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气辅产品展示
- 分类:新闻资讯
- 作者:冯必然
- 来源:冯必然原创
- 发布时间:2022-03-14 14:32
- 访问量:
【概要描述】气辅成型产品展示及相关知识普及。
图片中的产品由美科模具制造及生产,使用注塑机设备为250吨(目前可以使用的设备可以达到1000吨机),成型周期240秒,产品重量310克;
气辅成型技术在注塑业中又称气体辅助注塑和中空成型,在近30年来发展起来的革新成型技术,也可说是注塑技术的第二次革命。目前该技术主要用于汽车、大型家电等大件注塑行业。
其主要原理是:先注入一定量的熔融塑胶(通常为90%-98%,以产品的总胶量而言)可通过分析计算+经验。然后再在熔融塑胶内注入高压氮气,高压氮气在熔融的塑胶内沿预设的路径形成气道(最好是和流向一致当然有特殊具体情况你决定)。使不到100%的熔融塑胶充满整个模腔,此后进入保压阶段,同时冷却,最后排气、脱模。高压氮气进入塑料后自然会穿越粘度低(温度高)和低压的部位,并中在冷却过程中利用气体高压来保压而紧贴模具壁成型。
此项技术除需传统注塑设备外,还需所体辅助注塑控制系统(新科益有MDI控制器),与传统的注塑成型相比,气体辅助注塑成型有下列优点:
1.减少内部的残留应力,从而减弱甚至完全消除翘曲变形状况,同时增加其机械强度和刚性。
2.成品壁厚部分的中央是中空的,可以减少原料,特别是短射和中空型的模具,塑料最多可以节约达30%。
3.减少或消除加强筋造成的表现收缩凹陷现象。
4.降低制品的收缩不均,提高制品的精密度。
5.设备耗减,大量减少锁模力,可以用小吨位的注塑机替代大吨位的注塑机。
6.利用气道来形成加强结构,提高成品的强度。
7.减少射入点。
8.缩短成期。
9.厚薄比大的制品也能通过气辅一次成型。
10。改变传统成品设计观念,能使用一体化设计来减少附属的零组件。
缺点:
1.由于所体具有压缩特征因而不容易作精确控制,加上对周围操作环境敏感,因此工艺的重复性与稳定性比传统工艺差。
2.国内技术和经验问题导致资源较浪费(废品率高)。
目前用于的产品有:汽车门把手、座椅、保险杠、门板、电视机外客、空调、冰箱、马桶........。
曾做过:汽车门把手、门板、雪上摩托前罩三类7款。
气体辅助注塑成型的预注塑部分与普通注塑成型一样,主要增加了一个氮气注射和回收系统。根据注气压力产生方式的不同,目前,常用的气体注射装置有以下两种:
(1)不连续压力产生法即体积控制法,如Cinpres公司的设备,它首先往汽缸中注入一定体积的气体(通常是氮气),然后采用液压装置压缩,使气体压力达到设定值时才进行注射充填。大多数的气辅注塑成型机械都采用这种方法,但该法不能保持恒定的高压力。
(2)连续压力产生法即压力控制法,如Battenfeld公司的设备,它是利用一个专用的压缩装置来产生高压气体。该法能始终或分段保持压力恒定,而且其气体压力分布可通过调控装置来选择设定。
气辅技术为许多原来无法用传统工艺注射成型的制件采用注射成型提供了可能,在汽车、家电、家具、电子、日常用品、办公自动化设备、建筑材料等几乎所有塑料制件领域已经得到了广泛地应用,并且作为一项带有挑战性的新工艺为塑料成型开辟了全新的应用领域。当前,气辅技术尤其适用于以下几方面的注塑制品:
管状、棒状制品: 如手柄、挂钩、椅子扶手、淋浴喷头等, 采用中空的结构,可在不影响制品功能和使用性能的前提下,大幅度节省原材料,缩短冷却时间和生产周期。
大型平板制件: 如汽车仪表板、内饰件格栅、商用机器的外罩及抛物线形卫生天线等。通过在制件内设置内置式气道,可以显著提高制品的刚度和表面质量,减少翘曲变形和表面凹陷,且大幅度地降低锁模力,实现在较小的机器上成型较大的制件。
厚、薄壁一体的复杂结构制品: 如电视机、计算机用打印机外壳及内部支撑和外部装饰件等。这类制品通常用传统注塑工艺无法一次成型,采用气辅技术提高了模具设计的自由度,有利于配件集成。
