型设备的投资很难收回；
在很多情形当中，虽然制品质量减轻可以节省材料，以及缩小制品成型周期，但是要抵消这部分开支也不是那么容易。
7、模具
气体辅助注射成型是山注射成型演变而来的。
因此，这两中加工方式所采用的模具非常相似，材料也基本一样。
在设计模具时，重要的一点是要知道究竟采用通过喷嘴、从流道内或从制品内等三种进气方式中的哪一种进行气体辅助注射成型。
如果采用从流道内和通过喷嘴进气的方式，为防止物料在注入以前就凝固，浇口尺寸要足够大。
这对于子浇口或潜伏浇口来说非常关键，它们通常都比普通注射成型时的尺寸大一些。
从流道内或制品中进气等其他气体辅助注射系统，气体喷嘴位置的选择是非常棘手的问题。
因为气体喷嘴必须包含在模具里面，冷却线位置或者其他模具功能可能会因此受到影响。
热流道能用于从制品内进气方式的气体辅助注射成型中。
2.2气体辅助注射成型方法
气体辅助注射成型原理是利用高压气体在塑件内部产生中空截面,利用气体保压代替塑料注射保压，消除制品缩痕，完成注射成型过程。
1.内部气体压缩过程
气体辅助注射成型过程（如图「4所示）是先向模具型腔中注入经准确讣量的塑料熔体（图a）,再通过特殊的喷嘴向熔体中注入压缩气体，气体在熔体内沿阻力最小的方向扩散询进，推动熔体充满型腔并对熔体进行保压（图b）,待塑料熔体冷却凝固后排去熔体内的
气体，开模推出制品（图c）O压缩气体一般选用氮气，因为氮气价廉、易得，且不与塑料熔体发生反应。
a）b）c）
图「4气体辅助注射成型过程示意图
a）注入熔体b）注入气体及保压冷却c）开模推出
（1）气体辅助注射成型工艺分类
根据具体工艺过程的不同，可将气体辅助成型分为标准成型法、副型腔成型法、熔体回流法和活动型芯法四种。
1）标准成型法
如图仁5所示，标准成型法是先向模具型腔中注入经准确计量的塑料熔体（图a）,再经过浇口和流道注入压缩气体，气体在型腔内塑料熔体的包围下沿阻力最小的方向扩散前进,对塑料熔体进行穿透和排空（图b）,最后推动塑料熔体充满整个型腔并进行保压冷却（图c）,待制品冷却到一定刚度和強度后开模推出（图d）o
to
u）ol>
图1-5标准成型法成型过程示意图
a）注入塑料熔体b）气体穿透c）保压冷却d）制品脱模
2）副型腔成型法
如图仁6所示，副型腔成型法是在模具型腔之外设置一个与型腔相通的副型腔，首先关闭副型腔，向型腔中注射塑料熔体直到型腔充满并进行保压（图a）,然后开启副型腔，向型腔内注入气体，山于气体的穿透而多余出来的熔体流入副型腔（图b）,当气体穿透到一定程度时关闭副型腔，升高气体压力对型腔中的熔体进行保压补缩（图C）,最后开模推出制品（图d）o
rn
图「6副型腔成型法成型过程示意图
R关闭副型腔、充模并保压b）开启副型腔、保压冷却
c）关闭副型腔、保压冷却、d）制品脱模
3）熔体回流法
熔体回流法与副型腔成型法类似，所不同的是模具不设副型腔，气体注入时多余的熔体不是流入副型腔，而是流回注射机的料筒，其过程如图「7所示：
匚〉
r么么
\JZ
d
图「7熔体回流法成形过程示意图
a）熔体充模并保压b）注入气体、熔体向料筒回流
c）保压冷却d）制品脱模
4）活动型芯法
如图仁8所示，活动型芯法是在模具型腔中设置活动型芯，首先使活动型芯位于最长伸出位置，向型腔中注入塑料熔体，直至型腔充满并进行保压（图a）,然后注入气体，活动型芯从型腔中逐渐退出，以让出所需的空间（图b）,待活动型芯退出最短伸出位置时升高气体压力，实现保压补缩（图c）,最后制品脱模（图d）o
Q）
U）
b）
d）
