水輔助注塑成型技術的案例
新技術——水輔助注塑成型技術介紹
利用現有的對氣體輔助注射成型所積累的經驗，來建立水輔助注塑成型技術和相關模具設計方法，以及了解水輔助注塑成型的可行性及局限性和成型質量，并與傳統注塑成型以及氣體輔助注塑成型做一比較，以建立完整的具有指導意義的理論和技術資料，使水輔助注塑成型技術得到快速發展和應用，正是各國科學家的努力方向。目前，由于水輔助注塑成型技術還是一項新興的技術，如下的關鍵問題亟待解決
在注水前，注射壓力和工藝方法在各個方面都是不變的，這就提出了怎么樣注水和在哪注水的問題以及怎樣把水排出去，用什么相關的設備和控制技術來完成等問題。其他問題集中在注水孔和閥門的設計以及模具的調整方面，特別是水的密封問題。這也是水輔助注塑成型不會很快取代氣體輔助成型的原因所在。
水輔助注塑成型技術適應性的研究。需要利用各種不同高分子材料（含玻璃纖維和不含玻璃纖維以及其他微納米添加劑等）對其工藝特性、結構特性、質量（力學性能、表面質量等）的基礎研究、控制系統進行系統性的研究，以獲得必要的技術資料。
水輔助注塑成型是近幾年新興發展起來的注塑成型技術，因此相關的研究與文獻資料都相當有限，在整個設備的建立上幾乎都沒有完整的參考資料。但是從其與氣體輔助注塑成型相比較可以看到，水輔助注塑成型在未來將有更廣闊的應用領域。因此在現有條件下，充分利用已有的氣體輔助注塑成型工藝研究基礎開展有關水輔助注塑成型研究，不僅能填補國內空白，而且也可參與國際的科研競爭，促進其商品化進程。
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氣體／水輔助射出成型簡介
氣體輔助射出成型（GAIM）與水輔助射出成型（WAIM）發展于1970年代以改善產品的表面質量，減少翹曲、成型周期、鎖模力、材料／成本，以及減輕產品重量。其成形過程先將熔膠射入模穴中，待其部分充滿模穴后，再將壓縮的氣體／水通過熱噴嘴射入模穴中(氮氣是常用的氣體)。在氣體/水射出階段時，氣體傾向流入肉厚較厚之區域(阻力較小)使產品中心形成中空。當成型制程完成之后，就會產生重量輕的中空產品。
氣體／水輔助射出成型制程不僅能節省材料／成本，還能減少產品缺陷。由于氣體/水能有效傳遞壓力，提升保壓效果，因此能解決深受保壓階段影響的產品缺陷，包含翹曲與凹痕。此外，因熔膠的使用量較少，也能縮短冷卻時間；因此，氣體輔助射出成型制程所需的成型周期比傳統射出成型更短。
氣體／水輔助射出成型具有許多優點，能克服生產厚度不均的產品之難題。然而，加工條件控制產品質量，制造商所考慮的問題，包含滲透長度、掏空比、翹曲及滲透行為等，可使用CAE分析工具，預見制程問題，減少試誤法消耗的大量時間，進而降低生產成本。
Moldex3D氣體／水輔助射出成型模塊功能導覽
Moldex3D氣體／水輔助射出成型模塊能仿真氣體／水輔助射出成型制程的動態過程，包含塑料熔膠充填階段與氣體／水充填、保壓階段。澆口位置的設計、流道系統與氣體信道的配置以及塑件肉厚皆能使用此模塊完成，更進一步，能偵測可能產生的成型缺陷，例如：(a) 短射，(b) 不理想的縫合線位置，(c) 包封，(d) 流動不平衡／皮層比，(e) 氣體／水滲透或氣體吹穿，(f) 氣體散射分布。此外Moldex3D氣體／水輔助射出成型模塊也有優化加工條件，包含充填時間、延遲時間、氣體射出時間、轉換點、熔膠溫度、射壓及氣體壓力多段設定之功能。
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氣體／水輔助射出成型簡介
氣體輔助射出成型（GAIM）與水輔助射出成型（WAIM）發展于1970年代以改善產品的表面質量，減少翹曲、成型周期、鎖模力、材料／成本，以及減輕產品重量。其成形過程先將熔膠射入模穴中，待其部分充滿模穴后，再將壓縮的氣體／水通過熱噴嘴射入模穴中(氮氣是常用的氣體)。在氣體/水射出階段時，氣體傾向流入肉厚較厚之區域(阻力較小)使產品中心形成中空。當成型制程完成之后，就會產生重量輕的中空產品。