另外,对于大型塑料制件来说,用普通注塑模塑的方法成型,经常会出现熔接痕、缩痕、翘曲变形等缺陷,并且在成型过程中需要较大的注塑压力和锁模力,它对机器、模具及产品都会带来不利的影响。气体辅助技术的引入,突破了CIM的一些局限性和限制,它可以很好地克服CIM的种种缺陷,而且可降低原料成本(可使制件质量减少达10-50%)、缩短成型周期,更重要的是提高了制件的表观质量及其机械使用性能。因此,GAIM一出现就受到了企业广泛的重视,并得以应用。目前,几乎所有用于普通注塑成型的热塑性塑料及部分热固性料都可以采用GAIM法来成型;GAIM塑件也已涉及到结构功能件等各个领域,尤其是在大型塑件上的应用,优势更为明显。如台湾华大机械有限公司与英国GIL公司合作研制的C2系列气体辅助注塑机及气体辅助注射部分(包括电脑控制系统),已能达到满足生产大型塑件的需要。
GAIM虽然具有普通注塑所不具备的许多优点,但它引入了如预注塑量,熔体/气体注射之间的延迟时间,充气注射压力、速率及时间等多个新工艺参数的调整,控制不好很容易出现如延迟线、将制品吹穿及“手指”效应(是指由于制件局部体积的收缩,形成的缺料要靠气道与制件壁间的熔体来补偿,从而使气体穿出气道形成指状分支的现象,在大平板类制件中特别容易出现)或气体反灌等问题[10]。因此,在国内,还主要应用于电视机外壳件上,如长虹、海信、康佳、厦华、熊猫等多家电视机厂先后引进了气辅注塑装置和技术;而在汽车行业中,随着新车型的引进和对高质量注塑件的要求,该技术也开始得到了应用,如成都航天塑胶集团已引进英国Gas Injection公司的气体注塑设备用于富康轿车门内装饰件的生产,且将开发其他新产品;虽然GAIM在国内一些行业中得到了一定的应用,但在如保险杠等一些特大型注塑件上的应用还不是很广泛,也缺乏一定的理论指导和实践经验,国外,可以说GAIM已成为工业发达国家和地区生产大型超厚、高精度或表观高清晰度塑料件所必不可少的成型方法。
近年来又发展了一些新的气体辅助注射技术,如液化气体辅助注射(LiquidGas-AssistedInjectionMolding)及振动气体辅助注射(VibratedGas As sistedInjectionMolding)及水辅助注射等。
液化气体辅助注射
液化气体辅助注射是将一种预热的、特殊的可气化的液体从喷嘴注入塑料熔体中,与塑料熔体一起进入模腔中的液体受到塑料熔体的加热而气化;在模腔中被气化的气体膨胀,使制件成为空心,并将熔体推向模腔表面。气体冷却后变为稳定状态存在于制件中,并不再冷凝成液体;与常规的气体辅助注射方法相比,热液体气化方法的主要优点是能在制件中产生很低的气体压力(2MPa,常规的气体辅助注射方法为3MPa),可应用于任何热塑性塑料,包括那些分子量较低,容易被吹穿的塑料。
振动气体辅助注射
振动气体辅助注射是通过将压缩气体的振荡向塑料熔体施加振动能量,从而达到控制制件微观结构,改善制品性能的目的。
水辅助注塑成型技术
水辅助注射技术(WIT)是一种新型的生产中空或者部分中空制品的成型方法。这种方法形成空腔的原理与气体辅助注射技术(GAIM)基本相似。WIT有着一个独特的优点:能够直接在制品内部进行冷却。由于水的热传导率是气体的40倍,热焓是气体的4倍;所以,WIT的冷却能力可以使制品的冷却循环时间降至GAIM的25%。除了明显缩短成型周期外,WIT能够成型壁厚更薄和更均匀的中空制品,更加节省原料;此外,WIT还可以生产内表面非常光滑的制件,这在GAIM中是很难达到的。
虽然20世纪70年代初期,人们已提出了采用液体如水、油或聚合物溶液的注射作为形成空心体的方法;但由于所用的柱塞和注射装置产生的压力太高,而达到的流速太低,故结果并不令人十分满意。如今,在德国亚琛市的德国塑料加工研究所(IKV)开发的WIT使这一古老的想法成为现实。IKV从1998年开始研发这种技术。德国Herford市的Sulo公司是第一个实施这种技术进行塑料加工的厂家。尽管如此,直到2000年10月底,在Fakuma展会上展出的一辆用WIT技术加工的全塑料超市手推车,才正式宣告WIT在商业中得到应用。现在,已有越来越多的厂家参加到WIT的研究、开发和完善中来。
