一、氣體輔助注塑成型技術簡介

1.氣體輔助注塑成型技術應用情況

氣體輔助注塑成型作為一項非常成熟的技術已經在塑料加工工業(yè)中有了多年的應用歷史，東莞市馬馳科注塑加工廠家該技術重要的應用領域之一為厚壁塑件的生產，例如生產手柄及其類似注塑加工產品，板型件或其它局部加厚的塑件也是其重要應用領域。

氣體輔助注塑成型是通過把高壓惰性氣體引入到制件的厚壁部位，東莞市馬馳科注塑加工廠家在注塑件內部產生中空截面，并推動熔體完成充填過程、實現氣體均勻保壓，或者利用氣體直接實現制件局部高壓保壓、制品縮痕的一項塑料成型技術。傳統(tǒng)注塑加工工藝不能將厚壁和薄壁結合在一起成型，而且制件殘余應力大，易翹曲變形，表面時有縮痕。氣輔技術通過把厚壁的內部掏空，成功地生產出厚壁、薄壁制品，而且制品外觀表面性質優(yōu)異，內應力低。輕質高強。

2.氣輔成型所需的條件

①注塑成型機。②氣體的來源。③輸送氣體的管道。④控制氮氣有效流動的設備。⑤帶有氣道設置的成型模具。

3.氣體輔助注塑加工技術的優(yōu)點：

①節(jié)省塑膠原料，節(jié)省率可高達50%.②縮短注塑加工產品生產周期時間。③降低注塑機的鎖模壓力。④提高注塑機的工作壽命。⑤降低模腔內的壓力，使模具的損耗減少，提高模具的工作壽命。

⑥對某些塑膠產品，模具可采用鋁質金屬材料。⑦降低注塑加工產品的內應力。⑧解決注塑加工產品表面縮痕問題。⑨簡化產品繁瑣的設計。⑩降低注塑機的耗電量。降低注塑機和模具開發(fā)的投資成本。?降低生產成本。

二、氣輔設備

1.氣輔設備組成

氣輔設備包括氮氣發(fā)生裝置和氣輔控制單元.它是獨立于注塑機外的另一套系統(tǒng)，其與注塑機的接口是注射信號連接線。注塑機將注射信號-注射開始或螺桿位置傳遞給氣輔控制單元之后，便開始注氣過程，等下一個注射過程開始時給出另一個注射信號，如此反復進行。氣輔注塑加工所使用的氣體必須是惰性氣體，氣體壓力為35MPa,特殊者可達70MPa,氮氣純度≥98%.氣輔控制單元是控制注氣時間和注氣壓力的裝置，它具有多組氣路設計，可同時控制多臺注塑機的氣輔生產，氣輔控制單元設有氣體回收功能，盡可能降低氣體耗用量。

2.氣體輔助注射成型配置

(1)氣驅式增壓機與氣輔控制臺

這種配置比較經濟，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，較難滿足耗氣量大且注塑加工周期很短的注塑加工產品生產。

(2)電動高壓壓縮機與氣輔控制臺

這種配置也可用外購的瓶裝氮氣為氣源，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。但要經常更換氮氣瓶。

(3) 氮氣產生機、電動高壓壓縮機與氣輔控制臺這是一種整套制氮機經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。這種配置的投資成本較高。

3.注塑機系統(tǒng)設備要求

氣體輔助注塑系統(tǒng)可配合多數品牌的注塑機，這些注塑機配備以下裝置。

①射嘴，以防止高壓氣體跑進入注塑機的螺桿里。

②注塑機的螺桿行程配備電子尺行程開關，以觸發(fā)訊號給氣輔主系統(tǒng)，從而把高壓氮氣注射進模腔內

三、氣輔模具

1.氣輔模具組成

氣輔模具與傳統(tǒng)模具無多大差別，只是增加了進氣元件，稱為氣針。并增加了氣道的設計。所謂“氣道”可簡單理解為氣體的通道，即氣體進入后所流經的部分，氣道有些是制品的一部分，有些是為引導氣流而專門設計的膠位。如果氣道與流料方向完全一致，有利于氣體的穿透，氣道的掏空率大，因此在模具設計時盡可能將氣道與流料方向保持一致。

