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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。
气辅注塑工艺成本降低一、气辅注塑工艺概述气辅注塑工艺是一种先进的注塑技术，它通过在塑料制品成型过程中注入惰性气体，来实现产品的内部结构优化和成本降低。
这种技术不仅能够提高产品的质量和性能，还能有效减少材料的使用量，从而达到降低成本的目的。
1.1 气辅注塑工艺的核心特性气辅注塑工艺的核心特性主要体现在以下几个方面：- 材料节省：通过注入气体，可以在保证产品强度和刚性的前提下，减少塑料材料的使用量。
- 产品性能提升：气辅注塑可以改善产品的内部结构，提高产品的强度和刚性。
- 成本降低：由于材料使用量的减少，可以显著降低产品的生产成本。
- 环境友好：减少材料使用量有助于减少塑料废弃物，对环境更为友好。
1.2 气辅注塑工艺的应用场景气辅注塑工艺的应用场景非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 汽车零部件：如保险杠、仪表盘等，可以减轻重量，提高强度。
- 家电产品：如电视机外壳、洗衣机外壳等，可以提高产品的耐用性和美观性。
- 包装材料：如食品包装盒、饮料瓶等，可以提高包装的强度和保护性能。
二、气辅注塑工艺的实施气辅注塑工艺的实施是一个系统化的过程，需要精确的控制和优化。
2.1 气辅注塑工艺的关键技术气辅注塑工艺的关键技术包括以下几个方面：- 注气系统：需要精确控制气体的注入量和注入时间，以保证产品的内部结构均匀。
- 模具设计：模具的设计需要考虑到气体的流动路径和分布，以确保气体能够均匀地填充产品的内部空间。
- 材料选择：选择合适的塑料材料，以确保其与气体的兼容性，以及在注塑过程中的流动性和成型性。
- 工艺参数控制：需要精确控制注塑过程中的温度、压力、速度等参数，以保证产品质量。
2.2 气辅注塑工艺的实施步骤气辅注塑工艺的实施步骤主要包括以下几个阶段：- 产品设计：在产品设计阶段就需要考虑到气辅注塑工艺的特点，设计出适合气辅注塑的产品结构。
- 模具制造：根据产品设计，制造出适合气辅注塑的模具。
- 工艺参数设定：根据产品和模具的特点，设定合适的注塑工艺参数。
气辅注塑成型工艺这种成型工艺，对于很多工程师来说很陌生，因为平时大家接触的产品很少会用到这种成型工艺，包括我本人也是一样，直到我接触到一款产品，才慢慢了解，就是以下这个锅体。
锅体的把手部分，除了2个螺丝塞，整个把手是一个完整的塑胶件，且外观并没有缩水等缺陷，看下侧面和背面图。
咋一看，以为内部是实心的，实际上并不是，而是空心的，是利用了气体辅助注塑成型技术。
01气辅成型的原理气体辅助注塑系统，是把惰性气体（通常用氮气）经由分段压力控制系统直接注射入模腔内的塑化塑料里，使塑件内部膨胀而造成中空，但仍然保持产品表面的外形完整无缺。
气辅注塑成型可被认为是中空吹塑成型的变型，其过程是先向模具腔中注入经过准确计量的占模腔一定比例的塑胶熔体，这一过程称为“欠料注塑”，再直接往熔融塑胶中注入一定体积和压力的高压氮气，气体在塑胶熔体的包围下沿着阻力最小的方向扩散前进。
由于靠模壁部分的塑胶温度低，表面粘度高，而製作较厚部分中心塑胶熔体的温度高，粘度低，所以气体容易对中心塑胶熔体进行穿透和排空，在制件的厚部形成中空气道，而被气体所排空的熔融塑胶又被气体压力推向模具末端直至充满模具型腔，在冷却阶段压缩气体对塑胶熔体进行保压补缩。
待制品冷却凝固后再卸气，然后开模顶出。
以上气辅成型过程实际上分为四个阶段：熔体短射、气体注射、气体保压、气体排出和制件顶出。
