氣輔成型的案例
Moldex3D模流分析之斯洛伐克科技大學以CAE改善氣輔產品設計
Moldex3D仿真結果顯示，經過氣輔成型制程改良后，產品翹曲和體積收縮都降低了(圖五)，冷卻時間也有效縮減。由此可見，STU可以借助Moldex3D進行不同的模具設計和制程參數比較中，獲得最佳的結果。
圖三 氣輔成型不同澆口位置設計結果對照：(a)初始設計產生不良的掏空；(b)最終設計產生較佳的掏空
圖四 傳統射出成型(CIM)與氣輔制程(GAIM)的冷卻溫度比較
圖五 STU進行的多項設計變更中，原始的CIM產品的變形量最大，氣輔成型的產品幾何精確度最高。綠色區域：原始CAD模型；紅色區域：CIM的變形模型；紫色區域：氣輔成型的變形模型。
結果
藉由Moldex3D分析，STU得以精確預測產品缺陷并找出造成的原因，同時可以透過Moldex3D輕易完成制程條件、產品和模具設計優化，不需重復試模和修模才能達到最佳設計。此外，Moldex3D提供許多進階成型制程分析模塊，可以比較傳統射出成型與不同制程的結果，也因此STU在不耗費多余時間和制造成本的情況下，透過Moldex3D找出最合適的氣輔制程設計，成功解決原始設計問題。
展開 氣輔注塑模具設計應考慮對工藝參數的影響
氣輔注塑成型模具技術特點
（1）模具型腔的設計應盡量保證流動平衡以減小氣體的不均勻穿透，保證流動平衡也是普通注射成型模具的一條設計原則，但對氣輔注塑制品來說這一點更重要。
（2）模具設計應考慮對工藝參數的影響，因為氣輔注塑成型對工藝參數比普通成型敏感得多。在注塑成型成型中，模壁溫度或注射體積的微小不同會導致對稱件中氣體穿透的不對稱
氣輔注塑設備
（1）普通注塑機（計料精度稍高些為好）。
（2）氮氣控制系統，包括自封閉式氣輔噴嘴。
（3）高壓氮氣發生器。
（4）工業氮氣鋼瓶以及提供增壓動力的空氣壓縮機。
（5）為氣體輔助注射設計制造的模具。
（6）氣輔注塑氣輔噴嘴
噴嘴進氣方式，即使用專用的自封閉式氣輔噴嘴，在塑料注射結束后，將高壓氣體依靠噴嘴直接進入塑料內部，按氣道形成一個延展的封閉空間—氣腔并保持一定壓力，直至冷卻，在模具打開之前，通過座臺后退使噴嘴與制品料道強行分離，使氣體排出制品。
（7）氣針
氣針進氣方式即在模具的某個特定位置，安裝排氣裝置—氣針。當塑料注入型腔后，即將氣針包裹在塑料內部；此時高壓氣體排出，氣針在塑料內部按氣道形成一個延展的封閉空間—氣腔，并保持一定壓力，直至冷卻，在模具打開之前，氣腔內的氣體依靠氣針由控制裝置排出塑料內部。
氣輔注塑工藝可分為四個階段：
氣輔注塑第一階段：塑料注射。熔體進入型腔，遇到溫度較低的模壁，形成一個較薄的凝固層。
氣輔注塑第二階段：氣體入射。惰性氣體進入熔融的塑料，推動中心未凝固的塑料進入尚未充滿的型腔。
氣輔注塑第三階段：氣體入射結束。氣體繼續推動塑料熔體流動，直到熔體充滿整個型腔。
展開 Moldex3D模流分析之BASF不更改設計也能優化氣輔射出椅子產品
圖四 以Abaqus進行產品位移和受力比較
結果
利用Moldex3D可以輕松模擬氣輔成型過程，進而執行優化結果。其中中心溫度的仿真，對于氣輔制程而言更是實用。此外藉由Moldex3D FEA接口也可協助獲取后續FEM分析流程所需的數據，使其他結構分析軟件可以輕松讀取并處理導出的數據。
Moldex3D模流分析之反轉翹曲 解決翹曲
圖三 原始水路系統
圖四 添加噴泉式水路后的水路系統
一般而言，若使用氣輔成型技術，可有效改善肉厚產品的翹曲問題；因此MTF STU接著模擬了數種氣輔方式(圖五)。然而仿真結果顯示，使用這些方法，模內的氣體流動都未得到優化結果(皆產生氣體指紋效應)，充填、保壓和冷卻階段無法達到足夠的平衡，若要優化制程，就必須進行大規模的模具修改，有違初衷。
圖五 氣體分別自(a)流道系統、(b)左側進澆口、(c)右側進澆口及(d)鉤子前端注入。
最終，工具制造商同意根據模擬結果進行模穴的設計變更，但相較于傳統維持產品外部輪廓，重新配置肉厚、肋條的方式，他們僅根據Moldex3D的翹曲分析結果，來反轉翹曲歷程，進行幾何的設計變更(圖六)。