氣針是氣輔模具很關鍵的部件，它直接影響工藝的穩(wěn)定和注塑加工產品質量。氣針的核心部分是由眾多細小縫隙組成的圓柱體，縫隙大小直接影響出氣量?？p隙大，則出氣量也大，對注塑加工充模有利，但縫隙太大會被熔膠堵塞，出氣量反而下降。

2.氣輔模具設計要點

(1)氣道橫截面一般為半圓形，要求其直徑盡量小且保持一致，一般為壁厚的2~3倍。過大或過小都會對氣道末端的穿透不利。氣道拐彎處應有較大的圓弧過渡，在加強筋、自攻螺釘柱等結構的根部可布置氣道，以利用結構件作為分氣道補縮。

(2)氣針的配合間隙應小于0.02mm,以防止熔料進入氣針間隙;氣針外周與模具的密封必須良好，要求使用耐高溫的密封圈。

(3)在進行流道、澆口的設計時，可以設置較少的流道和數量，為保證較快的充模速度，應將流道和澆口擴大。潛伏式澆口為1.5mm左有。過大的說口尺，增加澆口凝凱，影響生產效率，而且還可能引起氮氣經濟口和流道后串入料簡的危險。

四、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)生化學反應;氮氣的另一個優(yōu)點是難燃、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。

氨氣(N2)在空氣中的含量為78.084%,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)生化學反應而導致材料降解或腐蝕，所以不適用。

五、氣體輔助注射成型的流程

以短射制程為例，氣體輔助注射成型一般包括以下幾個階段：第1階段為塑料填充：按照一般的注塑成型工藝把一定量的熔融塑膠注射入模腔。

第2階段為氣體注入;在熔融塑膠尚未充滿模腔之前，將高壓氮氣射入模穴的。

第3階段為氣體注射結束：高壓氣體推動制品尚未冷卻的熔融塑膠，一直到模穴末端，填滿模腔，

第4階段為氣體壓縮：注塑加工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5階段注塑加工塑料制品冷卻定型后，排除制品內部的高壓氣體，然后開模取出制品。

注塑期-以定量塑化塑料充填入模腔內，所需塑料分量要通過實驗找出來，以保證在充氮期間，氣體不會把成品表面沖破并能有一理想的充氮體積。

充氣期-可以在注射期中或后，不同時間注入氣體，氣體注入的壓力必須大于注塑加工壓力，以使注塑加工產品成中空狀態(tài)。

氣體保壓期--當注塑加工成品內部被氣體充填后，氣體作用于成品中空部分的壓力就成為保壓壓力，可大大降低注塑加工成品的縮水及變形率。

脫模期-隨著冷卻周期完成，模具的氣體壓力降至大氣壓力，成品由模腔內頂出。

氣輔注塑成型基本特點如下。

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。③氣體進入塑膠后，會沿著很小阻力的方向前進，如較厚的截面。④在塑膠內的氣體會由高壓區(qū)流向低壓區(qū)。⑤塑膠在冷卻及成形時，共注塑加工壓力是由氣體控制，而非注塑機。

⑥在一個連續(xù)的氣道內，氣體的壓力在入口及末端是一樣的。⑦塑膠內的氣體必須在開模前被排放到大氣中或經回收循環(huán)使用。⑧塑膠冷卻時體積收縮的現象，可由氣體的膨脹來補償。⑨東莞市馬馳科注塑加工廠家在注塑加工成形過程中，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末端，防止塑膠回流到螺桿前端的空隙中。若沒有單向射嘴，則盡可能將料筒儲料的時間延后，以避免氣體回流。

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