第8章 气辅成型模具

气辅注塑原理气辅注塑原理是指在注塑过程中通过气体辅助将塑料材料填充到模具中。

这种方法可以提高注塑产品的质量和降低生产成本。

下面我们将详细介绍气辅注塑的原理。

气辅注塑的工艺步骤分为四个部分：注塑、充气、冷却、脱模。

下面我们将逐一进行详细介绍。

注塑注塑是气辅注塑的第一步。

在注塑过程中，塑料颗粒经过加热后熔化，并被注入到模具腔内。

注塑机通过控制注塑速度和压力来确保塑料进入模具腔的质量。

充气当塑料填充模具腔中时，气体通过气道进入模具。

通过气体的辅助，塑料材料可以充满模具腔。

气体可以使用氮气或者空气等无毒的气体。

在充气过程中，气体通过模具腔的某些部位进入，将塑料向模具的其它部位顺利填充。

冷却当塑料填充模具腔后，需要对塑料进行冷却，以便使其在脱模前达到精确的尺寸和形状。

模具通常使用水冷却或者油冷却方式。

冷却的持续时间取决于注塑产品的厚度，密度等因素。

脱模冷却完成后，塑料产品被从模具中取出。

取出时需要注意产品的尺寸和形状不变形。

通常的方法是使用冷却水或者其他方式对产品进行冷却，以防止其变形或损坏。

如果塑料产品不能顺利脱模，需要重新注塑并进行修正。

气辅注塑的优点：1. 塑料材料的填充更加均匀，从而可以获得更好的注塑产品。

2. 降低产品的塑料材料消耗，缩短生产周期。

3. 由于充气可以控制塑料材料在模具中的压力，因此能够消除产品的表面缺陷和毛刺。

4. 它也可以简化工艺流程，省去一些中间步骤，更加环保。

气辅注塑是一种高效、环保、节能的注塑工艺。

它可以提高生产效率，降低生产成本，同时还能有效改善产品的质量和外观。

近年来，气辅注塑工艺广泛应用于各个领域。

它可以用于制造电子产品、医疗器械、汽车零配件、家用电器等。

它的灵活性和可塑性极高，满足了市场对产品多样化、品质一致化、成本低价化等需求。

在汽车零配件的制造中，气辅注塑的运用已成为一种趋势。

由于汽车零配件的尺寸和数量大，所以制造成本非常高。

而这里正是气辅注塑的优势所在。

利用气辅注塑工艺，能够更好的控制塑料材料在模具中的填充，从而提高产品的密度、强度和耐用性。

第三单元其他塑料模具简介随着塑料产品应用的广泛和塑料成型工艺的飞速发展，人们对塑料制品的要求也越来越高。

近几年来，除了注塑模以外，在其他的塑料模具方面也有了很大的发展，如压制成型模具、真空成型模具、多色注塑模、气辅成型、高光注塑模等课题七气体辅助注射成型及实例学习目标通过本课题的学习，你将了解气体辅助注射成型方面的基本知识，熟悉气体辅助注射成型的设计方法和制造特点等学习内容气辅成型原理、模具特点、辅助设备、成型工艺及特点等.家用电器部件：汽车塑料部件：电子设备部件：家具塑料部件：气辅技术可在家电、汽车、家具、日常用品、办公用品等几乎所有塑料制件领域得到应用。

采用气辅技术可以减少成型的锁模力，缩短成型周期，减少翘曲变形。

同时，由于成型所需注射压力的降低，从而可以在较小的注塑机上成型较大的制品。

从表面上看，气辅技术的优势源于利用高压气体把厚壁的内部掏空；从工程力学的原理上看，气辅技术的应用改变了材料在制品断面上的分布，使制件刚性和强度得以改善，承载力增加，这在汽车、飞机、船舶等交通工具的轻量化方面显示出了巨大且诱人的应用优势和前景。

气辅技术在美、日、欧等发达国家和地区正日益得到广泛应用，短短几年，该技术用于注塑制品成型的模具配套率已达10%。

随着时间的推移，在市场竞争极为激烈的情况下，更加完善的气辅技术一定会为更多的塑料制件制造商所接受。

气辅技术在国内的应用首先体现在壳类制品和轿车内饰件等家电、汽车、仪器、仪表、家具等行业。

气辅技术的最大应用领域是家电产品，就日本电视机行业来说，64cm 以上大屏幕彩电几乎90%以上采用气辅成型技术。

目前，中国年产电视机2500万台，其中彩电1200万台。

在彩色电视机份额中，占20%左右的64cm以上大屏幕彩电有240万台，而且大屏幕彩电的数量随市场的需求正逐年递增。

在汽车注塑件方面，美国福特汽车公司用气辅技术成型了汽车保险杠、汽车内饰件面板、仪表板等，还有美国克莱斯勒复合概念车整个车身以气辅注射成型，这些都为气辅技术在汽车注塑件上的应用开了先例。