圖六 模具設計變更過程：灰色為原始模具設計，藍色則為反轉模具設計
結果顯示，經過此模具修改之后，已可達到鉤子所需的尺寸(圖七)，表一則為原始及修改模具后的尺寸量測結果比較。
圖七 翹曲結果驗證: (a)原始設計及(b)反轉翹曲之后的產品
表一 原始及模具設計變更的最大尺寸偏差值比較
結果
本案例呈現Moldex3D預測肉厚產品翹曲的能力，從而以反轉翹曲方式進行模具補償，以修正翹曲問題。最終成品達到所需的尺寸精度、滿足幾何偏差容忍度，并解決了翹曲問題。
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塑膠模具制作的三大注意事項，忽視一條會報廢！
3、有些零件由于成型時有特殊要求，模具還需使用熱流道，氣輔成型，氮氣缸等先進的工藝。
4、制造廠家應具備數控、電火花、線切割機床及數控仿型銑設備，高精度磨床，高精度三座標測量儀，計算機設計及相關軟件等。
5、一般大型沖壓模具（如汽車復蓋件模具）要考慮機床是否有壓邊機構，甚至邊潤滑劑、多工位級進等。除沖壓噸位還要考慮沖次、送料裝置、機床及模具保護裝置。
6、上述模具的制造手段及工藝不是每個企業都具備和掌握的。在選擇協作廠家時一定要了解它的加工能力，不但看硬件設備，還要結合管理水平、加工經驗以及技術力量。
7、對同一套模具，不同廠家報價有時有很大差距。你不該付出高于模具價值費用的同時，也不應該少于模具的成本。模具廠家像你一樣，要在業務中取得合理的利潤。訂制一套報價低得多的模具會是麻煩的開始。用戶須從自身要求出發，全面衡量。
三、避免多頭協作，盡量塑膠模具制作和制品加工一條龍
1、有了合格的模具（試件合格），不一定能生產出批量的合格產品。這主要與零件的加工機床選型、成形工藝（成形溫度、成形時間等）及操作者的技術素質有關系。
2、有了好的模具，還要有好的成形加工，最好是一條龍協作，盡量避免多頭協作。如果條件不具備，就要選擇一方全面負責，在訂合同時一定要寫清楚。
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展開 一目了然的模具結構動態圖，很全！
氣輔成型模具
副腔成型法：
型芯成型法：
氣標準成型法：
熔體回流成型法：
05
抽真空成型模具
抽真空成型-陽模：
抽真空成型-陰模：
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【干貨】注塑成型的工藝及應用案例
應用案例：
汽車腳踏板感應器?
圖片為汽車腳踏板感應器，下圖為元件注塑前和注塑后的情況
四、氣輔注塑成型：（Gas-assisted injectionmolding ）
GAIM過程：
注塑階段（部分）-充氣階段（N2）-氣體保壓階段（冷卻氣壓不變）-降壓階段-脫模階段
GAIM裝置組成：
氣體壓力生成器、氣體控制單元、注氣裝置、氣體回收裝置
圖片為氣輔注塑成型原理圖
應用案例：
五、水輔注塑成型
水輔助注塑成型技術是將部分熔體注入模腔后，通過設備將高壓水注入熔體內，最終使工件成型的一種先進注塑工藝。
由于水的不可壓縮性，從而使水前端形成一個堅實的界面，將產品內壁擠壓成了空腔，水的前端同時也起到快速冷卻的作用。因此，水輔具有很多氣輔無法比擬的優勢，研究及應用表明，水輔能生成更薄更均勻的腔壁，而且流道內壁表面非常光滑。
展開 汽車內外飾塑料成型工藝
汽車內外飾主要包含--前后保、后視鏡、擾流板、儀表板、側圍、車門板等功能件；但大多數內外飾件都是非金屬材料生產而來，這些非金屬材料包括塑料、橡膠以及一些織物等，其中塑料用量最大——塑料有密度小、易造型、耐腐蝕、保溫性好、成型容易等優點，但塑料也存在如收縮率大、易變形等缺點；要生產出一件合格的塑料制品，不僅要了解各種材料的特性，而且還要熟悉各種材料的成型方法。
汽車各部件成型工藝特點
汽車各部件是由各零件組裝而來，而各零件又由各種材料經過各種成型方法加工而來。這些成型方法大致可分為一次加工、二次加工，更有甚者是通過多次加工材料形成產品。下面主要介紹常見的一次成型的加工方法。