图1-8活动型芯法成型过程示意图
a）熔体充模保压b）注入气体，型芯后退
（2）、气体辅助注射成型技术
气体辅助注射成型基本上有两种不同的过程：
体积控制一一产生不连续压力
压力控制一一产生连续压力
通过一个增压缸产生不连续的压力来满足体积控制技术的要求。
在该过程中，精确控制压缩前气体的体积。
气体在增压缸中被压缩后注射（如图所示）。
模腔中实际的气体压力无从得知，压力受气管长度和直径、与模具连接的软管及模腔体积的影响。
在气体注入和冷却阶段型腔内都会产生压力降，实际模腔中的气压不可控。
因此气体实际上不能实现保压的功能（图1・9b所示）
M氮气来口氮气瓶・液氮或氮气发牛器
图1・9a气体辅助注射成型的体积受控设备的原理
图l-9b气体辅助注射成型中的压力受控法和体积受控法的气体
在压力控制过程中，气压将保持稳定。
通过使用专门的压力发生器使惰性气体（氮气）的压力达到设定值，这个过程即为压力控制。
如图「10所示：
氮气来自氮气紐、液纵01或氮气发生器
图仁10气体辅助注射成型的压力受控设备的原理
（3）.气体辅助注射成型所使用的气体
气体辅助注射成型所使用的气体主要是氮气。
压缩空气由于不洁净，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。
氮气的优点在于它是惰性气体，不会发生化学反应，氮气的另一优点是无毒、难燃成本低
（4）.气体辅助注射成型设备
典型的气体辅助注射成型设备（如图仁门所示），主要包括注射机、气体压力控制单元和供气、回收装置。
图1-11典型的气体辅助成型设备
1—备用氮气罐2氮气发生器3抵压氮气罐4增压装置5高压氮气罐
6气体压力控制单元7位移触发器
（5）.气体的回收
为了尽量减少气体的消耗，压力发生器应有气体回收装置。
一个是需要考虑的是与高压注入气体量对应的回收气体的体积。
另一个需要考虑的是有些塑料中包含挥发性物质，这些挥发性物质会损坏这些气体回收系统，导致影响其正常工作。
气体回收系统需要安装特殊的过滤器来处理这类问题，现在山于费用的问题，人们把问题的重点放在现场生产氮气上了，此时生产的氮气可以确保其纯净，而从模腔中排除气体直接释放到空气中
2、外部气体辅助注射成型
对于许多部件，山于设计或者装配的要求，不允许制品内部有气道。
然而对于标准高压注射成型，要求很小的或者没有翘曲的美观表面很难实现。
外部气体注射成型可以产生内部气体辅助注射成型产生的效果，而不需要在制品内部开设气道
（1）^工艺过程
外部气体成型技术与前面的工艺不同。
在塑料完全充满型腔后，气体被注射到模腔表面和熔融材料之间，如图「12所示。
气体压力是建立在预定的表面区域上，而且在塑料冷却期间起着活塞的作用。
图1舁2外部气体辅助注射成型的原理
（2）.外部气压成型的优点
这种工艺有许多明显的优点：
1）不需要对制品设计进行修改
2）制件只需一个装饰表面（如图1-13所示）
3）减小或消除缩痕（如图仁14所示）
4）减小或消除翘曲缺陷
5）减小合模力
图仁13壁厚不均的化妆盒（左边为无外部气体压力；
右边为山外部气体压力）
图1-14有宽加强筋的盖
3、气辅制品和模具设计基本原则
（1）设计时先考虑哪些壁厚处需要掏空，哪些表面的缩痕需要消除，再考虑如何连接这些部位成为气道。
（2）大的结构件：
全面打薄，局部加厚为气道。
（3）气道应依循主要的料流方向均衡地配置到整个模腔上，
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