气体辅助注射成型2.1气体辅助注射成型概述气体辅助注塑成型技术是一项新兴的塑料注射成型技术，此技术最早可追溯到1971年，美国尝试用加气注射成型方法制造中空鞋跟，但未取得成功，1983年英国采用低发泡注射成型法制造建筑材料时衍生出控制塑料制品内部压力的成型方法,称之为气体辅助注射成型.该技术很快得到迅速的发展，推动各行业的进步。

1、气体辅助注射成型的适用范围气体辅助注射成型最大的优点是制品由于中空结构使刚性增加而不用增加质量，有时还能减轻.由气体辅助注射成型制品有两大类:1）封闭式气道封闭式气道制品主要是由一个厚壁截面和气体穿行的通道组成.如门把手、扶手、框架结构、中空管等.2）开放式气道开放式气道制品主要是薄壁元件，类似于传统的加强筋结构制品。

2、气体辅助注塑技术的优点主要有：1)制品残余应力降低2）翘曲变形较小3）减少/消除缩痕4）更大的设计自由度5）制品综合性能提高6）与结构发泡相比，制品外观质量的到改善7)中空制品有以下特点-—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1-1列出了一些常用的材料聚醚酰亚胺HDPE5、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。

气辅成型（GIM）是指在塑胶充填到型腔适当的时候（90%~99%）注入高压惰性气体，气体推动融熔塑胶继续充填满型腔，用气体保压来代替塑胶保压过程的一种新兴的注塑成型技术.要点：1、计量管理。

2、利用气辅控制器把高压氮气直接压入到模腔内熔胶里。

3、使塑件内部膨胀而造成中空。

编辑本段气辅成型的优点1、降低产品的残余应力，使产品不变形。

2、解决和消除产品表面缩痕问题，应用于厚度变化大的产品。

3、降低注塑机的锁模力，减少成型机的损耗。

4、提高注塑机的工作寿命。

5、节省塑胶原材料，节省率可达百分之三十。

6、缩短产品生产成型周期时间，提高生产效率。

7、降低模腔内的压力，使模具的损耗减少和提高模具的使用寿命。

8、对某些塑胶产品，模具可采用铝合金属材料。

9、简化产品的繁复设计。

编辑本段气辅成型过程• 合模• 射座前进• 熔胶充填• 气体注入• 预塑计量（气体保压）• 射座后退（排气卸压）• 冷却定型• 开模• 顶出制件编辑本段气体辅助注塑周期1、注塑期以定量的塑化塑料充填到模腔内。

（保证在充气期间，气体不会把产品表面冲破及能有一理想的充气体。

）2、充气期可以注塑期中或后，不同时间注入气体。

气体注入的压力必需大于注塑压力，以致使产品成中空状态。

3、气体保压期当产品内部被气体充填后，气体作用于产品中空部分的压力就是保压压力，可大大减低产品的缩水及变形率4、脱模期随着冷却周期的完成，模具的气体压力降至大气压力，产品由模腔内顶出。

编辑本段气辅成型所需的条件• 注塑成型机• 气体的来源（氮气发生器）• 输送气体的管道• 控制氮气有效流动的设备（氮气控制台）• 带有气道设置的成型模具（气辅模具）编辑本段成型条件的设定1、注塑机的设定o 原材料的烘干温度与传统成型一致o 料筒的塑化温度比传统注塑偏高o 模温要求较严，冷却水路布置要使冷却效果均衡o 注塑压力与传统注塑基本一致o 注塑速度一般采用高速填充2、氮气设备的设定a、氮气发生器的压力一般设定在30MPA左右b、氮气控制台要素的设定（延迟时间、气体压入时间、气体保持时间、气体放气时间、压力的设定、气体速率）气辅注塑成型技术 2009-6-22 中国设备网文字选择：大中小气辅注塑工艺是国外八十年代研究成功，九十年代才得到实际应用的一项实用型注塑新工艺，其原理是利用高压隋性气体注射到熔融的塑料中形成真空截面并推动熔料前进，实现注射、保压、冷却等过程，使产品形成真空。

