氣體輔助射出技術(shù)(Gas assisted injection molding)

氣體輔助射出技術(shù)(Gas assisted injection molding)的圖1


 

■ 電腦輔助成型技術(shù)交流協(xié)會

氣體輔助射出技術(shù)(Gas assisted injection molding)的圖2        

電腦輔助成型技術(shù)交流協(xié)會(Association of CAE Molding Technology 協(xié)會)的前身,是國立清華大學(xué)CAE 研究室全球資訊網(wǎng)社群,全球性格局的技術(shù)交流協(xié)會,為產(chǎn)業(yè)界提供資訊與技術(shù)的交流服務(wù)。 

協(xié)會獲得產(chǎn)業(yè)界高度的肯定與無數(shù)的支持,目前已有一萬多名的網(wǎng)路會員。并擴(kuò)展橡塑產(chǎn)業(yè)趨勢,強(qiáng)化模具產(chǎn)業(yè),學(xué)界創(chuàng)新發(fā)展與技術(shù)升格,專業(yè)顧問解說,顧問二十年塑膠產(chǎn)業(yè)技術(shù)輔導(dǎo)經(jīng)驗(yàn),能現(xiàn)場診斷問題并協(xié)助解決,全程提供技術(shù)講解,可獲得立即性互動咨詢服務(wù),達(dá)到最好的學(xué)習(xí)效益與世界接軌。

前言

氣體輔助射出成型技術(shù)在1971 年就已經(jīng)應(yīng)用在高跟鞋跟的制作上并獲得德國專利。近年來,此技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于汽車零組件、家電、家具產(chǎn)品的應(yīng)用上,另外在美國三大汽車廠(通用、福特、克萊斯勒)與日本汽車廠在此技術(shù)的應(yīng)用上,也是很有名。目前的電子資訊產(chǎn)品如筆記型電腦、數(shù)位相機(jī)、手機(jī)等,也運(yùn)用氣體輔助成型技術(shù),得到薄、小且品質(zhì)更高的資訊電子產(chǎn)品 氣體輔助射出成型技術(shù)的原理是將熔融的塑料注入模穴中,在塑料尚未充填完成,短射的情況 下,便開始注入氣體,直到塑料填滿整個(gè)模穴,然后藉由氣體在內(nèi)部掏空處均勻的進(jìn)行保壓,并且同時(shí)進(jìn)行冷卻,接著將氣體排出,最后以塑料封堵缺口,便完成制程;如果氣體是直接由氣針于產(chǎn)品模穴中注入,就不需再使用塑料來封閉缺口。

而氣體輔助射出成型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以有效 降低射出壓力、減少鎖模力、節(jié)省材料、降低成本、改善產(chǎn)品厚尺寸處的凹陷、收縮、翹曲變形、縮短成型周期、提高產(chǎn)品強(qiáng)度等。使用較小的射出成型機(jī)臺機(jī)臺設(shè)備成本低,但相對的增加氣輔的氣道模具和進(jìn)氣設(shè)備( 如圖1),也增加一些成本,所以隨著成型機(jī)臺的技術(shù)進(jìn)步也逐漸取代一些過去僅能以氣輔制程制作的部件,所以目前氣輔的制程大多應(yīng)用于平板加肋件( 如事務(wù)機(jī)或顯示器的外殼等) 或是粗厚件輕量化( 如車用手把)。

基本原理

如圖1所示調(diào)節(jié)射入模腔的熔膠量, 然后再注入氮?dú)?將氮?dú)庾⑸淙肴勰z,沿著阻力最小的路徑形成中空的連續(xù)通道。

氣體輔助射出技術(shù)(Gas assisted injection molding)的圖3    
氣體輔助射出技術(shù)(Gas assisted injection molding)的圖4    

圖1:調(diào)節(jié)射入模腔的熔膠量, 然后再注入氮?dú)? 將氮?dú)庾⑸淙肴勰z,沿著阻力最小的路徑形成中空的連續(xù)通道

并進(jìn)入產(chǎn)品的厚截面處,氣體壓力從高壓處向低壓處推動熔膠完成模腔的填充。

短射注射方法

1、將模具閉合,并將定量的熔膠經(jīng)由噴嘴閥注射至模穴內(nèi)