1.气体辅助注射成型的局限,气体辅助注射成型技术突破了传统注射成型的限制,可灵活地应用于多种制件的成型。它在节省原料、防止缩痕、缩短冷却时间、提高表面质量、降低制品内应力、减小锁模力、提高生产效率,以及降低生产成本等方面具有显著的优点。但对于直径较大的介质导管的生产,GAIM工艺仍存在较大的残留壁厚,由于通过气体从内部传递热量,这就增加了冷却时间。伴随着较大的残余壁厚,制品壁面内部产生气泡的可能随之增加;为了避免这一缺点,气体的保压时间或者气体的压力释放时间被延长。显然,这就增加了循环时间。当制件的直径超过40mm时,在气道形成后,还会存在熔体沿着模壁向下流动的危险。因此,GAIM难以应用于直径较大的中空制品的成型。GAIM技术的不足刺激了人们对新的注射成型方法的开发研究,WIT应运而生。
气体辅助注塑成型(简称气辅成型)是塑料加工领域的一种新方法,80年代开始用于生产实际,目前在欧洲和北美广泛应用,亚洲的日本和韩国也已相继应用,我国的一些厂家也开始应用这项新技术。
气体辅助注射成型比传统注射成型多一个气体注射阶段,由气体推动塑料熔体充满模具型腔,因此在气辅成型制品设计和模具设计时必须提供明确的气道来引导气体的走向。气道几何尺寸的大小、截面形状的确定和位置的布置都会影响到气体的穿透和气体对熔体流动的干涉,从而最终影响到成型制品的质量。
根据气辅成型时射入型腔的熔融塑料的体积不同,气辅成型工艺大致可分为3种方式:a、中空成型,即熔体射入型腔充填到型腔体积的60-70%时,停止注射熔体,开始注入气体,直至保压冷却定型。这种工艺主要适用于类似把手、手柄之类的大壁厚塑料制品,应用效果最理想。b、短射,即熔体充填到型腔体积的90-98%时,开始进气。该方法主要用于较大平面的厚壁或偏壁制品。c、满射,即熔体充填至完全充满型腔时才注入气体,由气体填充因熔体体积收缩而产生的空间,并将气体保压和熔体保压配合使用,使制品翘曲变形大大降低,用于较大平面的薄壁制品成型,其工艺控制较复杂。前两种方法也称为缺料气辅注射法,后者称为满料气辅注射法。
2、气辅工艺原理
第一阶段:塑料注射:熔体进入型腔,遇到温度较低的模壁,形成一个较薄的凝固层。
第二阶段:气体入射:惰性气体进入熔融的塑料,推动中心未凝固的塑料进入尚未充满的型腔。
第三阶段:气体入射结束:气体继续推动塑料熔体流动直到熔体充满整个型腔。
第四阶段:气体保压结束:在保压状态下,气道中的气体压缩熔体,进行补料确保制件的外观。
3、气辅成型优点
l.消除产品表面缩痕,改善产品表面质量;
2.减少翘曲变形,减少流动条痕;
3.降低产品内应力,提高产品强度;
4.节省塑料原料,减轻制品重量(一般可减轻20-40%);
5.改善材料在制品断面上的分布,改善制品的刚性;
6.降低锁模力,射胶力和注塑机耗电量;
7.缩短成型时间,提高生产效率;
8.延长模具使用寿命,降低模具制造成本;
气辅产品展示
【概要描述】气辅成型产品展示及相关知识普及。
图片中的产品由美科模具制造及生产,使用注塑机设备为250吨(目前可以使用的设备可以达到1000吨机),成型周期240秒,产品重量310克;
气辅成型技术在注塑业中又称气体辅助注塑和中空成型,在近30年来发展起来的革新成型技术,也可说是注塑技术的第二次革命。目前该技术主要用于汽车、大型家电等大件注塑行业。
其主要原理是:先注入一定量的熔融塑胶(通常为90%-98%,以产品的总胶量而言)可通过分析计算+经验。然后再在熔融塑胶内注入高压氮气,高压氮气在熔融的塑胶内沿预设的路径形成气道(最好是和流向一致当然有特殊具体情况你决定)。使不到100%的熔融塑胶充满整个模腔,此后进入保压阶段,同时冷却,最后排气、脱模。高压氮气进入塑料后自然会穿越粘度低(温度高)和低压的部位,并中在冷却过程中利用气体高压来保压而紧贴模具壁成型。
此项技术除需传统注塑设备外,还需所体辅助注塑控制系统(新科益有MDI控制器),与传统的注塑成型相比,气体辅助注塑成型有下列优点:
1.减少内部的残留应力,从而减弱甚至完全消除翘曲变形状况,同时增加其机械强度和刚性。
2.成品壁厚部分的中央是中空的,可以减少原料,特别是短射和中空型的模具,塑料最多可以节约达30%。
