气辅注塑与水辅的技术比较
什么是水辅助注射成型技术
什么是水辅助注射成型技术?收藏水辅助注射成型技术，英文Water-AssistedInjectionMoldingTechnology，简称WAIM，另外有人称作WaterInjectionTechnology，简称WIT；是在气体辅助注射成型基础上发展起来的新技术，即用水来代替气体辅助熔体流动充模，最后用压缩空气将水从制品空腔中排出。
水辅助注射成型过程是利用增压器或空气压缩机产生高压水，经过活塞式的喷嘴将高压水注射到已经部分预充填熔体的型腔内，利用水的压力将熔体往前推而充满型腔。
以水不会蒸发的这种方式进行注射，水的前沿象一个位移柱塞那样作用在制品的熔融芯上，从水的前沿到熔体的过渡段，固化了一层很薄的塑料膜，它象一个高粘度的型芯，进一步推动聚合物熔体前进：待熔体冷却完成后，利用压缩空气将水从制品中压出，然后将制品顶出，形成中空的成型制品。
利用在高速的熔体流动过程水不会蒸发的这种特性，配合完善的工艺控制手段将水的优点完全展现出来，并且确保水的循环利用。
水辅助注射成型发展历程早在20世纪70年代初，就有人提出将流体(水、油等)注射到熔化聚合物中形成中空的概念，这就是后来称之为水辅助注射成型的技术。
但是，这种技术由于气体辅助注射成型的出现和广泛应用而被搁置一旁。
近年来，由于气体辅助注射成型技术使用中暴露出的一些不足，人们又转而对水辅助注射成型技术的研究工作发生兴趣。
目前这一技术的研发工作进步很大，并己得到商用。
据有关资料介绍水辅助注射成型技术的首次商业应用是德国Herford的SuloGmbH公司制造的全塑购物车。
这个项目开始于1998年，它用到了舒尔曼（Schulman）公司的PP材料和PME(ProjectManagementEngineering)公司水辅助注射成型技术，来成型一个有三条直径为20—60mm，长为800—1500mm水道的制品。
这个PP材料的购物车原来用气体辅助注射成型周期需要280s，而用水辅助注射成型只要68秒。
气体辅助注射成型的优点
气体辅助注射成型的优点
注射压力低
由于塑料熔体的流动速度与压力梯度的数值和熔体的流动性成正比，因此当熔体的流程增加而又要流动速度不变因。
在气体辅助注射成型中，由于气体是非粘性的，可以有效地把入口压力传递到气体与熔体的交界面而不产生明显的压力降，因此当气体推动熔体前进时，由于有效流程缩短，保持熔体前沿按一定速度前进所需的入口压力减小，由于所需注射压力减小，所需锁模力也减小，也可以降低对注塑机吨位和模具壁厚的要求，同时使得制件内应力较小。
制件质量提高
由于气体均匀地由近到远、由里到外地对熔体施压，因此型腔内压力分布比传统注塑成型均匀，致使保压冷却过程中产生的残余应力较小，制件翘曲变形程度减少，同时气体在保压阶段的二次穿透弥补了熔体在冷却时产生的体积收缩，有效地抑制了缩痕的产生。
另外，采用气体辅助注射成型可使制品中较厚的部分掏空，以减小甚至消除缩痕。
可用于成型壁厚差异较大的制品
采用气体辅助注射成型可以将制品较厚的部分掏空形成气道，从而保证制品的质量，因此采用这种工艺生产的制品在设计上自由度较大，可以将传统注塑成型时因制品壁厚差异较大，必须分为几个部分单独成型的制品合并起来，实现一次成型。
制品的刚度和强度增加
可以在不增加制品质量的情况下，通过气体加强筋增加制品的截面惯性矩，从而增加制品的刚度和强度。
节约原料
通过气体的穿透减轻制品质量。
生产效率高
冷却时间的减少使生产周期缩短，生产效率相应提高。
几种特殊的塑胶成型工艺
几种特殊的塑胶成型工艺1．气体(水)辅助注射成型气体辅助注射成型是自往复式螺杆注塑机咨询世以来，注射成型技术最重要的进展之一。
它通过高压气体在注塑制件内部产生中空截面，利用气体积压，减少制品残余内应力，排除制品表面缩痕，减少用料，显示传统注射成型无法比拟的优越性。
气体辅助注射的工艺过程要紧包括三个时期：起始时期为熔体注射。
该时期把塑料熔体注人型腔，与传统注射成型相同，然而熔体只充满型腔的60％－95％，具体的注射量随产品而异。
第二时期为气体注人。
该时期把高压惰性气体注人熔体芯部，熔体前沿在气体压力的驱动下连续向前流淌，直至充满整个型腔。
气辅注塑时熔体流淌距离明显缩短，熔体注塑压力能够大为降低。
气体可通过注气元件从主流道或直截了当由型腔进人制件。
因气体具有始终选择阻力最小（高温、低粘）的方向穿透的特性，因此需要在模具内专门设计气体的通道。
第三时期为气体保压。
该时期使制件在保持气体压力的情形下冷却．进一步利用气体各向同性的传压特性在制件内部平均地向外施压，并通过气体膨胀补充因熔体冷却凝固所带来的体积收缩（二次穿透），保证制品外表面紧贴模壁。
气辅技术为许多原先无法用传统工艺注射成型的制件采纳注塑提供了可能，在汽车、家电、家具、电子器件、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差不多得到了广泛的应用，同时作为一项带有挑战性的新工艺为塑料成型开创了全新的应用领域。