02气辅成型的方法除了常规的欠料注塑成型法，还有：1.副腔成型法（也叫满料注塑法）2.型芯成型法3.熔体回流成型法上面的锅体的把手猜测是采用了副腔成型法（也叫满料注塑法）：具体细节可参考下图：03气辅注塑成型与普通注塑成型的区别主要区别在于多了一套气辅设备：（1）普通注塑机（计料精度稍高些为好）。
（2）氮气控制系统，包括自封闭式气辅喷嘴。
（3）高压氮气发生器。
（4）工业氮气钢瓶以及提供增压动力的空气压缩机。
（5）为气体辅助注射设计制造的模具。
（6）气辅注塑气辅喷嘴喷嘴进气方式，即使用专用的自封闭式气辅喷嘴，在塑料注射结束后，将高压气体依靠喷嘴直接进入塑料内部，按气道形成一个延展的封闭空间—气腔并保持一定压力，直至冷却，在模具打开之前，通过座台后退使喷嘴与制品料道强行分离，使气体排出制品。
气体辅助注射成型技术气体辅助注射成型技术的工艺过程是：先向模具型腔中注入塑料熔体，再向塑料熔体中注入压缩气体。
由于高压气体的作用，推动塑料熔体充填到模具型腔的各个部分,使塑件最后形成中空断面而保持完整外形。
且制品脱模前由气体压力进行保压。
由于具有廉价、易得不与塑料熔体发生反应的优点，因此所使用的压缩气体为氮气。
根据具体工艺过程的不同，气体辅助注射成型可分为标准成型法、副腔成型法、熔体回流法和活动型芯法四种。
气体辅助注射成型技术可应用于各种塑料产品上，如电视机或音箱外壳、汽车塑料产品、家具、浴室、厨具、家庭电器和日常用品、各类型塑胶盒和玩具等，主要为以下几大类：1 管状和棒状零件，如门把手、转椅支座、吊钩、扶手、导轨、衣架等。
2 大型平板类零件，如车门板、复印机外壳、仪表盘等。
3 形状复杂、薄厚不均、采用传统注射技术会产生缩痕和污点等缺陷的复杂零件，如保险杠、家电外壳、汽车车身等。
气体辅助注射成型技术优点：1，节省材料20%~40%。
①对于棒类零件：通过掏空节省材料。
②对于平板类零件：利用加强筋或肋板作为气体穿透的气道，同时使平板厚度变薄。
2，减少锁模力高达40%~60%，高压气体先推动后保压，使塑料熔体和磨具摩擦减少。
3，使制件冷却时间减少，缩短生产周期30%以上，提高了生产率：气体掏空制件壁厚部位。
4，因为锁模力和注射压力降低，模具寿命延长，致使铝材模具的使用成为可能，而且能够一步成型壁厚不均匀形状复杂传统工艺无法一次生产的塑件。
滚塑成型技术滚塑成型又称旋转模塑。
滚塑成型工艺是先将塑料原料加入模具中，然后模具沿两垂直轴不断旋转并使之加热，使模内的塑料原料在重力和热能的作用下，逐渐均匀地涂布、熔融粘附于模腔的整个表面上，成型为所需要的形状，再经冷却定型、脱模，最后获得制品。
滚塑成型工艺的特点是树脂加热、成型和冷却过程都在无压的模具内进行,其优点： 1模具简单、成本低廉，适合成型大型塑料制品：模具不受高压，不需要高强度，结构简单加工方便，制作周期短成本低。
气体辅助注塑工艺简介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，型面再现性高；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800psi=56.34kg/cm2b)中气压1500psi=105.63 kg/cm2c)高气压2500psi=176.06kg/cm22)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。
气辅产品成型工艺气辅成型应用在最近一、二年来有越来越多的趋势，它具有多种优点，但因为经验不足和气体不易控制，增加了气辅成型、调试的困难。
