外部气辅注射成型即将成为应用主流

来源于：注塑塑料网/气体辅助注塑设计传统的注塑方法不适用于生产厚壁零件，这是因为塑料的低导热性和相对较高的收缩率导致较长的工作周期和严重的收缩痕迹。

因此，制品的厚壁表面出现凹陷，甚至整个制品产生翘曲变形。

另外，传统的注塑方法也不适用于封闭的中空零件，因为不可能抽出型芯。

气体辅助注塑成型(简称气辅成型)技术是20世纪90年代末才进入实用阶段的一项新技术，它解决了以上问题，并广泛地应用于家电、汽车、航天、日常生活用品中，显示出强大的优势和广阔的发展前景。

2气体辅助注塑成型原理在气体辅助成型过程中，将压力气体(一般为氮气)注射到模具型腔的熔料内，气体作为临时的无比柔韧的型芯件，可在任意厚度截面上形成中空。

2.1气体的引入形式气体辅助成型的气体引入形式一般分为三种：(I)气体可通过注射喷嘴进入流道系统内，再进入制品中。

(2)气体可通过注射销进入流道系统内，再进入制品中。

(3)气体可直接注射到模腔内。

2.2气体辅助成型基本步骤气体辅助成型一般可分为以下四个阶段(1)熔体注射阶段：在模具中注射填充量不足的塑料熔料。

(2)气体填充阶段：在熔融塑料未完成充满模腔前，将计量的定量气体由特殊喷嘴注射入熔体中央部分，形成扩张的气泡，并推进前面的熔化芯部，从而完成填充模具过程。

气体注射时间、压力、速度非常重要。

(3)冷却保压阶段：在工作循环的冷却阶段，气体将保持较高的压力，气体压力将补偿塑料收缩导致的体积损失。

达到某种程度时，气泡将进一步渗透到熔体中，即二次气体渗透。

(4)最终排气阶段：塑料冷却定型后，将气体从最终模制件中抽出。

气体在辅助注塑的开始阶段称为初始气体渗透，在这个过程中，气泡首先渗透到模具中聚合物熔料可以流动到的尚未填充的区域。

特别是在之后的二次气体渗透阶段，气泡将趋向于在熔化塑料芯部沿阻力最小的路径渗透。

熔料压力最低或者温度最高的地方，其阻力最小。

其结果是，气体辅助产生的中空截面的壁厚通常不会均匀一致(图2)。

气辅注塑成型技术介绍一、前言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。

由于气体具有高效的压力传递性，可使气道内部各处的压力保持一致，因而可消除内部应力，防止制品变形，同时可大幅度降低模腔内的压力，因此在成型过程中不需要很高的锁模力，除此之外，气辅注塑还具有减轻制品重量、消除缩痕、提高生产效率、提高制品设计自由度等优点。

近年来，在家电、汽车、家具等行业，气辅注塑得到越来越广泛的应用，前景看好。

科龙集团于98年引进一套气辅设备用于生产电冰箱、空调器的注塑件。

現應用比較廣泛的是英國Cinpres的气体輔助系統, 現在已經和香港气体輔助注塑有限公司(GIL)合并, 現公司名稱為CGI. 目前有TCL, 東江, 格力(珠海), 新加坡富裕,神龍汽車(武漢)應用此技術.二、气辅设备气辅设备包括气辅控制单元和氮气发生装置。

它是独立于注塑机外的另一套系统，其与注塑机的唯一接口是注射信号连接线。

注塑机将一个注射信号注射开始或螺杆位置传递给气辅控制单元之后，便开始一个注气过程，等下一个注射过程开始时给出另一个注射信号，开始另一个循环，如此反复进行。

气辅注塑所使用的气体必须是隋性气体（通常为氮气），气体最高压力为35MPa，特殊者可达70MPa，氮气纯度≥98％。

气辅控制单元是控制注气时间和注气压力的装置，它具有多组气路设计，可同时控制多台注塑机的气辅生产，气辅控制单元设有气体回收功能，尽可能降低气体耗用量。

今后气辅设备的发展趋势是将气辅控制单元内置于注塑机内，作为注塑机的一项新功能。

三、气辅工艺控制1．注气参数气辅控制单元是控制各阶段气体压力大小的装置，气辅参数只有两个值：注气时间（秒）和注气压力（MPa）。

2．气辅注塑过程是在模具内注入塑胶熔体的同时注入高压气体，熔体与气体之间存在着复杂的两相作用，因此工艺参数控制显得相当重要，下面就讨论一下各参数的控制方法：a．注射量气辅注塑是采用所谓的“短射”方法（short size），即先在模腔内注入一定量的料（通常为满射时的70－95％），然后再注入气体，实现全充满过程。