汽車零件一次成型加工工藝中最主要的是注塑、擠出、吹塑、壓塑、搪塑等。其中注塑工藝是目前比較普遍的塑料成型方法，其特點是成型速度快，成型周期短，尺寸精度高，對各種塑料的適應性也強，生產效率高，產品質量穩定，易于實現自動化生產。
1、注射成型
注塑包括低壓注射成型、氣輔成型、熔芯注射成型、雙色注射等；注射成型是指利用注射機將熔化的塑料快速注入閉合的模具內，使之冷卻固化，開模得到的塑料制品的方法，其過程包括原料干燥、加料、塑化、注射、冷卻、保壓和拔模等工序。
注塑成型原料圖
1）、低壓注射成型--傳統的注射成型是控制熔體入口速度的充摸過程和控制入口壓力對塑料冷卻收縮進行補料保壓過程，這樣成型的制件有大的內應力，塑料件拔模后易出現翹曲和變形，使塑料件精度難以保證等缺陷。而低壓注射則控制的是注射壓力，在滿足制件最低注射壓力下進行填充注射。
展開 一文了解氣體輔助注射成型
氣輔注塑成型可被認為是中空吹塑成型的變型，其過程是先向模具腔中注入經過準確計量的占模腔一定比例的塑膠熔體，這一過程稱為“欠料注塑”，再直接往熔融塑膠中注入一定體積和壓力的高壓氮氣，氣體在塑膠熔體的包圍下沿著阻力最小的方向擴散前進。
由于靠模壁部分的塑膠溫度低，表面粘度高，而製作較厚部分中心塑膠熔體的溫度高，粘度低，所以氣體容易對中心塑膠熔體進行穿透和排空，在制件的厚部形成中空氣道，而被氣體所排空的熔融塑膠又被氣體壓力推向模具末端直至充滿模具型腔，在冷卻階段壓縮氣體對塑膠熔體進行保壓補縮。待制品冷卻凝固后再卸氣，然后開模頂出。
氣輔注塑方法主要有以下兩種：
1）封閉式氣體注射（SEALED INJECTION GAS)方法：
是把氣體直接注入模腔內，使塑料成品中空的方法。無需采用活閥，只是通過簡單模具加工，把氣輔氣嘴裝在模具中。
在同一模具上，可有單一或多個注入氣體的地方，這視乎同產品的需要，要求令產品有良好效果和提供產品設計有較大的靈活性。
2）可從注塑機的射嘴進氣（IN-GAS NOZZLE）方法：
可在注塑機上安裝一個特制封閉注氣射嘴。
應用氣體輔助注塑技術，有以下優點：
自由設計
綜合功能較為復雜的塑膠零件可以整裝為單一的組件.
可以在同一零件上結合厚壁和薄壁部分.
使用空心的"加強筋"部分可以提高其強度.
提高零件質量
由于減小了微收縮,因此扭曲和變形就減少了.
消除縮痕.
由于注射點的數量減少,所以波紋和熔接線也相應減少.
降低生產成本
由于減少了壁厚,因此降低了零件成品的總重量.
展開 氣輔注塑產品設計中應注意的問題
氣體輔助注塑成型技術是一項新興的塑料注射成型技術，其原理是利用高壓氣體在塑件內部產生中空截面，利用氣體保壓代替塑料注射保壓，消除制品縮痕，完成注射成型過程。氣體輔助注塑成型的工藝過程主要包括塑料熔體注射、氣體注射、氣體保壓三個階段。
根據熔體注射量的不同，又分為短射和滿射兩種方式，在短射方式中，氣體首先推動熔體充滿型腔，然后保壓；在滿射方式中，氣體只起保壓作用。
氣體輔助注塑技術的優點主要有：
解決制件表面縮痕問題，能夠大大提高制件的表面質量。
局部加氣道增厚可增加制件的強度和尺寸穩定性，并降低制品內應力，減少翹曲變形。
節約原材料，最大可達40%～50%。
簡化制品和模具設計，降低模具加工難度。
降低模腔壓力，減小鎖模力，延長模具壽命。
冷卻加快，生產周期縮短。
氣體輔助注塑成型技術與普通注塑成型工藝相比，有著無可比擬的優勢，被譽為注塑成型工藝的一次革命，在家電、汽車、家具、日常用品等幾乎所有塑料制件領域得到廣泛應用。在家電領域，電視機殼特別是大屏幕彩電前殼是最早也是最廣泛采用氣輔注塑成型技術的制品之一。
氣輔制品和模具設計基本原則
設計時先考慮哪些壁厚處需要掏空，哪些表面的縮痕需要消除，再考慮如何連接這些部位成為氣道。
大的結構件：全面打薄，局部加厚為氣道。
氣道應依循主要的料流方向均衡地配置到整個模腔上，同時應避免閉路式氣道。
氣道的截面形狀應接近圓形以使氣體流動順暢；氣道的截面大小要合適，氣道太小可能引起氣體滲透，氣道太大則會引起熔接痕或者氣穴。
氣道應延伸到最后充填區域（一般在非外觀面上），但不需延伸到型腔邊緣。
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