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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(dòng)化控制系統(tǒng)，把經(jīng)過高壓壓縮的氮?dú)鈱?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(dòng)時(shí)，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(diǎn) 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(shí)所許諾的種種優(yōu)點(diǎn)。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(shí)，它的優(yōu)點(diǎn)和費(fèi)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(tái)；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(shí)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(jì)自由：氣體輔助注塑件成型使結(jié)構(gòu)完整性和設(shè)計(jì)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(diǎn)，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?dú)馍淙肽Ｑǖ闹醒?；第三階段：高壓氣體推動(dòng)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(gè)部分組成A．氮?dú)鈦碓床糠?B．氮?dú)庠鰤翰糠?C．氮?dú)饪刂撇糠?D．氮?dú)庾⑷氩糠帧?↓ ↓ ↓① 氮?dú)猱a(chǎn)生機(jī) ① 氣驅(qū)式增壓機(jī) ① 簡易式控制臺(tái) ① 注塑件模具氣針進(jìn)氣② 購瓶裝氮?dú)?② 電動(dòng)式增壓機(jī) ② 箱柜式控制臺(tái) ② 氮?dú)馍渚走M(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(tái)這種配置比較經(jīng)濟(jì)，(如一臺(tái)120NL/Min氣動(dòng)增壓機(jī)配上一臺(tái)手提式控制臺(tái))使用這種配置，操作方便，接上外購的瓶裝氮?dú)饧纯稍鰤翰⒖刂茪怏w的輸出。但其輸出的高壓氮?dú)饬髁枯^小，較難滿足耗氮?dú)饬看笄易⑺芗芷诤芏痰漠a(chǎn)品生產(chǎn)。⑵ 電動(dòng)高壓壓縮機(jī) + 氣輔控制臺(tái)這種配置也可用外購的瓶裝氮?dú)鉃闅庠矗ㄈ缙垦b氮?dú)饨?jīng)電動(dòng)高壓壓縮機(jī)，再配上手提式控制臺(tái)），通常電動(dòng)高壓壓縮機(jī)可提供較大的高壓氮?dú)饬髁浚梢酝瑫r(shí)供給幾個(gè)控制臺(tái)輸出氣量，控制多副注塑件模具生產(chǎn)。但要經(jīng)常更換氮?dú)馄?。?氮?dú)猱a(chǎn)生機(jī) + 電動(dòng)高壓壓縮機(jī) + 氣輔控制臺(tái)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?dú)獍l(fā)生器為控制器的氮?dú)鈦碓?，不需另外購買瓶裝氮?dú)?，而且一部高壓氮?dú)獍l(fā)生器可作為多臺(tái)氣輔控制臺(tái)的氮?dú)鈦碓?，可同時(shí)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?dú)?。氮?dú)庾鳛榭諝庵泻孔钬S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(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，氮?dú)獾牧硪粋€(gè)優(yōu)點(diǎn)是無毒、難燃、成本低。高純氮?dú)獬Ｗ鳛楸Ｗo(hù)性氣體，用于隔絕氧氣或空氣的場所。氮?dú)猓∟2）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(diǎn)：-195.8℃，冷凝點(diǎn)：-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(jì)中出現(xiàn)下列一個(gè)或幾個(gè)情況時(shí),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(bǔ)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(shí)體積收縮的現(xiàn)象，可由氣體的膨脹來補(bǔ)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(dòng)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(chǔ)料的時(shí)間延后，以避免氣體回流。6、 在氣體射入點(diǎn)，氣體的壓力大于塑膠壓力時(shí)，氣體才會(huì)射入塑料中。7、 氣體射入后，必須防止由射入點(diǎn)溢出，可用密封的（SEALING）壁免。8、 氣體進(jìn)入塑膠后，會(huì)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(huì)由高壓區(qū)流向低壓區(qū)。10、 塑膠在冷卻及成形時(shí)，其壓力是由氣體控制，而非注塑件機(jī)。11、 在一個(gè)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）