气辅技术专门适用于制作以下几方面的注塑制品：1）管状、棒状制品：如手柄、挂钩、椅子扶手、淋浴喷头等。
采纳中空结构，可在不阻碍制品功能和使用性能的前提下；大幅度节约原材料，缩短冷却时刻和生产周期。
2）大型平板制件：如汽车外表板、内饰件格栅、商用机器的外军及抛物线形卫星天线等。
通过在制件内设置式气道，能够显著提高制品的刚度和表面质量，减小翘曲变形和表面凹陷,大幅度降低锁模力，实现用较小的设备成型较大的制件。
3）厚、薄壁一体的复杂结构制品：如电视机、运算机、打印机外壳及内部支撑和外部装饰件等。
气辅注塑加工工艺与一般注塑工艺
气辅注塑加工工艺与一般注塑工艺气辅注塑加工工艺与一般注塑工艺气辅注塑加工工艺简介•气辅注塑加工工艺是一种新型的注塑加工方法。
•在传统注塑基础上，引入气辅装置，通过气体的辅助作用，实现更高效、更精确的注塑过程。
气辅注塑加工工艺的优势1.产品质量更高–气辅注塑加工工艺通过辅助气体的控制，可以更好地控制产品的密度和硬度，提高产品质量。
–与一般注塑相比，气辅注塑制品的表面质感更好，不易出现瑕疵和缺陷。
2.生产效率更高–气辅注塑加工工艺可以减少注塑周期，提高生产效率。
–气辅装置的运用使得材料更均匀地填充模具，降低了制品收缩率和成型周期。
3.节约原材料–气辅注塑加工工艺由于材料分布更均匀，减少了材料的浪费。
–相比较于一般注塑，气辅注塑制品在制造时所需的原材料用量更少。
4.环保节能–气辅注塑加工工艺不需要额外的加热或冷却设备，节约了能源。
–通过优化制程，减少了废品率，降低了对环境的负面影响。
气辅注塑加工工艺的应用领域•电子产品：手机壳、电池壳、硬盘壳等。
•汽车配件：车灯壳、仪表板、车门把手等。
•家居用品：儿童玩具、家具配件、文具等。
一般注塑工艺的特点与局限性•一般注塑工艺在制品的表面平整度和精度方面有一定的局限性。
•一般注塑制造过程中，因为材料无法完全填充到模具中的每个角落，易产生瑕疵和缺陷。
结语气辅注塑加工工艺相对于一般注塑工艺具有众多优势，无论是产品质量、生产效率还是原材料的节约都占有明显的优势。
在如今注塑加工行业日益竞争激烈的背景下，气辅注塑加工工艺的应用前景非常广阔。
希望本文能对读者对气辅注塑加工工艺与一般注塑工艺有更深入的了解。
气辅注塑加工工艺的工作原理1.注塑过程中，将塑料颗粒加热融化。
2.融化的塑料通过注塑机的螺杆被注入模具腔中。
3.气辅装置通过喷嘴向注入的塑料中喷入压缩空气。
4.压缩空气通过气门控制，辅助塑料充填模具，使得塑料更加均匀地填充到模具的每个角落。
5.注塑机冷却塑料，然后开模取出制品。
汽车内饰主流的六大制造工艺
汽车内饰主流的六大制造工艺随着汽车技术的快速发展，大量的新技术、新材料和新工艺在汽车上得到广泛应用尤其是对汽车内饰的精致性、舒适性和豪华性要求越来越高。
而满足用户对汽车内饰的要求，更离不开汽车内饰的各种制造工艺。
为此，今天小编针对当前汽车内饰的主流制造工艺及应用情况进行了介绍。
一、搪塑成型1. 什么是搪塑成型搪塑成型，又称旋转成型，主要用于制作软质仪表板和门护板的表皮。
该技术起源于日本，在21世纪初才开始引进国内的，最初只在少数合资企业中得到应用，直到近几年才在国内的自主品牌中开始逐步应用。
2. 优点与缺点优点：原材料来源广泛，价格便宜，有着丰富的设计和生产经验，表皮的花纹不仅清晰、美观，而且一致性非常好。
可以设计出比较复杂的型面特征，制得的产品有良好的弹性和低收缩率。
缺点：模具的投资成本大，且寿命短（一般模具的质量保证只有2~3万次表皮寿命）；设备的投资成本大；需要不断清理模具，导致辅助工时较长。
3. 成型工艺原理图搪塑工艺先将带有表面花纹的搪塑模具加热到搪塑表皮的成型温度，然后将粉箱与搪塑模扣合，使之按设定的程序进行旋转。
当粉料熔化并粘附于模具表面达到一定厚度后，脱开粉箱；接着，继续加热模具的外表面，使模具内表面的搪塑表皮得以塑化烧结；最后，快速冷却模具外表面，使表皮冷却成型。
二、PU（聚氨酯）喷涂PU喷涂工艺是近几年迅速发展起来的一种新的表皮成型工艺，主要用于仪表板的表皮和护板的表皮等。
1. 成型工艺图 PU喷涂表皮的生产流程PU喷涂是指先在表皮成型模表面喷上脱模剂，而后再喷涂模内漆（可根据产品需要喷涂不同颜色的模内漆），随后喷涂液态的PU原料（可通过喷涂机械手控制表皮的厚度），最后冷却起模。
2. 相比于搪塑工艺的优势第一部分搪塑工艺和PU喷涂工艺都是软质仪表板表皮的主要制作工艺，但相对于搪塑工艺而言，PU喷涂有许多优点，比如：可实现双色仪表板表面，使得造三、模内转印（IMD）1. 模内转印概念与应用模内转印是一种在成型过程中与装饰同步进行的工艺。
八大塑料注塑成型技术及特点
八大塑料注塑成型技术及特点气辅注塑（GAIM）成型原理：气辅成型（GAIM）是指在塑胶充填到型腔适当的时候（90%~99%）注入高压惰性气体，气体推动融熔塑胶继续充填满型腔，用气体保压来代替塑胶保压过程的一种新兴的注塑成型技术。
特点：•减少残余应力、降低翘曲问题；•消除凹陷痕迹；•降低锁模力；•减少流道长度；•节省材料；•缩短生产周期时间；•延长模具寿命；•降低注塑机机械损耗；•应用于厚度变化大之成品。