本文说明了气辅成型的物性，希望在气辅产品调试时有所参考.一、成型原理气辅成型（GIM）是指在塑胶充填到型腔适当的时候（90%~99%）1所示）。
1、驱动塑胶流动以继续填满模腔；2、成中空管道，减少塑料用量，减轻成品重量，缩短冷却时间及更有效传递保压压力。
由于成型压力可降低而保压却更为有效，更能防止成品收缩不均及变形。
气体易取最短路径从高压往低压（最后充填处）穿透，这是气道布置要符合的原则。
在浇口处压力较高，在充填最末端压力较低。
二、气辅成型优点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。
GIM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,但GIM 则可借由中空气体管道施压,促使产品收缩时由内部向外进行,则固化后在外观上便不会有此痕迹.3、降低锁模力：传统注塑时高保压压力需要高锁模力,以防止塑料溢出,但GIM所需之保压压力不高,通常可降低锁模力需求达25~60%左右.4、减少流道长度：气体流通管道之较大厚度设计,可引导帮助塑料流通,不需要特别的外在流产设计,进而减低模具加工成本,及控制熔接线位置等.5、节省材料:由气体辅助注塑所生产的产品比传统注塑节省材料可达35%,节省多少视产品的形状而定.除内部中空节省料外,产品的浇口(水口)材料和数量亦大量减少,例如38寸电视前框的浇口(水口)数目就只有四点,既节省材料的同时亦减少了熔接线(夹水纹).6、缩短生产周期时间:传统注塑由于产品筋位厚、柱位多，很多时都需要一定的注射、保压来保证产品定形，气辅成形的产品，产品外表看似很厚胶位，但由于内部中空，因此冷却时间比传统实心产品短，总的周期时间因保压及冷却时间减少而缩短。
气体辅助注塑成型技术研究气体辅助注塑成型技术通过在熔体注塑过程中引入高压气体，获得高表面质量、高尺寸精度的塑料制件，从而克服了常规注射成型工艺难以一次成型壁厚差异大、结构复杂的注塑件的局限性，目前已经在国内外家电、汽车等众多行业获得推广应用。
本文介绍了气体辅助注射成型技术原理、特点、优势、适用范围及发展前景，分析了气辅成型制品的典型气道截面形状以及常见的工艺缺陷问题，并以保险杠、把手等汽车零部件为例阐述了气体辅助注塑成型工艺在汽车行业应用的技术优势。
标签：气辅注塑成型;汽车注塑件;设计原则;工艺1 气体辅助注塑成型技术概述1.1 气体辅助注塑成型的技术原理与技术特点气体辅助注塑成型技术是20世纪90年代初兴起于欧洲的一种创新性的塑料成型技术。
该技术的主要成型原理为：在塑料熔体填充成型模具的过程中，利用可控制的高压气体（通常为氮气）注入到塑料熔体内部，从而推动塑料熔体充填全部模具型腔，并通过高压气体在熔体内部形成的中空气道对塑料熔体施加保压压力，从而可以实现一次性生产壁厚差异大、结构复杂的注塑制件。
由于气体注入的位置及压力可以灵活设置，大大提高了汽车、家电、日用品等众多行业注塑制件的设计自由度，被称为注塑成型行业继螺杆注塑机以来的又一项革命性技术[1]。
气体辅助注塑成型技术的优势：（1）节省材料10%～50%;（2）锁模力降低30%～70%;（3）提高生产效率20%～40%;（4）消除制品的缩痕、翘曲等缺陷。
1.2 气体辅助注塑成型技术的应用范围由于高压气体注入注塑制件内部后形成中空气道，因此气辅注塑成型技术对于杆类或棒状制件具有显著的节省原材料效果，例如冰箱/电器把手件、座椅扶手等厚壁实心类注塑制件。
采用气体辅助注塑成型技术，不仅可以节省原材料高达20%-40%，而且由于高压气体由内向外的保压作用，还可以取得优异的表面质量。