3.减少或消除加强筋造成的表现收缩凹陷现象。
4.降低制品的收缩不均,提高制品的精密度。
5.设备耗减,大量减少锁模力,可以用小吨位的注塑机替代大吨位的注塑机。
6.利用气道来形成加强结构,提高成品的强度。
7.减少射入点。
8.缩短成期。
9.厚薄比大的制品也能通过气辅一次成型。
10。改变传统成品设计观念,能使用一体化设计来减少附属的零组件。
缺点:
1.由于所体具有压缩特征因而不容易作精确控制,加上对周围操作环境敏感,因此工艺的重复性与稳定性比传统工艺差。
2.国内技术和经验问题导致资源较浪费(废品率高)。
目前用于的产品有:汽车门把手、座椅、保险杠、门板、电视机外客、空调、冰箱、马桶........。
曾做过:汽车门把手、门板、雪上摩托前罩三类7款。
气体辅助注塑成型的预注塑部分与普通注塑成型一样,主要增加了一个氮气注射和回收系统。根据注气压力产生方式的不同,目前,常用的气体注射装置有以下两种:
(1)不连续压力产生法即体积控制法,如Cinpres公司的设备,它首先往汽缸中注入一定体积的气体(通常是氮气),然后采用液压装置压缩,使气体压力达到设定值时才进行注射充填。大多数的气辅注塑成型机械都采用这种方法,但该法不能保持恒定的高压力。
(2)连续压力产生法即压力控制法,如Battenfeld公司的设备,它是利用一个专用的压缩装置来产生高压气体。该法能始终或分段保持压力恒定,而且其气体压力分布可通过调控装置来选择设定。
气辅技术为许多原来无法用传统工艺注射成型的制件采用注射成型提供了可能,在汽车、家电、家具、电子、日常用品、办公自动化设备、建筑材料等几乎所有塑料制件领域已经得到了广泛地应用,并且作为一项带有挑战性的新工艺为塑料成型开辟了全新的应用领域。当前,气辅技术尤其适用于以下几方面的注塑制品:
管状、棒状制品: 如手柄、挂钩、椅子扶手、淋浴喷头等, 采用中空的结构,可在不影响制品功能和使用性能的前提下,大幅度节省原材料,缩短冷却时间和生产周期。
大型平板制件: 如汽车仪表板、内饰件格栅、商用机器的外罩及抛物线形卫生天线等。通过在制件内设置内置式气道,可以显著提高制品的刚度和表面质量,减少翘曲变形和表面凹陷,且大幅度地降低锁模力,实现在较小的机器上成型较大的制件。
厚、薄壁一体的复杂结构制品: 如电视机、计算机用打印机外壳及内部支撑和外部装饰件等。这类制品通常用传统注塑工艺无法一次成型,采用气辅技术提高了模具设计的自由度,有利于配件集成。
另外,对于大型塑料制件来说,用普通注塑模塑的方法成型,经常会出现熔接痕、缩痕、翘曲变形等缺陷,并且在成型过程中需要较大的注塑压力和锁模力,它对机器、模具及产品都会带来不利的影响。气体辅助技术的引入,突破了CIM的一些局限性和限制,它可以很好地克服CIM的种种缺陷,而且可降低原料成本(可使制件质量减少达10-50%)、缩短成型周期,更重要的是提高了制件的表观质量及其机械使用性能。因此,GAIM一出现就受到了企业广泛的重视,并得以应用。目前,几乎所有用于普通注塑成型的热塑性塑料及部分热固性料都可以采用GAIM法来成型;GAIM塑件也已涉及到结构功能件等各个领域,尤其是在大型塑件上的应用,优势更为明显。如台湾华大机械有限公司与英国GIL公司合作研制的C2系列气体辅助注塑机及气体辅助注射部分(包括电脑控制系统),已能达到满足生产大型塑件的需要。
GAIM虽然具有普通注塑所不具备的许多优点,但它引入了如预注塑量,熔体/气体注射之间的延迟时间,充气注射压力、速率及时间等多个新工艺参数的调整,控制不好很容易出现如延迟线、将制品吹穿及“手指”效应(是指由于制件局部体积的收缩,形成的缺料要靠气道与制件壁间的熔体来补偿,从而使气体穿出气道形成指状分支的现象,在大平板类制件中特别容易出现)或气体反灌等问题[10]。因此,在国内,还主要应用于电视机外壳件上,如长虹、海信、康佳、厦华、熊猫等多家电视机厂先后引进了气辅注塑装置和技术;而在汽车行业中,随着新车型的引进和对高质量注塑件的要求,该技术也开始得到了应用,如成都航天塑胶集团已引进英国Gas Injection公司的气体注塑设备用于富康轿车门内装饰件的生产,且将开发其他新产品;虽然GAIM在国内一些行业中得到了一定的应用,但在如保险杠等一些特大型注塑件上的应用还不是很广泛,也缺乏一定的理论指导和实践经验,国外,可以说GAIM已成为工业发达国家和地区生产大型超厚、高精度或表观高清晰度塑料件所必不可少的成型方法。