GAIM可用于生产管状和棒状制品、板状制品以及厚薄不均的复杂制品。
水辅注塑(WAIM)成型原理：水辅注塑(WAIM)是在GAIM 基础上发展起来的一种辅助注塑技术,其原理和过程与GAIM类似。
WAIM用水代替GAIM的N2做为排空、穿透熔体和传递压力的介质。
特点：与GAIM相比,WAIM具有不少优势•水的热传导率和热容量比N2大得多,故制品冷却时间短,可缩短成型周期;•水比N2更便宜,且可循环使用;•水具有不可压缩性,不容易出现手指效应,制品壁厚也较均匀;•气体易渗入或溶入熔体而使制品内壁变粗糙,其至在内壁产生气泡,而水不易渗入或溶入熔体,故可制得内壁光滑的制品。
精密注塑成型原理：精密注塑是指能成型内在质量、尺寸精度和表面质量均要求很高的产品的一类注塑技术。
其生产出来的塑胶制品的尺寸精度，可以达到0.01mm 以下，通常在0.01～0.001mm之间。
特点：•制件的尺寸精度高，公差范围小，即有高精度的尺寸界限精密塑胶制件的尺寸偏差会在0.03mm以内，有的甚至小到微米级，检测工具依赖于投影仪。
•制品重复精度高主要表现在制件重量偏差小，重量偏差通常在0.7%以下。
•模具的材料好，刚性足，型腔的尺寸精度、光洁度以及模板间的定位精度高•采用精密注射机设备•采用精密注射成型工艺精确控制模具温度、成型周期、制件重量、成型生产工艺。
•适用的精密注射成型材料PPS、PPA、LCP、PC、PMMA、PA、POM、PBT、加玻纤或碳纤的工程材料等。
水辅注塑成型入门
蚀性。
一些加工厂家将聚丙烯用在水辅工艺中，另外一些厂家则正在评估非填充型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、乙缩醛及聚对苯二甲酸丁二醇脂（PBT）等基料的相关应用。
应用前景
水辅注塑成型技术主要在欧洲得到发展，这意味着在欧洲这一技术的商业应用比在北美或亚洲更为领先。
它的应用涉及车用部件、消费品部件及工业用部件。
典型的应用有手柄、顶架、摇杆盖、车门组块、铲子、托架、椅子和办公家具等。
这些管状组件中有些过去采用气辅成型技术生产，但用水辅技术更为适合。
法国L av ans-lès-St.-Claude的Smoby SA公司生产的三轮车把和前轮支叉是采用水辅注塑成型的一个范例。
这套车把-前叉三组件由聚丙烯制成。
车把重约400克，前叉重约350克。
壁厚为20-40毫米。
使用Battenfeld公司的Aquamold系统，水辅的应用使其成型周期较之气辅注塑成型减少了约40%。
BMW公司的机油油尺现正采用Engel公司的Watermelt水辅工艺生产。
此标管长450毫米，有着15毫米的外径和6.5毫米的壁厚。
油尺由杜邦公司的水辅注塑尼龙制成。
紧密容忍度要求油尺公隙不超过1毫米。
汽车内饰主流的六大制造工艺
汽车内饰主流的六大制造工艺随着汽车技术的快速发展，大量的新技术、新材料和新工艺在汽车上得到广泛应用尤其是对汽车内饰的精致性、舒适性和豪华性要求越来越高。
而满足用户对汽车内饰的要求，更离不开汽车内饰的各种制造工艺。
为此，今天小编针对当前汽车内饰的主流制造工艺及应用情况进行了介绍。
一、搪塑成型1. 什么是搪塑成型搪塑成型，又称旋转成型，主要用于制作软质仪表板和门护板的表皮。
该技术起源于日本，在21世纪初才开始引进国内的，最初只在少数合资企业中得到应用，直到近几年才在国内的自主品牌中开始逐步应用。
2. 优点与缺点优点：原材料来源广泛，价格便宜，有着丰富的设计和生产经验，表皮的花纹不仅清晰、美观，而且一致性非常好。
可以设计出比较复杂的型面特征，制得的产品有良好的弹性和低收缩率。
缺点：模具的投资成本大，且寿命短（一般模具的质量保证只有2~3万次表皮寿命）；设备的投资成本大；需要不断清理模具，导致辅助工时较长。
3. 成型工艺原理图搪塑工艺先将带有表面花纹的搪塑模具加热到搪塑表皮的成型温度，然后将粉箱与搪塑模扣合，使之按设定的程序进行旋转。
当粉料熔化并粘附于模具表面达到一定厚度后，脱开粉箱；接着，继续加热模具的外表面，使模具内表面的搪塑表皮得以塑化烧结；最后，快速冷却模具外表面，使表皮冷却成型。
1. 成型工艺图膜内转印的膜片结构2. 成型工艺图膜内转印的制作工艺流程是指将事先设计有不同花纹的膜片在合模前吸附到注塑模具的型腔表面，再将熔融状态的塑胶（一般为PC+ABS）注射到模具内，从而使膜片与塑胶融合为一体。
3. 优点与缺点优点：1）一体成型，制程简化，降低生产/库存成本及工时，缩短产品制造周期，提高生产效率；2）各类可靠性测试均为业界最高水准，保证产品的稳定性及耐久性；3）高自动化生产，保证高良品率稳定生产；4）采用自动印刷及环保油墨，符合环保要求；5）可作多色印刷，如木纹丶炭纤维丶金属色系等。
产品表面纹理及坑纹可同时着色。
注塑成型过程中气体辅助成型技术的应用前景探讨
注塑成型过程中气体辅助成型技术的应用前景探讨气体辅助成型技术是注塑成型过程中的一种新型辅助成型技术。
