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[转帖] 气辅注塑技术

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发表于 2007-12-29 16:36:37 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国广东

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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。
& w: Q9 Z! l' K. |& F) q* b3 ^) ]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。/ y4 M1 k6 L$ ~1 x" _7 x
1、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;" s4 g9 s2 m# n- v
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;
: `% Z  q! b/ N& D/ O3、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;
. X6 S9 P/ Z  Y2 {5 x' j7 P4、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%;6 `2 `- E3 ]% {3 K( 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;8 `+ V. {4 w- b) N3 {4 S
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;
& o2 B/ B; v$ ?8 W9 @) w7、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;4 R, R2 s! K) ?& [: l# B+ m
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;
: D6 q* O9 d! h& o+ F9、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;4 f7 L6 a3 [- |' X* l. E& g% J
10、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。 4 K# m8 r& C5 K/ T: z7 s6 Q

2 U1 L& n6 r* N% \- z3 l1 a0 Q, \气体辅助注射成型的流程 以短射制程为例,一般包括以下几个阶段。
* W; C) m' P/ I8 s) }8 F; Y" h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; 4 \8 R) \* i: J0 Z) `2 i' L. a& K5 y
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;. s! f6 F7 C1 T' x8 x$ w0 \6 U: f
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;. l5 E9 v- T/ T8 C" @5 C7 i0 o
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;% v: J& E  ?% u$ h; W3 I
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。
# E. S; a. |; l. k3 n2 |7 D/ ?1 ?气体辅助注塑成型系统由四个部分组成. D# v3 F9 z6 b8 V
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& S4 C9 e" K( x
↓ ↓ ↓ ↓. J7 X3 x$ o  \# t! ^
① 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
2 ]3 L9 s9 n6 D) ]0 [7 I② 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/ d5 @( a7 R8 K" q# l9 s+ T

& Z( R3 ~7 E) |: z8 n2 }, Q) N1 p4 R" ~" P3 J1 i
气体辅助注射成型配置
2 t6 a- \# W2 m% j1 T⑴ 气驱式增压机 气辅控制台
; S/ {# p+ C8 {  g1 y# p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。
2 {: M3 q4 `) y- F3 w) a⑵ 电动高压压缩机 气辅控制台7 J' ]. j2 z* H5 Y* q( N' D  b& Z
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。
2 Z. x# U  V) R3 @⑶ 氮气产生机 电动高压压缩机 气辅控制台+ _5 y- A3 b9 e
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。
4 g# z% K+ m6 N- U气辅注塑成型使用的气体! m1 @$ m9 a& Z7 Z' Y8 v
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。
: Z, }, D2 H5 e( @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:
8 E$ ]7 R% \" |" ~6 V1 K; Z1、 零件很大;
! l3 G& ~9 x# k$ S5 A6 Z7 c0 Y2 G2、 外观很重要;# z' {0 l8 Q: J
3、 零件有很多内部结构,可能引起塌陷;, P: f1 E. E" [5 @. _' R& B& U
4、 零件必须很平,而且需要较小残余应力;1 q9 e# V4 e! h- T. n1 H/ O
5、 零件很复杂,而且结构需要;, Y% A* o- y3 M* @% y
6、 产品数量可以补偿制模方面的投资;4 ]8 r6 A( E+ J$ x
7、 美观需要,厚壁不可避免;: V; Z, x# z5 _& U
8、 二次加工量要求最小;* M. V& k4 u! o) B5 e8 D
以下列出了部分采用气体辅助注射成型产品的名称
, ]6 x! l' e. Y! T% P0 e0 k% r—器具手柄 —加油器管路 —吸尘器储灰箱 —垃圾箱
) q* @8 U  G" R' e—机动车 —乘客辅助手柄 —高尔夫球棒杆 —坐便器座
& w/ a" T$ f. L1 S3 }) i—ATM盖子 —轮椅车轮 —传真机机座 —卡车保险杠端帽! P: x0 D5 R+ i& r( ^+ g4 h6 c
—加速器踏板臂 —移动式档案架 —厨房用具手柄 —卡车外装饰物
* @' W7 d9 w$ D6 Y- b- w6 k/ y—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6 f" |  p6 i8 J2 d
—制动器踏板臂 —瓶箱 —原料搬运用设备 —卡车空气过滤器外罩
" A' _) y- r, J3 h1 d0 D6 g—缓冲器仪表盘 —光驱托盘 —电视机外壳 —医疗分析仪器外壳
1 s& M+ V' X, J7 r—车门把手 —椅子座 —医院病床护栏 —电脑外壳
1 L$ Y+ S4 {2 K1 ]—车门模板 —椅子扶手 —LCD显示器支架 —复印机纸张输入辊1 J2 @) s. U& y* B
—电子布线系统 —婴儿车座提手 —功率放大器机架 —鼠标外壳7 y# Q8 J0 l# p8 p  m' o! U& X. r
—外装饰物 —复印机面板 —打印机提手 —实用的货棚板. y5 p  {& H9 @0 |# x
—文具柜面板 —饮水机外罩板 —打印机硒鼓 —洗衣机搅拌器
6 {  t  Z( k+ z6 E—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
; V7 G5 e; ~- t4 Q9 Z% N—仪器面板组 —键盘包覆物 —淋浴器基座 —凉水机仪表盘
( O9 D3 R2 d, P) E& R; ~: n—内装饰物 —电吉他外壳 —淋浴器喷头 —服务器机箱面板0 a4 u8 `- n) Z: M; I3 G
—汽车保险杠 —洗碗机仪表板 —遮阳板框架 —窗框2 {6 ?% v& p3 J8 A4 \9 ]' X4 z' Q
—汽车车牌座 —电工工具手柄 —通用手推车 —电视柜2 d( G% J5 |& m* S* v
—汽车侧镜安装座 —油漆刷手柄 —音箱外壳 —电冰箱门把手
1 G% U7 o+ a; v$ ^2 ]
" e7 F' A* X8 U; }& w  T1 B' b" i7 D, n1 x7 Y- S2 G$ p& w# q
气辅注塑成型基本守则: n  `4 }1 ^* b
1、 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。; t0 ^, W. M1 v% A- O1 K3 H! H
2、 气体射入后,必须防止由射入点溢出,可用密封的(SEALING)壁免。- C) N' D& z8 l! E: s( L
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。! z" ~7 `( J) }) u
4、 在塑胶内的气体会由高压区流向低压区。
$ ]- s8 V3 E  [% m+ Q4 G- J5、 塑胶在冷却及成形时,其压力是由气体控制,而非注塑机。
, W& L) J% |, k& O8 C3 e- L. L6、 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)( e; ]; G% \6 N
7、 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。
" C, `. Z3 e; L/ u; k& b8、 塑胶冷却时体积收缩的现象,可由气体的膨胀来补偿。
1 B5 ~0 @) ?4 H8 S0 @& O) z9、 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。
* y; ?2 G' _2 ^* P: X10、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。
+ i3 X5 I7 I* X, M11、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。
 楼主| 发表于 2007-12-29 16:38:33 | 显示全部楼层 来自: 中国广东
不算太新的技术,国内还不太普及,自己顶下
发表于 2007-12-29 17:41:42 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏常州
其实很多企业已在应用了 :lol:
发表于 2008-4-22 21:08:39 | 显示全部楼层 来自: 中国广东东莞
我们厂已经在用了,广东 东莞。
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