氣體／水輔助射出成型制程不僅能節省材料／成本，還能減少產品缺陷。由于氣體/水能有效傳遞壓力，提升保壓效果，因此能解決深受保壓階段影響的產品缺陷，包含翹曲與凹痕。此外，因熔膠的使用量較少，也能縮短冷卻時間；因此，氣體輔助射出成型制程所需的成型周期比傳統射出成型更短。
氣體／水輔助射出成型具有許多優點，能克服生產厚度不均的產品之難題。然而，加工條件控制產品質量，制造商所考慮的問題，包含滲透長度、掏空比、翹曲及滲透行為等，可使用CAE分析工具，預見制程問題，減少試誤法消耗的大量時間，進而降低生產成本。
Moldex3D 氣體／水輔助射出成型模塊功能導覽
Moldex3D氣體／水輔助射出成型模塊能仿真氣體／水輔助射出成型制程的動態過程，包含塑料熔膠充填階段與氣體／水充填、保壓階段。澆口位置的設計、流道系統與氣體信道的配置以及塑件肉厚皆能使用此模塊完成，更進一步，能偵測可能產生的成型缺陷，例如：(a) 短射，(b) 不理想的縫合線位置，(c) 包封，(d) 流動不平衡／皮層比，(e) 氣體／水滲透或氣體吹穿，(f) 氣體散射分布。此外Moldex3D氣體／水輔助射出成型模塊也有優化加工條件，包含充填時間、延遲時間、氣體射出時間、轉換點、熔膠溫度、射壓及氣體壓力多段設定之功能。
展開 3D打印技術與注塑成型技術的區別
3D打印技術不算個新穎的技術，它屬于上上個世紀的思想，上個世紀的技術，但屬于這個世紀的市場。
早在上個世紀80年代，3D打印技術概念就已被國外科學家提出并被人們認知，并于上世紀90年代中期，正式進入人們的生活當中。這是一種快速成型的技術，是一種數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬/塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。
塑料注塑成型是指在一定溫度下，通過螺桿攪拌完全熔融的塑料材料，用高壓射入模腔，經冷卻固化后，得到成型品的方法。該工藝始于20世紀20年代，已有近百年的發展歷史，是目前使用非常廣泛、非常成熟的工業制造技術。
在塑料制造產業中，3D打印與注塑成型經常被拿來PK，關于3D打印是注塑成型的終結者的言論也比比皆是。對于制造商來說，二者的競爭力究竟誰高誰低也是他們最關心的話題之一。
那么，3D打印技術與注塑成型又有什么區別呢？
生產模式
注塑成型工藝只要有注塑模具，就可以低成本、大規模地生產標準化產品，因此，對于傳統大批量、大規模制造來說，目前注塑成型仍然是最佳選擇。
而3D打印機不需要傳統的刀具、夾具、機床或任何模具，就能直接把計算機的任何形狀自動、快速、直接和比較精確地將計算機中的三維設計轉化為實物模型，得益于3D打印機大異于傳統注塑成型工藝的特性，越是復雜非實心的物體，加工速度越快，越節省原材料成本，因此比較擅長個性化、多樣化產品的制造。
制造成本
由于注塑成型的原材料的廣泛易得，其大規模、快速進行標準化生產的特性，也有利于降低單個產品成本，因此，從制造成本而言，注塑成型的成本遠低于3D打印技術。
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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。
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注塑成型技術培訓
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Moldex3D模流分析之氣體／水輔助射出成型模塊功能導覽
氣體輔助射出成型與水輔助射出成型模塊 (GAIM and WAIM)
氣體／水輔助射出成型簡介
氣體輔助射出成型（GAIM）與水輔助射出成型（WAIM）發展于1970年代以改善產品的表面質量，減少翹曲、成型周期、鎖模力、材料／成本，以及減輕產品重量。其成形過程先將熔膠射入模穴中，待其部分充滿模穴后，再將壓縮的氣體／水通過熱噴嘴射入模穴中(氮氣是常用的氣體)。在氣體/水射出階段時，氣體傾向流入肉厚較厚之區域(阻力較小)使產品中心形成中空。當成型制程完成之后，就會產生重量輕的中空產品。