通过气体辅助，可以在注塑成型过程中形成中空结构或内腔结构，从而实现更加复杂的产品设计和制造。
本文将就气体辅助成型技术的应用前景进行探讨。
一、气体辅助成型技术的原理和优势气体辅助成型技术是在注塑成型过程中通过注入气体来形成产品内部空洞或内腔结构的一种技术。
其原理是在注塑过程中，先在产品的一部分或全部空腔中注入压缩空气或氮气等气体，然后在注塑过程中根据产品设计的需要控制气体的压力和流动，使气体膨胀，从而形成所需的空洞或内腔。
相对于传统的注塑成型技术，气体辅助成型技术具有以下优势：1. 实现产品轻量化：通过气体辅助成型，可以在产品内部形成空洞或内腔结构，减少产品的材料用量，从而实现产品轻量化，降低物料成本，并且可以降低产品重量，提高产品的使用性能。
2. 提高产品的强度和刚度：通过气体辅助成型，可以在产品内部形成加强筋和骨架结构，提高产品的强度和刚度，使产品更加坚固耐用。
3. 实现产品设计的更大自由度：通过气体辅助成型，可以在产品设计上实现更大的自由度，灵活性更高，可以制造出更为复杂、精密的产品。
4. 提高生产效率：由于气体辅助成型可以一次性实现多个镶嵌件的成型，因此可以提高生产效率，降低生产成本。
5. 减少废品率：气体辅助成型能够减少由于变形、翘曲等问题导致的废品率，提高产品的成形质量。
二、气体辅助成型技术的应用前景随着工业自动化水平的提高和人们对产品质量和性能要求的提高，气体辅助成型技术在注塑成型中的应用前景越来越广阔。
以下是其应用前景的具体探讨：1. 制造电子产品组件在电子产品制造过程中，一些组件需要在内部形成空洞或内腔结构，以容纳电路板和电子元器件。
传统注塑成型很难实现这种内部空洞的制造，而气体辅助成型技术能够轻松地实现这种需求。
因此，气体辅助成型技术在制造电子产品组件方面有着广阔的应用前景。
2. 制造汽车零部件汽车行业是注塑成型的重要应用领域之一，而气体辅助成型技术正好满足了汽车零部件制造上的一些需求。
注塑成型中的气体辅助技术应用
注塑成型中的气体辅助技术应用注塑成型中的气体辅助技术应用注塑成型是一种常用的塑料加工方法，通过将熔化的塑料注入模具中，经过冷却固化后得到所需的塑料制品。
然而，在注塑成型过程中，常常会出现一些问题，如缺陷、翘曲等。
为了解决这些问题，气体辅助技术在注塑成型中得到了广泛的应用。
气体辅助技术是指在注塑成型过程中，通过向模具中注入气体，利用气体的性质对塑料进行辅助成型的一种方法。
在注塑成型过程中，通过在模具中注入气体，可以改善产品表面质量，减少翘曲和缩水等缺陷，提高产品的整体性能。
首先，气体辅助技术可以改善产品的表面质量。
在注塑成型中，由于塑料的热胀冷缩和浇注冷却的不均匀性，常常会出现产品表面的缺陷，如气泡、痕迹等。
通过在模具中注入气体，可以使塑料在充填过程中更加均匀，减少气泡的产生，从而改善产品的表面质量，使其更加光滑。
其次，气体辅助技术可以减少产品的翘曲和缩水。
在注塑成型中，由于塑料的收缩性质，产品往往会出现翘曲和缩水等问题。
通过在模具中注入气体，可以产生一定的气压，使塑料在冷却固化过程中更加均匀，减少翘曲和缩水的可能性，从而提高产品的几何稳定性和尺寸精度。
最后，气体辅助技术可以改善产品的整体性能。
在注塑成型中，由于塑料的结晶性质，产品往往会出现内部应力集中的问题，从而影响产品的强度和韧性。
通过在模具中注入气体，可以使塑料在充填过程中形成空腔结构，减少内部应力的集中，提高产品的整体性能，使其更加坚固耐用。
综上所述，气体辅助技术在注塑成型中的应用可以改善产品的表面质量，减少翘曲和缩水，提高产品的整体性能。
随着技术的不断发展，气体辅助技术在注塑成型中的应用前景更加广阔，将为塑料制品的生产提供更多的可能性。
气辅注塑与水辅注塑
气辅注塑与水辅注塑基于相似的工艺技术，因此，其适用范围也类似。
那么，这两种技术之间的差别在哪里？这两种技术各自的适用范围都在哪里？气辅注塑成型作为一项非常成熟的技术已经在塑料加工业有了多年的应用历史，其中该技术一个最重要的应用领域就是厚壁塑件的生产，例如生产手柄及其类似产品等。
板型件或其他具有局部加厚区的塑件也是气辅注塑重要的应用领域。
与之相对应的水辅注塑成型技术却是一项新技术，从德国塑料加工研究所（IKV）公布水辅注塑技术的初步成果到现在还只有六个年头，然而，这种技术一直快速发展着。
水辅注塑技术发明不久，人们便利用该技术加工出一种超市手推车配件。
之后，人们利用水辅注塑成型批量生产的手柄与截面积大的杆形塑件。
从实际生产来看，具有功能空间或流道的塑件开始越来越多地应用水辅注塑成型技术。
巴顿菲尔以IKV完成的基础研究和其在气辅注塑技术领域的经验为基础，开发出了组合式水辅注塑成型生产系统。
该生产系统由压力产生器、压力控制模块和控制装置组成。
同时，适应特殊要求的专用注射器组件也被开发出来。
巴顿菲尔拥有经销商标名为“Airmold”（气辅注塑）和“Aquamold”(水辅注塑)的两种产品。
水与氮气的比较优势气辅注塑技术被用于生产杆型部件时能够减轻部件重量与周期时间。