气辅注塑1.气体辅助注塑目前所指的气体辅助注塑：是指将氮气注射入产品内，使产品内部形成中空。

模具打开前，控制器会将塑胶工件内的氮气释放回大气中。

2.气辅注塑成形工艺的优势1)低射胶、低锁模力；2)压力分布均匀、收缩均匀、残余应力低、不易翘曲，尺寸稳定；3)消除凹陷，模面再现性高；4)省塑料，可用强度及价格更低的塑料；5)可用强度和价格更低的模具金属；6)厚薄件一体成型，减少模具及装配线数目；7)可用较厚的筋，角板等补强件，提高制品刚性，使得制件公称厚度得以变薄。

8)增强设计自由度。

3.气辅射胶控制工艺1)短射工艺，即胶料未完全充满型腔时，继之以氮气注射；2)满射工艺，塑胶熔体充满型腔之后，停止注射，继之以氮气注射。

短射工艺的特点：在气辅注塑中，塑胶注射取决于胶件形状及胶料性能，在以下条件才可进行短射。

1)胶件必须有独立完整的气体通道，即气流在穿透胶件时，无分支气道可走。

2)气体通道中多余胶料有足够的溢流空间。

3)胶料流动性优良，粘度不可太低，尽量避免使用含破坏高分子键的填充物的胶料。

4)胶料导热度较低，有可较长时间保持熔融状态的能力。

满射工艺特点：胶件射胶完成，通过气体代替啤机，防止胶件收缩。

其优点在于，啤机保压是以射胶量及压力来防止胶件收缩，气辅保压，则以气体穿透塑胶收缩后的空间，防止胶件表层埸陷。

4.气辅压力分析：现我们看以下气辅压力与啤机压力的对比：1)气辅压力a)低气压8002b)中气压1500psi=105.63 kg/cm2c)高气压250022)啤机压力a)100 TON注塑最大压力188Mpa=1917 kg/cm2b)280 TON注塑最大压力150Mpa=1530 kg/cm2c)650TON注塑最大压力153Mpa=1560 kg/cm2从以上压力对比可知，氮气压力只相当于普通啤机注塑压力的十分之一，甚至更少。