浅谈气体辅助注塑成型摘要气辅注（射模）塑又称气体注（射模）塑是一种新的注射成型工艺。

气辅注塑是对传统注射成型的延伸，有人甚至称它是注射成型技术的二次革命，它是在注射成型技术和结构泡沫注射成型的基础上发展起来的；也可认为是注射成型与中空成型的某种复合，从这个意义上，也可以为称为“中空注射成型”。

气辅注塑成型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水平，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。

气辅注塑过程是在模具内注入塑料熔体的同时注入高压气体，熔体与气体之间存在着复杂的两相关系。

关键词：气辅注塑成型、注射速度、气体压力、注射量气辅注（射模）塑又称气体注（射模）塑是一种新的注射成型工艺。

气辅注塑是对传统注射成型的延伸，有人甚至称它是注射成型技术的二次革命，它是在注射成型技术和结构泡沫注射成型的基础上发展起来的；也可认为是注射成型与中空成型的某种复合，从这个意义上，也可以为称为“中空注射成型”。

气辅注塑成型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水平，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。

1、气辅注塑成型概念及特点气辅成型（GIM）是指在塑胶充填到型腔适当的时候（90%~99%）注入高压惰性气体经，气体推动熔融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。

1.1气辅注塑成型与传统注塑成型相比具有以下特点：1、减少残余应力、降低翘曲问题。

传统注塑成型，需要足够的高压以推动塑料由主流道至最外围区域；此高压会造成高流动剪应力，残存应力则会造成产品变形。

气辅成型中形成中空气体流通管理（Gas Channel）则能有效传递压力，降低内应力，以便减少成品发生翘曲的问题。

2、消除凹陷痕迹。

传统注塑产品会在厚部区域如筋部（Rib＆Boss）背后，形成凹陷痕迹（Sink Mark），这是由于物料产生收缩不均的结果。

气辅注塑成型工艺的研究与应用的开题报告
一、研究背景
气辅注塑成型工艺是近年来发展起来的注塑成型工艺，相对于传统液态注塑成型，气辅注塑不仅能够制造更高质量、更精密的产品，还能显著减少废料和节省原材料。

目前，气辅注塑已广泛应用于医疗器械、电子产品、航空航天等高精度和高要求的领域。

因此，对气辅注塑成型工艺的研究和应用，对提升我国注塑产业的技术水平和竞
争力具有重要意义。

二、研究内容
1. 气辅注塑成型工艺的原理和特点：介绍气辅注塑成型工艺相对于传统液态注塑的优势和特点，以及其原理和工作流程。

2. 气辅注塑成型工艺的参数优化：分析气辅注塑成型中的各项参数，如压力、时间、温度等，通过实验和数据分析确定最优参数组合，以达到最佳的成型效果和性能。

3. 气辅注塑成型工艺的应用案例：选取具有代表性的气辅注塑成型应用案例，并分析其工艺参数、成型效果、产品性能等方面，以证明气辅注塑成型工艺的优势和应
用价值。

三、研究方法
1. 理论研究：通过文献调研和资料收集，深入了解气辅注塑成型工艺的基本原理、工作流程和各项参数的影响因素。

2. 实验研究：通过实验验证气辅注塑成型的各项参数对成型效果的影响，确定最优参数组合，以提高产品质量和性能。

3. 应用案例研究：通过案例调研和实地考察，综合分析气辅注塑成型在不同领域的应用案例，评估其优势和局限性。

四、预期成果和意义
气辅注塑成型工艺的研究和应用，可望提高注塑产品的精度和质量，增加企业竞争力和市场份额。

预计本研究将能够建立气辅注塑成型的参数优化模型，并发掘其应
用领域和潜在市场，形成具有一定实践参考价值的研究成果。

气体辅助成型技术在实际生产中的应用路春玲【摘要】结合生产实践经验,主要讨论了气针气道的设置及气体工艺对气体辅助注射成型产品质量的影响.【期刊名称】《模具制造》【年(卷),期】2011(011)002【总页数】4页(P50-53)【关键词】气体辅助成型;气针与气道;气体工艺【作者】路春玲【作者单位】常州机电职业技术学院机械工程系,江苏常州,213164【正文语种】中文【中图分类】TQ320.66气体辅助成型技术作为新的注射成型工艺，已渐渐得到推广并在实际生产中发挥重要作用，这是因为它与传统的注射成型相比，气体辅助注射成型技术有许多优点，主要有：（1）有效解决塑件表面缩痕缺陷，大大提高塑件的表面质量。