气辅注塑也有助于大幅降低或者完全消除平面塑件的壁厚区域、变形和皱缩痕迹，从而提高塑件质量。
水的导热率约为氮气的40倍，热容量是氮气的4倍。
除了普通模具冷却以外，注水会引起塑件的“内部冷却”，与气体相比，冷却时间缩短达70%，塑件达到所需脱模温度要快很多。
同时，水也是一种不可压缩和价廉的介质。
用水来代替氮气将使模腔内表面质量更好。
除了可以加工更大的部件以外，水辅注塑形成更均匀的壁厚，降低了残余壁厚。
水辅注塑与气辅注塑可以被用于不同的工艺方法中。
他们在机器的使用方面并无不同，但在模具设计与工艺控制上有所区别。
水辅注塑是类似气辅注塑的两步过程：首先模腔部分完全地被熔体填充；在第二步中，注射水形成空腔。
气辅成型工艺
气辅成型工艺
气辅成型工艺是一类工艺，它将空气与塑料原料相结合，用于制造精密塑料件，主要用于汽车、电器、日化等行业。
一、气辅成型工艺的优点
1、产品精度高。
气辅成型工艺可以为制造的产品带来极高的精度，使产品的尺寸准确无误。
2、可以大大降低产品的成本。
相比传统的冲压成形技术，气辅成型工艺可以节约原材料，更低的生产成本和能源消耗大大降低产品成本。
3、噪音降低。
气辅成型过程几乎没有噪音，可以为操作者带来良好的工作环境。
二、气辅成型工艺的缺点
1、产品精度无法得到保证。
空气力加工速度较快，但很难控制空气流量，因此产品的精度无法得到保证。
2、加工质量不稳定。
由于空气流动的速度不够稳定，产品的加工质量有可能不稳定，影响最终的产品质量。
3、生产效率低。
由于气辅成型工艺的循环加工过程较为复杂，时间耗费较长，因而生产效率较低。
三、气辅成型工艺的发展前景
气辅成型工艺是一种新兴的工艺，它可以将塑料原料和空气相结合，制造出精密的表面结构，从而可以满足多种不同行业客户的要求。
可持续发展和资源节约能力也使得它在未来有良好的发展前景，可以期待更多的应用场景出现。
水辅注塑
高分子材料科学与工程研讨会水辅助注塑的实验研究*黄汉雄，邓志武（华南理工大学工业装备与控制工程学院，塑料橡胶装备及智能化研究中心，广州510640）水辅助注塑（W AIM）是一种新型的中空成型方法，其成型原理与气体辅助注塑（GAIM）的基本相似。
W AIM技术除了可减少或消除翘曲、避免凹痕、节省原料、降低制品内应力、减小锁模力外，可生产壁厚更薄、更均匀，内表面较光滑的制件（GAIM很难达到）。
水辅助注塑主要用于成型管或棒状制品、大型板状制品或厚度不均匀的复杂制品，如介质导管、汽车门把手、汽车顶梁、踏板、扶手等。
本文采用短射法，对水辅助注塑弯曲状导管的水穿透长度、沿水穿透方向的残留壁厚和壁厚偏差率以及结晶度进行研究。
1. 实验实验设备：采用本课题组自主研发的水辅助注塑设备，其主要由注塑机、高压水产生装置、模具、模温控制装置、注水喷嘴等构成，其中高压水产生装置的工作介质为自来水、最大流量为30 L/min、最高注水压力为25MPa，成型的制品是弯曲状导管，如图1所示，其外径18 mm，总长387.5 mm。
实验材料：聚丙烯（PP），牌号CJS700，中国石油化工股份有限公司广州分公司。
实验方法：采用单因素实验法进行研究。
改变的工艺参数包括熔体注射量、注水压力、熔体温度和注水延迟时间，其中选择熔体注射量68.5 %、注水压力6 MPa、熔体温度230 ℃、注水延迟时间3 s为基准参数。
每组实验重复5次。
样品测试：测量制品上从注水口至水道末端的流动长度即水穿透长度，分别测量制品上5个平直段S1、S3、S5、S7和S9的中间位置P1、P3、P5、P7和P9(见图1)的平均残留壁厚。
分别靠近水道开始位置(P1)和末端位置(P9)选取外壁、中间位置和内壁约4mg的材料作为试样，采用德国NETZSCH公司生产的DSC 204型示差扫描量热仪进行热分析。
2. 结果与分析图2示出了上述四种工艺参数对水辅注塑PP弯管水穿透长度和残留壁厚的影响。
水辅助注塑成型技术及其进展
三 水辅助注塑成型技术的加工原理
➢ 水和气体之间主要的差异是气体具有可压缩性,而水不 能.正是由于相对于气体,水的粘度和不可压缩性使得 水能够在中空成型中起作用.在注射期间,以水不会蒸 发的方式注射时,水的前沿象一个移动柱塞那样作用在 制件的熔融芯上,从水的前沿到熔体的过渡段,固化了 一层很薄的塑料膜,它象一个高粘度的型芯,进一步推 动聚合物熔体,从而将制件掏空.水压推动它前进的同 时,水还对熔体进行冷却.最后利用重力或者压缩空气 将水从制件中排出,流进一个储罐,水可以再循环使 用.WAIM能极大地缩短制品的成型周期,可用于生产轻 质、坚固的中空制品,并具有良好的外观效果.
➢ 如何确定合适的水温、水压、流速以及熔 体内部水的流动对树脂结晶化的淬火和制 品性能的影响.
➢ 在注水前,注射压力和工艺方法在各个方面 都是不变的,这就提出了怎么样注水和在哪 注水的问题以及怎样把水排出去,用什么相 关的设备和控制技术来完成等问题.其他问 题集中在注水孔和阀门的设计以及模具的 调整方面,特别是水的密封问题.这也是水辅 助注塑成型不会很快取代气体辅助成型的 原因所在.