故在气辅注塑中，胶料保持熔融状态的时间，注塑胶料时间及胶料间有明显压力差显得非常重要，此点在后面的胶料性能中进行讨论。

气辅成型原理气辅成型原理是一种在工程设计中广泛应用的原理，它基于气体的特性，通过控制气体流动来实现对物体形状的改变。

这种原理在许多领域都有应用，比如汽车制造、航空航天、医学等。

本文将从人类视角出发，介绍气辅成型原理及其在不同领域中的应用。

气辅成型原理的基本思想是利用气体的流动来控制物体的形状。

在气辅成型过程中，首先需要设计一个特殊的模具，模具内部有许多小孔，通过这些小孔可以通过气体进行控制。

当气体通过小孔进入模具内部时，会对物体施加压力，从而改变物体的形状。

通过控制气体的流动方向和速度，可以实现对物体形状的精确控制。

气辅成型原理在汽车制造中有重要应用。

例如，在汽车车身制造中，使用气辅成型原理可以将金属板材通过气体的作用力推向模具，从而使其成型为车身的形状。

这种方法相比传统的机械成型方法更加高效和精确，能够大大提高生产效率和产品质量。

在航空航天领域，气辅成型原理也被广泛应用于飞机的制造过程中。

通过控制气体的流动，可以对飞机的复杂结构进行成型，从而满足飞机的空气动力学要求。

除了在制造领域中的应用，气辅成型原理在医学领域也有重要的应用。

例如，在手术中，医生可以使用气辅成型原理来控制手术器械的形状，从而更好地完成手术操作。

通过控制气体的流动，医生可以将手术器械变形为适合手术需求的形状，提高手术的准确性和安全性。

气辅成型原理是一种基于气体流动的控制方法。

它在汽车制造、航空航天、医学等领域中有着广泛的应用。

通过控制气体的流动方向和速度，可以实现对物体形状的精确控制。

这种原理的应用不仅提高了生产效率和产品质量，也在医学领域中起到了重要的作用。

气辅成型原理的应用为各个领域的发展带来了巨大的推动力，也为人类的生活带来了更多的便利和安全。

气辅成型制品与模具设计【摘要】了解气体辅助成型技术的产生及应用，合理设计制品和设计模具是保证气辅成型实现的关键。

【关键词】气体辅助注射成型，制品设计，模具设计Abstract：.Understand how the technology of gas—assisted injection come into being and its application，designing the partsign and mould reasonably is the key to ensure the realization of gas—assisted injection.Key words：gas—assisted injection，part design，mould design气体辅助注射成型（简称气辅成型），在许多工业发达国家的大批量生产中被广泛应用，是利用高压惰性气体使塑件内部产生中空截面，推动熔体填充，气体均匀保压，比传统注射成型多了一个气体注射阶段。

此技术是90年代开始进入实用阶段的一项新技术，在欧、美、日等国，每10副注射模就有2副是气辅模具。

我国自1995年后开始引进气辅技术成型，主要用于大屏幕彩电壳的生产，目前仍处于探索阶段。

一、气辅成型工艺过程⒈塑料填充阶段；⒉切换延迟阶段；⒊气体注射阶段，气体沿气道开始穿透，推动塑料熔体充满型腔；⒋保压阶段，气体以一定的压力在气道内穿透，同时以相同的压力将塑料紧紧地压在型腔壁上，提高了制品精度和质量；⒌气体释放阶段；⒍顶出阶段，当制品冷却到具有一定的刚度、强度后开模顶出。

如图1所示，气辅成型过程示意图，（a）——塑料熔体充填阶段，（b）——气体注射阶段，（c）——保压冷却阶段，（d）——脱模顶出阶段。

二、气辅成型分类及适用范围根据气辅成型时注射进入型腔熔料体积的不同，可分三种方式：⒈中空成型。

熔体射入型腔体积的60%～70%时，停止注射熔体，开始注入气体，直到保压冷却定型。

气辅成型技术在注塑业中又称气体辅助住宿和中空成型，在近10年来发展起来的革新成型技术，也可说是注塑技术的第二次革命。

目前该技术主要用于汽车、大型家电等大件注塑行业。

其主要原理是：先注入一定量的熔融塑胶（通常为90%-98%,以产品的总胶量而言）可通过分析计算+经验。

然后再在熔融塑胶内注入高压氮气，高压氮气在熔融的塑胶内沿预设的路径形成气道（最好是和流向一致当然有特殊具体情况你决定）。

使不到100%的熔融塑胶充满整个模腔，此后进入保压阶段，同时冷却，最后排气、脱模。

高压氮气进入塑料后自然会穿越粘度低（温度高）和低压的部位，并中在冷却过程中利用气体高压来保压而紧贴模具壁成型。

此项技术除需传统注塑设备外，还需所体辅助注塑控制系统（新科益有MDI控制器）。

与传统的注塑成型相比，气体辅助注塑成型有下列优点：1.减少内部的残留应力，从而减弱甚至完全消除翘曲变形状况，同时增加其机械强度和刚性。

2.成品壁厚部分的中央是中空的，可以减少原料，特别是短射和中空型的模具，塑料最多可以节约达30％。

3.减少或消除加强筋造成的表现收缩凹陷现象。

4.降低制品的收缩不均，提高制品的精密度。

5.设备耗减，大量减少锁模力，可以用小吨位的注塑机替代大吨位的注塑机。

6.利用气道来形成加强结构，提高成品的强度。

7.减少射入点。

8.缩短成期。

9.厚薄比大的制品也能通过气辅一次成型。

10。

改变传统成品设计观念，能使用一体化设计来减少附属的零组件。

缺点：1.由于所体具有压缩特征因而不容易作精确控制，加上对周围操作环境敏感，因此工艺的重复性与稳定性比传统工艺差。

2.国内技术和经验问题导致资源较浪费（废品率高）。

目前用于的产品有：汽车门把手、座椅、保险杠、门板、电视机外客、空调、冰箱、马桶........你说呢曾做过：汽车门把手、门板、雪上摩托前罩三类7款。

气体辅助注塑成型的预注塑部分与普通注塑成型一样，主要增加了一个氮气注射和回收系统。

根据注气压力产生方式的不同，目前，常用的气体注射装置有以下两种：（1）不连续压力产生法即体积控制法，如Cinpres公司的设备，它首先往汽缸中注入一定体积的气体（通常是氮气），然后采用液压装置压缩，使气体压力达到设定值时才进行注射充填。