（2）局部加气道可增加塑件的强度和尺寸稳定性。

（3）降低注射压力和成型压力，解决塑件因壁厚差别较大产生翘曲变形缺陷，降低塑件内应力。

（4）节约原材料，最大可达40%～50%。

（5）简化塑件和模具设计，降低模具加工难度。

（6）降低模腔压力，减小锁模力，延长模具寿命。

（7）冷却加快，生产周期缩短等。

影响气辅工艺的因素也很多，如料温、注射时间、注射量、充气工艺与位置、气针位置大小数量、气道布局、材料种类等，要在实际生产中活用必须理论联系实际。

下面结合生产实践经验浅谈一下这方面的问题。

众所周知，一般的热塑塑料注射成型就是将熔融的塑料以一定的速度、压力注入锁紧的模腔内，经过保压、冷却后，开模再顶出产品。

对于收缩率大、壁厚悬殊、壁特厚或对缩水有严格要求的产品，易产生应力裂纹和翘曲变形等缺陷。

如图1所示的汽车用扶手产品在传统注射工艺下生产，表面局部产生了严重的缩影，而用气体辅助成型技术则产品质量合格。

气体辅助成型技术原理是利用高压气体在塑件内部产生中空截面，如图3所示，利用气体保压代替塑料注射保压，消除塑件缩痕，完成注射成型过程。

生产中，先通过氮气发生器将氮气从干燥过的压缩空气中分离出来，再给分离出来的氮气加压使其达到设定的压力（一般为150～320MPa）成为高压氮气。

注塑成型过程中气体辅助成型技术的应用前景探讨气体辅助成型技术是注塑成型过程中的一种新型辅助成型技术。

通过气体辅助，可以在注塑成型过程中形成中空结构或内腔结构，从而实现更加复杂的产品设计和制造。

本文将就气体辅助成型技术的应用前景进行探讨。

一、气体辅助成型技术的原理和优势气体辅助成型技术是在注塑成型过程中通过注入气体来形成产品内部空洞或内腔结构的一种技术。

其原理是在注塑过程中，先在产品的一部分或全部空腔中注入压缩空气或氮气等气体，然后在注塑过程中根据产品设计的需要控制气体的压力和流动，使气体膨胀，从而形成所需的空洞或内腔。

相对于传统的注塑成型技术，气体辅助成型技术具有以下优势：1. 实现产品轻量化：通过气体辅助成型，可以在产品内部形成空洞或内腔结构，减少产品的材料用量，从而实现产品轻量化，降低物料成本，并且可以降低产品重量，提高产品的使用性能。

2. 提高产品的强度和刚度：通过气体辅助成型，可以在产品内部形成加强筋和骨架结构，提高产品的强度和刚度，使产品更加坚固耐用。

3. 实现产品设计的更大自由度：通过气体辅助成型，可以在产品设计上实现更大的自由度，灵活性更高，可以制造出更为复杂、精密的产品。

4. 提高生产效率：由于气体辅助成型可以一次性实现多个镶嵌件的成型，因此可以提高生产效率，降低生产成本。

5. 减少废品率：气体辅助成型能够减少由于变形、翘曲等问题导致的废品率，提高产品的成形质量。

二、气体辅助成型技术的应用前景随着工业自动化水平的提高和人们对产品质量和性能要求的提高，气体辅助成型技术在注塑成型中的应用前景越来越广阔。

以下是其应用前景的具体探讨：1. 制造电子产品组件在电子产品制造过程中，一些组件需要在内部形成空洞或内腔结构，以容纳电路板和电子元器件。

传统注塑成型很难实现这种内部空洞的制造，而气体辅助成型技术能够轻松地实现这种需求。

因此，气体辅助成型技术在制造电子产品组件方面有着广阔的应用前景。

2. 制造汽车零部件汽车行业是注塑成型的重要应用领域之一，而气体辅助成型技术正好满足了汽车零部件制造上的一些需求。

气体辅助注射成型在汽车塑料件中的应用随着汽车工业的迅速发展,注塑已发展为汽车用塑料件生产的最重要的技术。

如风扇、挡泥板、保险杠、仪表盘、车门等大多数塑料件都是用注塑方法生产的。

气体辅助注射成型( Gas Assisted Injection Molding ,简称GA IM) 又称为Air Mould 法,是在传统的注塑基础上发展起来的一种新的成型工艺。