近年来又发展了一些新的气体辅助注射技术,如液化气体辅助注射(LiquidGas-AssistedInjectionMolding)及振动气体辅助注射(VibratedGas As sistedInjectionMolding)及水辅助注射等。
液化气体辅助注射
液化气体辅助注射是将一种预热的、特殊的可气化的液体从喷嘴注入塑料熔体中,与塑料熔体一起进入模腔中的液体受到塑料熔体的加热而气化;在模腔中被气化的气体膨胀,使制件成为空心,并将熔体推向模腔表面。气体冷却后变为稳定状态存在于制件中,并不再冷凝成液体;与常规的气体辅助注射方法相比,热液体气化方法的主要优点是能在制件中产生很低的气体压力(2MPa,常规的气体辅助注射方法为3MPa),可应用于任何热塑性塑料,包括那些分子量较低,容易被吹穿的塑料。
振动气体辅助注射
振动气体辅助注射是通过将压缩气体的振荡向塑料熔体施加振动能量,从而达到控制制件微观结构,改善制品性能的目的。
水辅助注塑成型技术
水辅助注射技术(WIT)是一种新型的生产中空或者部分中空制品的成型方法。这种方法形成空腔的原理与气体辅助注射技术(GAIM)基本相似。WIT有着一个独特的优点:能够直接在制品内部进行冷却。由于水的热传导率是气体的40倍,热焓是气体的4倍;所以,WIT的冷却能力可以使制品的冷却循环时间降至GAIM的25%。除了明显缩短成型周期外,WIT能够成型壁厚更薄和更均匀的中空制品,更加节省原料;此外,WIT还可以生产内表面非常光滑的制件,这在GAIM中是很难达到的。
虽然20世纪70年代初期,人们已提出了采用液体如水、油或聚合物溶液的注射作为形成空心体的方法;但由于所用的柱塞和注射装置产生的压力太高,而达到的流速太低,故结果并不令人十分满意。如今,在德国亚琛市的德国塑料加工研究所(IKV)开发的WIT使这一古老的想法成为现实。IKV从1998年开始研发这种技术。德国Herford市的Sulo公司是第一个实施这种技术进行塑料加工的厂家。尽管如此,直到2000年10月底,在Fakuma展会上展出的一辆用WIT技术加工的全塑料超市手推车,才正式宣告WIT在商业中得到应用。现在,已有越来越多的厂家参加到WIT的研究、开发和完善中来。
1.气体辅助注射成型的局限,气体辅助注射成型技术突破了传统注射成型的限制,可灵活地应用于多种制件的成型。它在节省原料、防止缩痕、缩短冷却时间、提高表面质量、降低制品内应力、减小锁模力、提高生产效率,以及降低生产成本等方面具有显著的优点。但对于直径较大的介质导管的生产,GAIM工艺仍存在较大的残留壁厚,由于通过气体从内部传递热量,这就增加了冷却时间。伴随着较大的残余壁厚,制品壁面内部产生气泡的可能随之增加;为了避免这一缺点,气体的保压时间或者气体的压力释放时间被延长。显然,这就增加了循环时间。当制件的直径超过40mm时,在气道形成后,还会存在熔体沿着模壁向下流动的危险。因此,GAIM难以应用于直径较大的中空制品的成型。GAIM技术的不足刺激了人们对新的注射成型方法的开发研究,WIT应运而生。
气体辅助注塑成型(简称气辅成型)是塑料加工领域的一种新方法,80年代开始用于生产实际,目前在欧洲和北美广泛应用,亚洲的日本和韩国也已相继应用,我国的一些厂家也开始应用这项新技术。
气体辅助注射成型比传统注射成型多一个气体注射阶段,由气体推动塑料熔体充满模具型腔,因此在气辅成型制品设计和模具设计时必须提供明确的气道来引导气体的走向。气道几何尺寸的大小、截面形状的确定和位置的布置都会影响到气体的穿透和气体对熔体流动的干涉,从而最终影响到成型制品的质量。