二 制品表面无缩痕
水辅助成型中注入模腔的熔体,是在高达近 三0 Mpa的水压力作用下紧贴模腔壁流动与 冷却固化的,制品的整个成型收缩与冷却定 型过程始终受到来自制品芯部的水压力的 作用.制品壁厚密度高,冷却均匀,收缩一致, 表面平整无缩痕,没有翘曲与扭曲变形,外观 质量好.
三 可成型薄壁和内表面光滑的制品
四 减小壁厚,节省材料
➢ 水辅助成型可成型比气体辅助成型所能达 到的壁厚更薄的制品.因而节省材料,减轻制 品重量,降低成本.研究表明水辅助注射成型 可节省材料三0%～四0%.
五 制品结构更均匀
➢ 气体辅助注塑时,由于产品空腔内部的传热 性差以及低冷却率,因此内侧会形成较粗大 的结晶结构.相反,水辅注塑时,因为水对内侧 的良好冷却作用,制品的内部结构与普通注 塑相似,即制品断面内材料结构比较对称,制 品具有较小的晶相结构.
水辅助注射成型技术简介
水辅助注射成型技术的发展及应用鲁贵祥(郑州大学力学与工程科学学院，河南郑州，450001)摘要：介绍了水辅助注射成型技术的发展过程、原理及研究现状。
并对水辅助注射成型技术的仿真研究和实验研究进行简单的总结。
最后，对水辅助注射成型技术的难点、不足及研究方向进行了展望。
关键词：水辅助，仿真，实验，原理0 引言塑料加工技术先后依次经历了注射成型、注射压缩成型、气体辅助注射成型和液体辅助注射成型，其中前三种技术已经发展的相当的成熟。
液体辅助注射成型技术是最近几年新型的技术，其中液体大多数情况下是指的水，因此也叫水辅助注射成型。
水辅助注射成型概念的提出可以追溯到上世纪70年代，但由于当时的技术条件达不到水辅助注射成型所需的技术条件而转为发展气体辅助注射成型，气体辅助注射成型在发达国家的塑料制品生产的技术已经非常的成熟，但是由于气体在注射成型的过程中经常会出现穿透熔体和发泡现象，且经常会造成制品表面有收缩痕迹及内表面粗糙等缺点，而且气体辅助注射成型技术的成型周期长，而且气体的储存和高压设备及其昂贵，使得生产成本较高，生产效率较低。
近年来随着技术的逐渐进步，原先水辅助注射成型所需的技术条件完全能达到，因此水辅助注射成型技术又重新获得了重视。
水辅助注射成型技术具有生产周期短、注射压力低、制品的翘曲变形小、表面质量好以及容易加工壁厚差异较大的制品等优点。
1 水辅助注射成型技术1.1 水辅助注射成型技术原理水辅助注射成型技术是利用增压器或空气压缩机产生高压水，经过喷嘴将高压水注射到已预先部分填充熔体的型腔内，利用水的压力将熔体前推充满型腔，水辅助注射成型过程可以分为三个阶段：聚合物的部分填充、注入水及水的保压和冷却。
1.2 水辅助注射成型技术的成型方法与气体辅助注射成型过程类似，水辅助注射成型过程有4中方法：1）短射法、2）返流法、3）溢流法、4）流动法（1）短射法：其工艺过程是先将塑料熔体部分注入型腔内，其次是水的注入，然后再注入剩余的熔体，推动塑料熔体到达型腔的末端并进行保压，通过各种阀门的控制注射的熔体和注射的水的流动。
气体辅助注塑成型技术研究
气体辅助注塑成型技术研究气体辅助注塑成型技术是近年来发展起来的一项新型注塑成型技术。
与传统注塑成型技术相比，其最大的优点是可以在注塑过程中控制气体压力，从而在塑料制件中形成中空区域或类似泡沫的结构，改善制件的物理性能和外观质量。
气体辅助注塑成型技术的基本原理是在注塑射出过程中，通过向塑料中注入惰性气体（如氮气、空气）来改变塑料的结构和性质。
在注塑成型过程中，首先将塑料材料加热至熔融状态，然后将熔融塑料通过射出装置注入模具中形成塑料制件。
在这个过程中，通过向塑料中注入气体来影响塑料的形态和性质，从而得到具有更好物理性能和外观质量的塑料制件。
具体来说，气体辅助注塑成型技术主要分为两种形式：一种是在注塑成型过程中向塑料中注入惰性气体，如氮气、空气等，以形成中空区域或类似泡沫的结构；另一种是在注塑成型过程中通过向模腔中加压气体来控制塑料的形态和性质。
气体辅助注塑成型技术的应用范围非常广泛，其中最典型的应用就是制造汽车零部件。
比如，汽车中的仪表盘、门板、车顶、挡风玻璃支架等都可以通过气体辅助注塑成型技术来制造。
此外，气体辅助注塑成型技术还可以应用于家具、电子产品、医疗器械等领域。
气体辅助注塑成型技术相对于传统注塑成型技术的优点主要有以下几个方面：首先，可以大大降低制造成本。
在传统注塑成型过程中，由于塑料结构设计的限制，往往需要采用更大的注塑机和更多的材料，从而带来更高的制造成本。
而在气体辅助注塑成型技术中，通过控制气体压力，可以有效减小制品的体积和重量，降低成本。
其次，可以提高制品的质量。
在气体辅助注塑成型过程中，通过向塑料中注入惰性气体可以形成中空区域或类似泡沫的结构，从而使得制品具有更好的物理性能和外观质量。
比如，汽车零部件可以通过气体辅助注塑成型技术来制造，可以使得这些零部件更轻、更坚固，有效提高车辆整体性能。
最后，气体辅助注塑成型技术还可以提高生产效率。