此外，气体辅助注塑成型技术还可以有效地提升大型平板类制件的成型尺寸精度，抑制或消除平板类制件常见的翘曲变形缺陷，例如車门板、冰箱托盘、汽车内外饰件等平板类制件采用气体辅助注塑成型工艺，可以通过合理设计和利用制件的加强筋结构，在加强筋根部开设气体通道，从而有效减小或消除平板件因截面壁厚差异产生的内应力，达到降低或消除翘曲变形的目的。
气体辅助注塑成型技术简介1. 气体辅助注塑成型技术简介气体辅助注塑成型技术是一项新兴的塑料注射成型技术，其原理是利用高压气体在塑件内部产生中空截面，利用气体保压代替塑料注射保压，消除制品缩痕，完成注射成型过程。
气体辅助注塑成型的工艺过程主要包括塑料熔体注射、气体注射、气体保压三个阶段。
根据熔体注射量的不同，又分为短射和满射两种方式，在短射方式中，气体首先推动熔体充满型腔，然后保压；在满射方式中，气体只起保压作用。
气体辅助注塑技术的优点主要有：1）解决制件表面缩痕问题，能够大大提高制件的表面质量。
2）局部加气道增厚可增加制件的强度和尺寸稳定性，并降低制品内应力，减少翘曲变形。
3）节约原材料，最大可达40%～50%。
4）简化制品和模具设计，降低模具加工难度。
5）降低模腔压力，减小锁模力，延长模具寿命。
6）冷却加快，生产周期缩短。
气体辅助注塑成型技术与普通注塑成型工艺相比，有着无可比拟的优势，被誉为注塑成型工艺的一次革命，在家电、汽车、家具、日常用品等几乎所有塑料制件领域得到广泛应用。
在家电领域，电视机壳特别是大屏幕彩电前壳是最早也是最广泛采用气辅注塑成型技术的制品之一。
3．气辅制品和模具设计基本原则（1）设计时先考虑哪些壁厚处需要掏空，哪些表面的缩痕需要消除，再考虑如何连接这些部位成为气道。
（2）大的结构件：全面打薄，局部加厚为气道。
（3）气道应依循主要的料流方向均衡地配置到整个模腔上，同时应避免闭路式气道。
（4）气道的截面形状应接近圆形以使气体流动顺畅；气道的截面大小要合适，气道太小可能引起气体渗透，气道太大则会引起熔接痕或者气穴。
（5）气道应延伸到最后充填区域（一般在非外观面上），但不需延伸到型腔边缘。
（6）主气道应尽量简单，分支气道长度尽量相等，支气道末端可逐步缩小，以阻止气体加速。
（7）气道能直则不弯（弯越少越好），气道转角处应采用较大的圆角半径。
（8）对于多腔模具，每个型腔都需由独立的气嘴供气。
气体辅助注塑成型是通过把高压气体引入到制件的厚壁部位，在注塑件内部产生中空截面，完全充填过程、实现气体保压、消除制品缩痕的一项新颖的塑料成型技术。
传统注塑工艺不能将厚壁和薄壁结合在一起成型，而且制件残余应力大，易翘曲变形，表面时有缩痕。
新发展的气辅技术通过把厚壁的内部掏空，成功地生产出厚壁、偏壁制品，而且制品外观表面性质优异，内应力低。
轻质高强。
现已开发成功气辅产品结构和模具设计包括浇注系统、进气方式和气道分布设计技术，气辅注塑工艺设计技术，气辅注塑工艺设计技术，气辅注塑过程计算机仿真技术，气辅注塑产品缺陷诊断与排除技术，气辅工艺专用料技术。
电视机、家电、汽车、家具、日常用品、办公用品、玩具等几乎所塑料制件领域，为塑料成型开辟了全新的应用领域，特别适用于管道状制品、厚壁、偏壁（不同厚度截面组成的制件）和大型扁平结构零件。
气体辅助装置：包括氮气发生和增压系统，压力控制单元和进气元件。
投资约40--200万元（视规模和对设备要求的档次不同而不同）。
气辅工艺能完全与传统注塑工艺（注塑成型机）衔接。
减轻制品重量（省料）可高40%，缩短成型周期（省时达30%，消除缩痕，提高成品率；降低注塑压力达60%，可用小吨位注塑机生产大制件，降低操作成本；模具寿命延长、制造成本降低，还可采用如粗根、厚筋、连接板等更稳固的结构，增加了模具设计自由度。
通常6-18个月可收回增加的设备成本（具体经济效益随制件而议）。
塑料，橡塑 编辑:mszcm。