根据气辅成型时射入型腔的熔融塑料的体积不同,气辅成型工艺大致可分为3种方式:a、中空成型,即熔体射入型腔充填到型腔体积的60-70%时,停止注射熔体,开始注入气体,直至保压冷却定型。这种工艺主要适用于类似把手、手柄之类的大壁厚塑料制品,应用效果最理想。b、短射,即熔体充填到型腔体积的90-98%时,开始进气。该方法主要用于较大平面的厚壁或偏壁制品。c、满射,即熔体充填至完全充满型腔时才注入气体,由气体填充因熔体体积收缩而产生的空间,并将气体保压和熔体保压配合使用,使制品翘曲变形大大降低,用于较大平面的薄壁制品成型,其工艺控制较复杂。前两种方法也称为缺料气辅注射法,后者称为满料气辅注射法。
2、气辅工艺原理
第一阶段:塑料注射:熔体进入型腔,遇到温度较低的模壁,形成一个较薄的凝固层。
第二阶段:气体入射:惰性气体进入熔融的塑料,推动中心未凝固的塑料进入尚未充满的型腔。
第三阶段:气体入射结束:气体继续推动塑料熔体流动直到熔体充满整个型腔。
第四阶段:气体保压结束:在保压状态下,气道中的气体压缩熔体,进行补料确保制件的外观。
3、气辅成型优点
l.消除产品表面缩痕,改善产品表面质量;
2.减少翘曲变形,减少流动条痕;
3.降低产品内应力,提高产品强度;
4.节省塑料原料,减轻制品重量(一般可减轻20-40%);
5.改善材料在制品断面上的分布,改善制品的刚性;
6.降低锁模力,射胶力和注塑机耗电量;
7.缩短成型时间,提高生产效率;
8.延长模具使用寿命,降低模具制造成本;
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- 来源:冯必然原创
- 发布时间:2022-03-14 14:32
- 访问量:
气辅成型产品展示及相关知识普及。
图片中的产品由美科模具制造及生产,使用注塑机设备为250吨(目前可以使用的设备可以达到1000吨机),成型周期240秒,产品重量310克;
气辅成型技术在注塑业中又称气体辅助注塑和中空成型,在近30年来发展起来的革新成型技术,也可说是注塑技术的第二次革命。目前该技术主要用于汽车、大型家电等大件注塑行业。
其主要原理是:先注入一定量的熔融塑胶(通常为90%-98%,以产品的总胶量而言)可通过分析计算+经验。然后再在熔融塑胶内注入高压氮气,高压氮气在熔融的塑胶内沿预设的路径形成气道(最好是和流向一致当然有特殊具体情况你决定)。使不到100%的熔融塑胶充满整个模腔,此后进入保压阶段,同时冷却,最后排气、脱模。高压氮气进入塑料后自然会穿越粘度低(温度高)和低压的部位,并中在冷却过程中利用气体高压来保压而紧贴模具壁成型。
此项技术除需传统注塑设备外,还需所体辅助注塑控制系统(新科益有MDI控制器),与传统的注塑成型相比,气体辅助注塑成型有下列优点:
1.减少内部的残留应力,从而减弱甚至完全消除翘曲变形状况,同时增加其机械强度和刚性。
2.成品壁厚部分的中央是中空的,可以减少原料,特别是短射和中空型的模具,塑料最多可以节约达30%。
3.减少或消除加强筋造成的表现收缩凹陷现象。
4.降低制品的收缩不均,提高制品的精密度。
5.设备耗减,大量减少锁模力,可以用小吨位的注塑机替代大吨位的注塑机。
6.利用气道来形成加强结构,提高成品的强度。
7.减少射入点。
8.缩短成期。
9.厚薄比大的制品也能通过气辅一次成型。
10。改变传统成品设计观念,能使用一体化设计来减少附属的零组件。
缺点:
1.由于所体具有压缩特征因而不容易作精确控制,加上对周围操作环境敏感,因此工艺的重复性与稳定性比传统工艺差。
2.国内技术和经验问题导致资源较浪费(废品率高)。
目前用于的产品有:汽车门把手、座椅、保险杠、门板、电视机外客、空调、冰箱、马桶........。
曾做过:汽车门把手、门板、雪上摩托前罩三类7款。
气体辅助注塑成型的预注塑部分与普通注塑成型一样,主要增加了一个氮气注射和回收系统。根据注气压力产生方式的不同,目前,常用的气体注射装置有以下两种:
(1)不连续压力产生法即体积控制法,如Cinpres公司的设备,它首先往汽缸中注入一定体积的气体(通常是氮气),然后采用液压装置压缩,使气体压力达到设定值时才进行注射充填。大多数的气辅注塑成型机械都采用这种方法,但该法不能保持恒定的高压力。
(2)连续压力产生法即压力控制法,如Battenfeld公司的设备,它是利用一个专用的压缩装置来产生高压气体。该法能始终或分段保持压力恒定,而且其气体压力分布可通过调控装置来选择设定。