近年来, GA IM因其充模压力低、制品内应力小、表面光洁等优点已成为塑料工业中重要的加工方法。

气体辅助注射成型基本原理和基本过程其原理是:在一定量的熔体注入型腔后,再将压缩空气注入熔体中心, 然后在压缩空气的作用下充满型腔。

GA IM 基本过程主要包括以下几个阶段:(1) 熔体注塑,即将聚合物熔体注入模具型腔,该过程与传统注塑成型相同,熔体一般充满型腔60 %～97 %(随产品而异) ;(2) 气体注塑,即把高压氮气注入熔体芯部,熔体流动前沿在高压气体驱动下继续向前流动,直到充满整个型腔;(3) 气体保压,即制件在保持气体压力情况下冷却,在冷却过程中,气体由内向外施压,保证制品外表面紧贴模壁,并通过气体二次穿透从内部补充因熔体冷却凝固带来的体积收缩;(4) 气体泄压并回收循环使用;(5) 模腔打开,取出制件气体辅助注射成型在汽车塑料件中的应用采用该工艺,可成型尺寸大、壁厚差较大的制品,且大大降低了表面粗糙度、内应力和生产成本, 用于生产汽车仪表板、车窗滑槽、甚至保险杠等.可以认为应用GA IM 的目的,主要是对粗厚件减重并改善表面质量;对大型平板制件降低锁模力,减小翘曲变形等.GA IM 用于汽车塑料件生产. 凯奥采用GA IM 制得了中空的PB T/ PC复合材料制件,其厚度均匀性、表面光洁性优良,且脱模容易,可用作汽车的前后挡板、门把手等. 而凯奥用GA IM 制备的玻纤增强的聚酰胺复合材料制件,具有高光泽、高强度等优点,断裂拉伸强度达210M Pa ,弯曲模量12 GPa ,表面粗糙度低,可用作汽车部件。

万方数据欧荔苹，等：气体辅助注射成型技术在汽车内饰件上的应用４３（ｄ）ｌ一氮气进气臂１；２—气针ｉ；３－－牛角型浇口；４一尾门左饰件；５一定模板；６一主流道；７－－尾门右饰件；８－－气针２；９一氮气进气管２；ｌＯ一动模板；Ｉ１－－主流道封气油缸；１２一溢料井封气油缸；１３一冷却水管；１４一尾门右饰件溢料井１；１５一尾门右饰件溢料井２；１６一尾门左饰件溢料井２；１７一尾门左饰件溢料井ＩＲ－－模具总装图；ｂ－－－主流道封气油缸结构图；ｃ一溢料井封气油缸结构图；ｄ－－后模结构图；ｅ－－－前模结构图图３尾门左右饰件模具结构图流道，而油缸１１处于初始位置，分流道处于打开状态。

熔融塑料通过主流道６和牛角型浇ＶＩ３注满模具型腔。

延迟一定时间后，油缸１ｌ前进，连接在油缸１１上的销关闭分流道，同时油缸１２后退，打开溢料井流道，接着通过氮气进气管１、氮气进气管２通人压缩氮气，气针１和气针２在氮气压力作用下打开，这时气体进入分流道，氮气人口位置在制品分流道上，如图３ａ所示。

由于制品较厚部位的中心区域冷却速度较慢，塑料温度较高，流动性较好，压缩氮气推动分流道和牛角型浇口中心区域的高温塑料进入左右饰件，进而推动左右饰件气道中心区域的塑料流入尾门左饰件溢料井ｌ、２，尾门右饰件溢料井１、２中，从而在分流道、牛角型浇口和左右尾门饰件内部形成中空截面。

继续通人压缩氮气保压，直到制品冷却定型。

打开模具前关闭通人氮气进气管ｌ、２的氮气，此时气针后退，制品内部气体排出，然后再打开模具取出制品。

油缸ｌ１上的销的作用是在塑料注射完成后关闭分流道，防止压缩氮气进入料筒内，油缸１２上的销的作用是：注射塑料时关闭溢料井流道，防止塑料进入溢料井中；塑料注射完成后且氮气注射前打开溢料井流道，以便压缩氮气将多余熔融塑料通过溢料井流道挤入到溢料井中。

整个成型过程的压力一时间关系如图４所示。

图４压力一时Ｉ司（ｚ’）关系图图４中．ｎ为注射终止时间点，７１—７２为气体注射延迟时间，死～乃为注气时间，乃一舛为气体保压时间，舛～巧为排气、打开模具以及取出制品所用时间。