氣體／水輔助射出成型制程不僅能節省材料／成本，還能減少產品缺陷。由于氣體/水能有效傳遞壓力，提升保壓效果，因此能解決深受保壓階段影響的產品缺陷，包含翹曲與凹痕。此外，因熔膠的使用量較少，也能縮短冷卻時間；因此，氣體輔助射出成型制程所需的成型周期比傳統射出成型更短。
氣體／水輔助射出成型具有許多優點，能克服生產厚度不均的產品之難題。然而，加工條件控制產品質量，制造商所考慮的問題，包含滲透長度、掏空比、翹曲及滲透行為等，可使用CAE分析工具，預見制程問題，減少試誤法消耗的大量時間，進而降低生產成本。
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Moldex3D氣體／水輔助射出成型模塊能仿真氣體／水輔助射出成型制程的動態過程，包含塑料熔膠充填階段與氣體／水充填、保壓階段。澆口位置的設計、流道系統與氣體信道的配置以及塑件肉厚皆能使用此模塊完成，更進一步，能偵測可能產生的成型缺陷，例如：(a) 短射，(b) 不理想的縫合線位置，(c) 包封，(d) 流動不平衡／皮層比，(e) 氣體／水滲透或氣體吹穿，(f) 氣體散射分布。此外Moldex3D氣體／水輔助射出成型模塊也有優化加工條件，包含充填時間、延遲時間、氣體射出時間、轉換點、熔膠溫度、射壓及氣體壓力多段設定之功能。
展開 雙色注塑成型技術工藝及模具特點簡介
雙色注塑成型技術也被叫做雙料注塑技術，這是一種使用兩種塑料材質混合注塑而成塑料制品的技術，其技術內涵實際上是利用一種模具組件進行形態的塑造，在模內進行成型工作的焊接，因此根本的原理就是將兩種不同塑料原料進行塑化成型，再利用模具進行焊接安裝，以達到雙色注塑成型的目的。
1、雙色注塑成型技術類型
1.1 型芯旋轉式雙色注塑技術
這種技術也被稱為轉模芯雙色注塑技術，其技術原理是首先利用注射設備將第一種原料塑料進行注射，將其注射進模具的小型孔中，待其成型就成為第一種塑料，然后將模具旋轉 180°，利用同樣的注射設備將第二種原料塑料進行注入，等到第二種塑料成型后，進行最后的包封工作，一次基本的雙色注塑工作就完成了。
這種技術的使用和操作較為簡單，一般稍經培訓的工人都可以進行自由操作，而且可以大大提升塑料制品的設計自由度，同時利用簡便工具便可以進行加工。
1.2 收縮模具型芯式雙色注塑技術
收縮模具型芯式雙色注塑技術主要利用了液壓裝置，對模具進行壓縮操作。首先在液壓裝置的控制下，將能夠上下活動的型芯如同活塞一般被推壓到頂部上升的位置，并將塑料原料注入，等到第一種原料固化后，將活動的型芯控制落下，再將另一種塑料原料進行注入，再控制液壓裝置使型芯上升壓制，待其固化成型。
這種技術壓制的塑料制品就初步制作完成，之后將成型的塑料件取出，進行后續的加工制作。這種技術操作也較為簡單，必須控制好液壓裝置運動時機。
1.3 脫件板旋轉雙色注射技術原理
這種技術在進行工作前，首先要進行第一種原料的注射。
展開 簡述嵌件注塑成型加工技術的特點
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嵌件成型（insert molding）指在模具內裝入預先準備的異材質嵌件后注入樹脂，熔融的材料與嵌件接合固化，制成一體化產品的成型工法。
基體上注塑成型（out-sert molding）指在金屬板面的局部上注塑成型件嵌入的工法。
上述二種成型工法本質上是相同的，其特點如下。
１．樹脂的易成型性、彎曲性與金屬的剛性、強度及耐熱性的相互組合補充可結實地制成復雜精巧的金屬塑料一體化產品。
２．特別是利用了樹脂的絕緣性和金屬的導電性的組合，制成的成型品能滿足電氣產品的基本機能。
３．多個嵌件的事前成型組合，使得產品單元組合的后工程更合理化。
４．嵌件品不盡限于金屬，也有布、紙、電線、塑料、玻璃、木材、線圏類、電氣零件等多種。