由于气体辅助注塑成型技术可以使得制品更容易脱模，同时生产过程也更加稳定，从而大大提高生产效率和制品质量。
气体辅助注塑成型技术简介
六、气道形式：
A、气道沿产品加强筋 B、局部中空
气道
气道
气道
气道
六、气道形式：
• C、全部中空
七、我厂第一副气辅产品－前门拉手 （LZ111-6402101）
八、前门拉手采用气辅方案：
八、前门拉手采用气辅方案：
谢谢！
——END——
1、节省塑胶原料，节省率可高达40%；
汽车扶手： 内部中空
二、采用气体辅助注塑技术的优点：
2、解决和消除产品表面收缩痕问题； 气辅前 气辅后
收缩痕
二、采用气体辅助注塑技术的优点：
2、解决和消除产品表面收缩痕问题；
气辅前（云雀汽车保险杠） 气辅后
收缩痕
收缩痕
二、采用气体辅助注塑技术的优点：
3、缩短产品的生产周期； 4、简化产品繁复的设计； 5、降低产品的内应力，使产品不变形； 6、降低模腔内的压力，使模具损耗减少和提高 模具的工作寿命； 7、降低注塑机的锁模压力，可高达50%； 8、提高注塑机的工作寿命和降低耗电量。
气体辅助注塑成型技术简介
一、气体辅助注塑原理： 气体辅助注塑原理是把高压氮气经气辅 主控制器（分段压力控制系统）直接注射入 模腔内塑化塑料里，使塑件内部膨胀而造成 真空，但仍然保持产品表面的外形完整无缺， 减小产品表面的收缩、产品变形和翘曲，从 而达到提高产品的质量，降低成本的目的。
二、采用气体辅助注塑技术的优点：
四、气体辅助注塑整系统的原理图：
A、整套系统 氮气 发生 器
单相电源
低压 贮气缸
压缩空气
电动 高压 增压机 三相电源
高压 贮气缸
气辅 主控 制器
模具
单相电源
B、简易系统 氮气 缸瓶
气动 高压 增压机 压缩空气
气辅注塑与水辅的技术比较
气辅注塑与水辅注塑基于相似的工艺技术，因此，其适用范围也类似。
那么，这两种技术之间的差别在哪里？这两种技术各自的适用范围都在哪里？气辅注塑成型作为一项非常成熟的技术已经在塑料加工业有了多年的应用历史，其中该技术一个最重要的应用领域就是厚壁塑件的生产，例如生产手柄及其类似产品等。
板型件或其他具有局部加厚区的塑件也是气辅注塑重要的应用领域。
与之相对应的水辅注塑成型技术却是一项新技术，从德国塑料加工研究所（IKV）公布水辅注塑技术的初步成果到现在还只有六个年头，然而，这种技术一直快速发展着。
水辅注塑技术发明不久，人们便利用该技术加工出一种超市手推车配件。
之后，人们利用水辅注塑成型批量生产的手柄与截面积大的杆形塑件。
从实际生产来看，具有功能空间或流道的塑件开始越来越多地应用水辅注塑成型技术。
巴顿菲尔以IKV完成的基础研究和其在气辅注塑技术领域的经验为基础，开发出了组合式水辅注塑成型生产系统。
该生产系统由压力产生器、压力控制模块和控制装置组成。
同时，适应特殊要求的专用注射器组件也被开发出来。
巴顿菲尔拥有经销商标名为“Airmold”（气辅注塑）和“Aquamold”(水辅注塑)的两种产品。
水与氮气的比较优势气辅注塑技术被用于生产杆型部件时能够减轻部件重量与周期时间。
气辅注塑也有助于大幅降低或者完全消除平面塑件的壁厚区域、变形和皱缩痕迹，从而提高塑件质量。
水的导热率约为氮气的40倍，热容量是氮气的4倍。
除了普通模具冷却以外，注水会引起塑件的“内部冷却”，与气体相比，冷却时间缩短达70%，塑件达到所需脱模温度要快很多。
同时，水也是一种不可压缩和价廉的介质。
用水来代替氮气将使模腔内表面质量更好。
除了可以加工更大的部件以外，水辅注塑形成更均匀的壁厚，降低了残余壁厚。
水辅注塑与气辅注塑可以被用于不同的工艺方法中。
他们在机器的使用方面并无不同，但在模具设计与工艺控制上有所区别。
水辅注塑是类似气辅注塑的两步过程：首先模腔部分完全地被熔体填充；在第二步中，注射水形成空腔。
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气辅注塑与水辅注塑基于相似的工艺技术，因此，其适用范围也类似。
那么，这两种技术之间的差别在哪里？这两种技术各自的适用范围都在哪里？
气辅注塑成型作为一项非常成熟的技术已经在塑料加工业有了多年的应用历史，其中该技术一个最重要的应用领域就是厚壁塑件的生产，例如生产手柄及其类似产品等。
板型件或其他具有局部加厚区的塑件也是气辅注塑重要的应用领域。
与之相对应的水辅注塑成型技术却是一项新技术，从德国塑料加工研究所（IKV）公布水辅注塑技术的初步成果到现在还只有六个年头，然而，这种技术一直快速发展着。
水辅注塑技术发明不久，人们便利用该技术加工出一种超市手推车配件。
之后，人们利用水辅注塑成型批量生产的手柄与截面积大的杆形塑件。
从实际生产来看，具有功能空间或流道的塑件开始越来越多地应用水辅注塑成型技术。
巴顿菲尔以IKV完成的基础研究和其在气辅注塑技术领域的经验为基础，开发出了组合式水辅注塑成型生产系统。
该生产系统由压力产生器、压力控制模块和控制装置组成。
同时，适应特殊要求的专用注射器组件也被开发出来。
