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淺析氣體輔助注塑技術(shù)
氣體輔助注塑件成型是歐美近期發(fā)展出來的一種先進(jìn)的注塑件工藝，它的工作流程 是首先向模腔內(nèi)進(jìn)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。 氣體輔助注塑件成型優(yōu)點 為什么人們對于氣體輔助注塑件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)代注塑件機(jī)和成型技術(shù)可以縮短生產(chǎn)周期。通過使用氣體輔助注塑件成型的方法，制品質(zhì)量得到提高，而且降低了注塑件模具的成本。使用氣體輔助注塑件成型技術(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(jī)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：氣體輔助注塑件成型使結(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、提高注塑件模具壽命：降低模腔內(nèi)壓力，使注塑件模具損耗減少，提高工作壽命；9、降低注塑件模具成本：減少射入點，氣道取代熱流道從而使注塑件模具成本降低；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：按照一般的注塑件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注塑件模具，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。氣體輔助注塑件成型系統(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↓ ↓ ↓ ↓① 氮氣產(chǎn)生機(jī) ① 氣驅(qū)式增壓機(jī) ① 簡易式控制臺 ① 注塑件模具氣針進(jìn)氣② 購瓶裝氮氣 ② 電動式增壓機(jī) ② 箱柜式控制臺 ② 氮氣射咀進(jìn)氣氣體輔助注塑件成型配置⑴ 氣驅(qū)式增壓機(jī) + 氣輔控制臺這種配置比較經(jīng)濟(jì)，(如一臺120NL/Min氣動增壓機(jī)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件周期很短的產(chǎn)品生產(chǎn)。⑵ 電動高壓壓縮機(jī) + 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(jī)，再配上手提式控制臺），通常電動高壓壓縮機(jī)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，控制多副注塑件模具生產(chǎn)。但要經(jīng)常更換氮氣瓶。⑶ 氮氣產(chǎn)生機(jī) + 電動高壓壓縮機(jī) + 氣輔控制臺這是一種整套制氮機(jī)經(jīng)高壓壓縮機(jī)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，可同時控制多副注塑件模具生產(chǎn)。但這種配置的投資成本較高。氣輔注塑件成型使用的氣體 氣體輔助注塑件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(hù)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。采用氣輔注塑件成型的狀況當(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件成型工藝: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; 氣輔注塑件成型基本守則1、 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。2、 塑膠冷卻時體積收縮的現(xiàn)象，可由氣體的膨脹來補償。3、 在成形過程中，氣體控制傳送系統(tǒng)和注塑件機(jī)必須盡可能的配合。4、避免注塑件機(jī)螺桿移動到最末端，防止塑膠回流到螺桿前端的空隙中。5、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。6、 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。7、 氣體射入后，必須防止由射入點溢出，可用密封的（SEALING）壁免。8、 氣體進(jìn)入塑膠后，會延著最小阻力的方向前進(jìn)。如：較厚的截面。9、 在塑膠內(nèi)的氣體會由高壓區(qū)流向低壓區(qū)。10、 塑膠在冷卻及成形時，其壓力是由氣體控制，而非注塑件機(jī)。11、 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）