５．對于剛性成型品、橡膠密封墊板上的彎曲彈性成型品，通過基體上注塑成型制成一體化產品后，可省去排列密封圏的復雜作業，使得后工序的自動化組合更容易。
６．因為是熔融的材料與金屬嵌件的接合，與壓入成型法相比較，金屬嵌件間隙可以設計得更狹窄，復合產品成型的可靠性更高。。
７．選擇適當的樹脂和成型條件，即是對于易変形破損的產品（如玻璃、線圈類、電氣零件等），通過樹脂也可密封固定。
８．選擇適當的模具構造，嵌件品也可完全封入樹脂內。
９．嵌件成型后，經過去芯孔處理，也可制成帯有中空凹槽的產品。
１０．立式注塑機與機械手、嵌件品整列裝置等的組合，嵌件成型工程大都可實現自動化生產。
展開 淺談高光無痕注塑模具及成型技術
高光是典型的無痕注塑的突出體現，但不是無痕注塑的全部。我們制作高光模具已經有幾個年頭了，主要是家電產品的外部裝飾件，如前面板、裝飾片等，但每次我們都遇到過同樣的難題，即無法解決熔接痕、縮水痕等成型問題，這大大影響了產品的結構強度和欣賞品味。
1、技術原理
我們對比傳統的注塑成型工藝，來說明高光無痕注塑工藝的特點在傳統的普通的注射成型加工中，將模具溫度設低時，雖然可以減輕翹曲和縮痕、縮短成型周期，但容易產生熔接痕及料紋、光澤暗、表面粗糙等外觀品質不良。相反，將模具溫度設高時，可以提高產品表面的外觀品質，但容易產生翹曲、縮痕、尺寸不良等，同時延長了成型周期，提高了成本。
高光無痕注塑成型技術采用特殊的速冷速熱溫控設備，可以同時解決上述兩種問題。它利用蒸汽爐產生的蒸汽或者高溫水和冷卻水，通過快速的交換來控制一個成型周期內模具的溫度，從而使上述兩種方法的優勢均得以發揮。
首先，注射前向模具通入高溫水或蒸汽（如溫度為150℃），使模具的溫度達到超過樹脂熱變形的粘流溫度，然后注射熔融樹脂，這樣匯料前端的料溫就能夠保持在粘流狀態，就會形成沒有匯線（熔接線）、表面品質良好的成型品。熔融樹脂注射完成后，便開始冷卻工序。用冷卻水使模具溫度迅速下降到樹脂熱變形的溫度（如40℃）以下。這樣，可以通過加快樹脂的固化速度，來縮短成型周期，解決翹曲、下陷等問題。
高光無痕注塑可消除產品表面溶接線、溶接痕、波紋及銀絲紋，徹底解決塑料產品的表面縮水現象，并使產品表面光潔度達到鏡面水平，幾乎可以完全再現模具的表面狀態，達到無痕的效果。
產品不需要噴涂的后續加工，有效降低成本，縮短交貨時間。
展開 
Moldex3D模流分析之氣水輔助射出成型模組GAIM and WAIM
氣體輔助射出成型與水輔助射出成型模塊 (GAIM and WAIM)
氣體／水輔助射出成型簡介
氣體輔助射出成型（GAIM）與水輔助射出成型（WAIM）發展于1970年代以改善產品的表面質量，減少翹曲、成型周期、鎖模力、材料／成本，以及減輕產品重量。其成形過程先將熔膠射入模穴中，待其部分充滿模穴后，再將壓縮的氣體／水通過熱噴嘴射入模穴中(氮氣是常用的氣體)。在氣體/水射出階段時，氣體傾向流入肉厚較厚之區域(阻力較小)使產品中心形成中空。當成型制程完成之后，就會產生重量輕的中空產品。
氣體／水輔助射出成型制程不僅能節省材料／成本，還能減少產品缺陷。由于氣體/水能有效傳遞壓力，提升保壓效果，因此能解決深受保壓階段影響的產品缺陷，包含翹曲與凹痕。此外，因熔膠的使用量較少，也能縮短冷卻時間；因此，氣體輔助射出成型制程所需的成型周期比傳統射出成型更短。
氣體／水輔助射出成型具有許多優點，能克服生產厚度不均的產品之難題。然而，加工條件控制產品質量，制造商所考慮的問題，包含滲透長度、掏空比、翹曲及滲透行為等，可使用CAE分析工具，預見制程問題，減少試誤法消耗的大量時間，進而降低生產成本。
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文章來源：第五屆LS-DYNA中國技術論壇，作者：Haoyan Wei博士，ANSYS, Inc.研發工程師
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技術校對：董驍， Ansys高級應用工程師；整理編輯：俞琴