巴顿菲尔拥有经销商标名为“Airmold”（气辅注塑）和“Aquamold”(水辅注塑)的两种产品。
水与氮气的比较优势
气辅注塑技术被用于生产杆型部件时能够减轻部件重量与周期时间。
气辅注塑也有助于大幅降低或者完全消除平面塑件的壁厚区域、变形和皱缩痕迹，从而提高塑件质量。
水的导热率约为氮气的40倍，热容量是氮气的4倍。
除了普通模具冷却以外，注水会引起塑件的“内部冷却”，与气体相比，冷却时间缩短达70%，塑件达到所需脱模温度要快很多。
同时，水也是一种不可压缩和价廉的介质。
用水来代替氮气将使模腔内表面质量更好。
除了可以加工更大的部件以外，水辅注塑形成更均匀的壁厚，降低了残余壁厚。
水辅注塑与气辅注塑可以被用于不同的工艺方法中。
他们在机器的使用方面并无不同，但在模具设计与工艺控制上有所区别。
水辅注塑是类似气辅注塑的两步过程：首先模腔部分完全地被熔体填充；在第二步中，注射水形成空腔。
水辅注塑设备的特点
水辅注塑设备的设计必须满足与气辅注塑相近的条件。
这是因为多数工艺技术是以气辅注塑为基础。
但是，水辅注塑也有其自身的特点。
从塑件上看，除排水与排除氮气相比更为复杂，需要通过重力以及通入压缩气体完成塑件的“排水”。
为了防止腐蚀，水一定不能与模具表面接触。
水辅注塑需要极高的注水能力确保壁厚分布均匀以及高的表面质量。
为此，巴顿菲尔开发出了合适的压力控制模式。
供水装置在极高的流速下运转，可以达到350bar的压力。
为了把水注入到熔体中，必须利用截面积比气辅注塑大的注射组件，这对于水以足够速度渗透到熔体中是必不可少的。
巴顿菲尔的水辅注塑压力生成装置被设计成独立式装置，能同时向多台注塑机提供压力。
通过Unilog B4移动控制装置对水压调控组件进行控制，一般来说，它们也可以被用在其他制造商出品的机器上。
气辅与水辅的经济性对比
为了对塑件的经济生产做出正确决策，巴顿菲尔与科隆理工大学合作，利用实验性模具比较了以下5种工艺：
传统注塑
短射出气辅注塑
全射出气辅注塑
短射出水辅注塑
全射出水辅注塑
为了获得有意义的结果，有必要利用在所有工艺中都采易于处理的材料。
然而，原材料制造商刚刚开始优化水辅注塑用材料。
当由水辅注塑进行塑料加工时，一些材料易于形成泡沫、缩孔或侧槽。
另外，还有一些材料会因为水的原因引起开裂、起泡与不可复制的性能。
在一些玻纤填充材料中，玻纤可能会被洗掉，导致粗糙的内表面。
因此，本实验选择了以下三种材料：
拜耳的PA66 Durethan BKV 30GH
杜邦的PBT Crastin T803
帝斯曼的PP。
塑件是在巴顿菲尔TM 4500/2800 Unilog B4注塑机上进行加工的。
该塑机锁模力为4500kN，装备有用于气辅与水辅注塑模式的界面。
水辅注塑模具一般比气辅模具要贵，其原因是制造模具所用的钢材不同。
水辅注塑模具所用的钢材质量更高（坚固的镀镍层或氮化钛涂层对于保护水辅注塑模具不受腐蚀是必不可少的）。
实验假设操作时间为每天24h，工作日为300天，系统利用率为90%。
折旧期假定为8年。
可变成本，例如人工、能源和其他成本（冷却水、清洁成本等等）包括在这个计算当中。
在水辅注塑中，也包括水的成本。
氮气形成成本被考虑到采购与能源成本中。
气辅与水辅注塑的采购成本比实心塑件的注塑要高出10万至14.5万欧元。
在短射出工艺中，气辅注塑的采购成本比水辅注塑要低出一大截，这意味着气辅注塑工艺的临界生产量比水辅注塑工艺的临界生产量要低5000±500单位。
在特殊时期，例如对于聚酰胺材料的测试部件，气辅注塑的临界生产量是38206单位，水辅注塑是43203单位。
计算以各种材料的系列测试中获得的部件重量和周期时间为基础。
聚酰胺塑件作为实心注塑件的重量为224g，气辅注塑件为114g，而水辅注塑件仅为104g。
临界塑件数量取决于工艺与材料
在对气辅与水辅注塑的直接比较中，在少于65000的生产量之后，短射出水辅注塑为PA测试塑件带来了赢利。
在这个过程中，材料价格对临界生产的绝对数量起着重要作用。
对于被测材料中最便宜的PP来说，水辅注塑与实心塑件注塑的临界生产量为75000。
在全射出工艺中，成本情况是不同的。
对于所有三种材料来说，
水辅注塑所制塑件的生产成本在气辅注塑件的成本之下。
主要原因
之一是利用全射出气辅注塑需要许可证费用。
因生产能力较高，水
辅注塑的可变成本比气辅注塑要低。
通过实验发现，全射出工艺的
临界生产量比短射出工艺的临界生产量要高得多。
高采购成本意味
着材料价格对塑件成本的贡献意义不大。
水辅注塑技术是对气辅注塑技术的理想补充。
水辅注塑的优势
包括残余壁厚的分布更好、更均匀，冷却时间缩短等。
从经济角度
考虑，水辅注塑工艺比气辅注塑更便宜，因为它不涉及到许可证费
用。
如果利用了短射出工艺，更为经济的工艺就完全由生产量和材
料所决定。
当然，要充分利用这个优点，必须收集加工影响因素的更多信息。
针对水辅注塑的特殊要求，原材料制造商也要对他们的产品等级进行调整。