2、經(jīng)過一段時(shí)間之延遲,關(guān)閉噴嘴閥并注入氮?dú)馐蛊渫苿尤勰z充填模腔

3、高壓氮?dú)獗3趾蜌怏w滲透填補(bǔ)熔膠收縮

4、在模腔內(nèi)保持一定的氣壓

5、熔膠凝固后排出高壓氮?dú)?/p>

6、打開模具,頂出產(chǎn)品

主要應(yīng)用

主要應(yīng)用 " 短射" 適用于厚截面產(chǎn)品, 小形手柄, 和管狀器件、 " 短射" 必須特別留意" 模糊紋" 標(biāo)記, 在注射熔膠后應(yīng)立即充氣。

優(yōu)點(diǎn): 成本降低

主要是因?yàn)?

1. 減少了材料 

2. 縮短了注塑周期,減少了生產(chǎn)成本 

3.注塑壓力低,提高了模具的使用壽命

局限性︰ 

1. 表面因流動暫停會形成模糊紋 

2. 要求精確的射膠量 

3. 有可能出現(xiàn)‘指紋效應(yīng)’

4. 多模腔注塑較為困難

氣體輔助射出技術(shù)(Gas assisted injection molding)的圖5  

圖2:氣體輔助射出成型技術(shù)已經(jīng)存在了二十多年

滿射注塑方法

1、模具閉合,注射熔膠填滿或即將填滿模腔,此時(shí)注射機(jī)還未作保壓 

2、經(jīng)過一定時(shí)間之延遲,首先注入高壓氮?dú)馐蛊涮钊勰z 

3、保持高壓氮?dú)庋a(bǔ)償熔膠收縮 

4、在模腔內(nèi)保持一定的氣壓 

5、熔膠凝固后,排出高壓氮?dú)?nbsp;

6、打開模具,頂出產(chǎn)品 

局限性:可能產(chǎn)生" 指紋效應(yīng)" 、有時(shí)需運(yùn)用 PEP 塑料溢出工藝

主要適用:滿射注塑方法主要適用于薄壁產(chǎn)品、多種壁厚的塑件,滿射注塑注射氣體時(shí),氣體沿著塑件中阻力最小仍處于熔融狀態(tài)的通道中流動。

氣體輔助射出技術(shù)(Gas assisted injection molding)的圖6  

圖3:氣體輔助射出成型技術(shù)流程

使用此技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 

1、氣體的使用能夠在模腔內(nèi)產(chǎn)生均勻的壓力

2、改善了表面質(zhì)量,物件沒有縮痕 

3、避免了注塑機(jī)的保壓

4、滿射注塑能夠減少70% 的壓力要求,故即使在小的注塑機(jī)上,也能生產(chǎn)相對較大的塑料部件 

5、較少能源損耗

6、降低了模塑內(nèi)應(yīng)力,使成品更堅(jiān)固、三菱化工在日本擁有該專利權(quán),CGI 在歐洲和美國擁有該專利權(quán)

結(jié)語

氣體輔助射出成型由于氣體穿透的不穩(wěn)定經(jīng)常造成產(chǎn)品和模具開發(fā)上之困難,試模時(shí)間也拖長很多。不論產(chǎn)品或模具設(shè)計(jì)工程師都必須深入了解氣體穿透特性,并把握一些設(shè)計(jì)原則,才可避免不必要的嘗試錯(cuò)誤,縮短開發(fā)周期。電腦輔助模擬工具可幫助設(shè)計(jì)工程師從各種不同的可能設(shè)計(jì)中迅速找到一個(gè)最好的設(shè)計(jì)。它也可以是一個(gè)最佳的學(xué)習(xí)工具,在最短時(shí)間內(nèi)讓工程師了解氣體穿透特性,累積經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)出最佳的氣體輔助射出產(chǎn)品和模具。■

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氣體輔助射出技術(shù)(Gas assisted injection molding)的圖7      

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