气辅技术为许多原来无法用传统工艺注射成型的制件采用注射成型提供了可能,在汽车、家电、家具、电子、日常用品、办公自动化设备、建筑材料等几乎所有塑料制件领域已经得到了广泛地应用,并且作为一项带有挑战性的新工艺为塑料成型开辟了全新的应用领域。当前,气辅技术尤其适用于以下几方面的注塑制品:
管状、棒状制品: 如手柄、挂钩、椅子扶手、淋浴喷头等, 采用中空的结构,可在不影响制品功能和使用性能的前提下,大幅度节省原材料,缩短冷却时间和生产周期。
大型平板制件: 如汽车仪表板、内饰件格栅、商用机器的外罩及抛物线形卫生天线等。通过在制件内设置内置式气道,可以显著提高制品的刚度和表面质量,减少翘曲变形和表面凹陷,且大幅度地降低锁模力,实现在较小的机器上成型较大的制件。
厚、薄壁一体的复杂结构制品: 如电视机、计算机用打印机外壳及内部支撑和外部装饰件等。这类制品通常用传统注塑工艺无法一次成型,采用气辅技术提高了模具设计的自由度,有利于配件集成。
另外,对于大型塑料制件来说,用普通注塑模塑的方法成型,经常会出现熔接痕、缩痕、翘曲变形等缺陷,并且在成型过程中需要较大的注塑压力和锁模力,它对机器、模具及产品都会带来不利的影响。气体辅助技术的引入,突破了CIM的一些局限性和限制,它可以很好地克服CIM的种种缺陷,而且可降低原料成本(可使制件质量减少达10-50%)、缩短成型周期,更重要的是提高了制件的表观质量及其机械使用性能。因此,GAIM一出现就受到了企业广泛的重视,并得以应用。目前,几乎所有用于普通注塑成型的热塑性塑料及部分热固性料都可以采用GAIM法来成型;GAIM塑件也已涉及到结构功能件等各个领域,尤其是在大型塑件上的应用,优势更为明显。如台湾华大机械有限公司与英国GIL公司合作研制的C2系列气体辅助注塑机及气体辅助注射部分(包括电脑控制系统),已能达到满足生产大型塑件的需要。
GAIM虽然具有普通注塑所不具备的许多优点,但它引入了如预注塑量,熔体/气体注射之间的延迟时间,充气注射压力、速率及时间等多个新工艺参数的调整,控制不好很容易出现如延迟线、将制品吹穿及“手指”效应(是指由于制件局部体积的收缩,形成的缺料要靠气道与制件壁间的熔体来补偿,从而使气体穿出气道形成指状分支的现象,在大平板类制件中特别容易出现)或气体反灌等问题[10]。因此,在国内,还主要应用于电视机外壳件上,如长虹、海信、康佳、厦华、熊猫等多家电视机厂先后引进了气辅注塑装置和技术;而在汽车行业中,随着新车型的引进和对高质量注塑件的要求,该技术也开始得到了应用,如成都航天塑胶集团已引进英国Gas Injection公司的气体注塑设备用于富康轿车门内装饰件的生产,且将开发其他新产品;虽然GAIM在国内一些行业中得到了一定的应用,但在如保险杠等一些特大型注塑件上的应用还不是很广泛,也缺乏一定的理论指导和实践经验,国外,可以说GAIM已成为工业发达国家和地区生产大型超厚、高精度或表观高清晰度塑料件所必不可少的成型方法。
近年来又发展了一些新的气体辅助注射技术,如液化气体辅助注射(LiquidGas-AssistedInjectionMolding)及振动气体辅助注射(VibratedGas As sistedInjectionMolding)及水辅助注射等。
液化气体辅助注射
液化气体辅助注射是将一种预热的、特殊的可气化的液体从喷嘴注入塑料熔体中,与塑料熔体一起进入模腔中的液体受到塑料熔体的加热而气化;在模腔中被气化的气体膨胀,使制件成为空心,并将熔体推向模腔表面。气体冷却后变为稳定状态存在于制件中,并不再冷凝成液体;与常规的气体辅助注射方法相比,热液体气化方法的主要优点是能在制件中产生很低的气体压力(2MPa,常规的气体辅助注射方法为3MPa),可应用于任何热塑性塑料,包括那些分子量较低,容易被吹穿的塑料。
振动气体辅助注射
振动气体辅助注射是通过将压缩气体的振荡向塑料熔体施加振动能量,从而达到控制制件微观结构,改善制品性能的目的。
水辅助注塑成型技术
水辅助注射技术(WIT)是一种新型的生产中空或者部分中空制品的成型方法。这种方法形成空腔的原理与气体辅助注射技术(GAIM)基本相似。WIT有着一个独特的优点:能够直接在制品内部进行冷却。由于水的热传导率是气体的40倍,热焓是气体的4倍;所以,WIT的冷却能力可以使制品的冷却循环时间降至GAIM的25%。除了明显缩短成型周期外,WIT能够成型壁厚更薄和更均匀的中空制品,更加节省原料;此外,WIT还可以生产内表面非常光滑的制件,这在GAIM中是很难达到的。
虽然20世纪70年代初期,人们已提出了采用液体如水、油或聚合物溶液的注射作为形成空心体的方法;但由于所用的柱塞和注射装置产生的压力太高,而达到的流速太低,故结果并不令人十分满意。如今,在德国亚琛市的德国塑料加工研究所(IKV)开发的WIT使这一古老的想法成为现实。IKV从1998年开始研发这种技术。德国Herford市的Sulo公司是第一个实施这种技术进行塑料加工的厂家。尽管如此,直到2000年10月底,在Fakuma展会上展出的一辆用WIT技术加工的全塑料超市手推车,才正式宣告WIT在商业中得到应用。现在,已有越来越多的厂家参加到WIT的研究、开发和完善中来。
1.气体辅助注射成型的局限,气体辅助注射成型技术突破了传统注射成型的限制,可灵活地应用于多种制件的成型。它在节省原料、防止缩痕、缩短冷却时间、提高表面质量、降低制品内应力、减小锁模力、提高生产效率,以及降低生产成本等方面具有显著的优点。但对于直径较大的介质导管的生产,GAIM工艺仍存在较大的残留壁厚,由于通过气体从内部传递热量,这就增加了冷却时间。伴随着较大的残余壁厚,制品壁面内部产生气泡的可能随之增加;为了避免这一缺点,气体的保压时间或者气体的压力释放时间被延长。显然,这就增加了循环时间。当制件的直径超过40mm时,在气道形成后,还会存在熔体沿着模壁向下流动的危险。因此,GAIM难以应用于直径较大的中空制品的成型。GAIM技术的不足刺激了人们对新的注射成型方法的开发研究,WIT应运而生。
气体辅助注塑成型(简称气辅成型)是塑料加工领域的一种新方法,80年代开始用于生产实际,目前在欧洲和北美广泛应用,亚洲的日本和韩国也已相继应用,我国的一些厂家也开始应用这项新技术。
气体辅助注射成型比传统注射成型多一个气体注射阶段,由气体推动塑料熔体充满模具型腔,因此在气辅成型制品设计和模具设计时必须提供明确的气道来引导气体的走向。气道几何尺寸的大小、截面形状的确定和位置的布置都会影响到气体的穿透和气体对熔体流动的干涉,从而最终影响到成型制品的质量。
根据气辅成型时射入型腔的熔融塑料的体积不同,气辅成型工艺大致可分为3种方式:a、中空成型,即熔体射入型腔充填到型腔体积的60-70%时,停止注射熔体,开始注入气体,直至保压冷却定型。这种工艺主要适用于类似把手、手柄之类的大壁厚塑料制品,应用效果最理想。b、短射,即熔体充填到型腔体积的90-98%时,开始进气。该方法主要用于较大平面的厚壁或偏壁制品。c、满射,即熔体充填至完全充满型腔时才注入气体,由气体填充因熔体体积收缩而产生的空间,并将气体保压和熔体保压配合使用,使制品翘曲变形大大降低,用于较大平面的薄壁制品成型,其工艺控制较复杂。前两种方法也称为缺料气辅注射法,后者称为满料气辅注射法。
2、气辅工艺原理
第一阶段:塑料注射:熔体进入型腔,遇到温度较低的模壁,形成一个较薄的凝固层。
第二阶段:气体入射:惰性气体进入熔融的塑料,推动中心未凝固的塑料进入尚未充满的型腔。
第三阶段:气体入射结束:气体继续推动塑料熔体流动直到熔体充满整个型腔。
第四阶段:气体保压结束:在保压状态下,气道中的气体压缩熔体,进行补料确保制件的外观。
3、气辅成型优点
l.消除产品表面缩痕,改善产品表面质量;
2.减少翘曲变形,减少流动条痕;
3.降低产品内应力,提高产品强度;
4.节省塑料原料,减轻制品重量(一般可减轻20-40%);
5.改善材料在制品断面上的分布,改善制品的刚性;
6.降低锁模力,射胶力和注塑机耗电量;
7.缩短成型时间,提高生产效率;
8.延长模具使用寿命,降低模具制造成本;
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