外部气辅注射成型即将成为应用主流
气体辅助注塑设计
来源于：注塑塑料网/气体辅助注塑设计传统的注塑方法不适用于生产厚壁零件，这是因为塑料的低导热性和相对较高的收缩率导致较长的工作周期和严重的收缩痕迹。
因此，制品的厚壁表面出现凹陷，甚至整个制品产生翘曲变形。
另外，传统的注塑方法也不适用于封闭的中空零件，因为不可能抽出型芯。
气体辅助注塑成型(简称气辅成型)技术是20世纪90年代末才进入实用阶段的一项新技术，它解决了以上问题，并广泛地应用于家电、汽车、航天、日常生活用品中，显示出强大的优势和广阔的发展前景。
2气体辅助注塑成型原理在气体辅助成型过程中，将压力气体(一般为氮气)注射到模具型腔的熔料内，气体作为临时的无比柔韧的型芯件，可在任意厚度截面上形成中空。
2.1气体的引入形式气体辅助成型的气体引入形式一般分为三种：(I)气体可通过注射喷嘴进入流道系统内，再进入制品中。
(2)气体可通过注射销进入流道系统内，再进入制品中。
(3)气体可直接注射到模腔内。
2.2气体辅助成型基本步骤气体辅助成型一般可分为以下四个阶段(1)熔体注射阶段：在模具中注射填充量不足的塑料熔料。
(2)气体填充阶段：在熔融塑料未完成充满模腔前，将计量的定量气体由特殊喷嘴注射入熔体中央部分，形成扩张的气泡，并推进前面的熔化芯部，从而完成填充模具过程。
气体注射时间、压力、速度非常重要。
(3)冷却保压阶段：在工作循环的冷却阶段，气体将保持较高的压力，气体压力将补偿塑料收缩导致的体积损失。
达到某种程度时，气泡将进一步渗透到熔体中，即二次气体渗透。
(4)最终排气阶段：塑料冷却定型后，将气体从最终模制件中抽出。
气体在辅助注塑的开始阶段称为初始气体渗透，在这个过程中，气泡首先渗透到模具中聚合物熔料可以流动到的尚未填充的区域。
特别是在之后的二次气体渗透阶段，气泡将趋向于在熔化塑料芯部沿阻力最小的路径渗透。
熔料压力最低或者温度最高的地方，其阻力最小。
其结果是，气体辅助产生的中空截面的壁厚通常不会均匀一致(图2)。
气辅注塑成型技术介绍
气辅注塑成型技术介绍一、前言气辅注塑工艺是国外八十年代研究成功，九十年代才得到实际应用的一项实用型注塑新工艺，其原理是利用高压隋性气体注射到熔融的塑料中形成真空截面并推动熔料前进，实现注射、保压、冷却等过程。
由于气体具有高效的压力传递性，可使气道内部各处的压力保持一致，因而可消除内部应力，防止制品变形，同时可大幅度降低模腔内的压力，因此在成型过程中不需要很高的锁模力，除此之外，气辅注塑还具有减轻制品重量、消除缩痕、提高生产效率、提高制品设计自由度等优点。
近年来，在家电、汽车、家具等行业，气辅注塑得到越来越广泛的应用，前景看好。
科龙集团于98年引进一套气辅设备用于生产电冰箱、空调器的注塑件。
現應用比較廣泛的是英國Cinpres的气体輔助系統, 現在已經和香港气体輔助注塑有限公司(GIL)合并, 現公司名稱為CGI. 目前有TCL, 東江, 格力(珠海), 新加坡富裕,神龍汽車(武漢)應用此技術.二、气辅设备气辅设备包括气辅控制单元和氮气发生装置。
它是独立于注塑机外的另一套系统，其与注塑机的唯一接口是注射信号连接线。
注塑机将一个注射信号注射开始或螺杆位置传递给气辅控制单元之后，便开始一个注气过程，等下一个注射过程开始时给出另一个注射信号，开始另一个循环，如此反复进行。
气辅注塑所使用的气体必须是隋性气体（通常为氮气），气体最高压力为35MPa，特殊者可达70MPa，氮气纯度≥98％。
气辅控制单元是控制注气时间和注气压力的装置，它具有多组气路设计，可同时控制多台注塑机的气辅生产，气辅控制单元设有气体回收功能，尽可能降低气体耗用量。
今后气辅设备的发展趋势是将气辅控制单元内置于注塑机内，作为注塑机的一项新功能。
三、气辅工艺控制1．注气参数气辅控制单元是控制各阶段气体压力大小的装置，气辅参数只有两个值：注气时间（秒）和注气压力（MPa）。
2．气辅注塑过程是在模具内注入塑胶熔体的同时注入高压气体，熔体与气体之间存在着复杂的两相作用，因此工艺参数控制显得相当重要，下面就讨论一下各参数的控制方法：a．注射量气辅注塑是采用所谓的“短射”方法（short size），即先在模腔内注入一定量的料（通常为满射时的70－95％），然后再注入气体，实现全充满过程。
浅谈气体辅助注塑成型
浅谈气体辅助注塑成型摘要气辅注（射模）塑又称气体注（射模）塑是一种新的注射成型工艺。
气辅注塑是对传统注射成型的延伸，有人甚至称它是注射成型技术的二次革命，它是在注射成型技术和结构泡沫注射成型的基础上发展起来的；也可认为是注射成型与中空成型的某种复合，从这个意义上，也可以为称为“中空注射成型”。
气辅注塑成型是国外八十年代研究成功，九十年代才得到实际应用的一项实用型注塑新工艺水平，其原理是利用高压隋性气体注射到熔融的塑料中形成真空截面并推动熔料前进，实现注射、保压、冷却等过程。
气辅注塑过程是在模具内注入塑料熔体的同时注入高压气体，熔体与气体之间存在着复杂的两相关系。
关键词：气辅注塑成型、注射速度、气体压力、注射量气辅注（射模）塑又称气体注（射模）塑是一种新的注射成型工艺。
气辅注塑是对传统注射成型的延伸，有人甚至称它是注射成型技术的二次革命，它是在注射成型技术和结构泡沫注射成型的基础上发展起来的；也可认为是注射成型与中空成型的某种复合，从这个意义上，也可以为称为“中空注射成型”。
气辅注塑成型是国外八十年代研究成功，九十年代才得到实际应用的一项实用型注塑新工艺水平，其原理是利用高压隋性气体注射到熔融的塑料中形成真空截面并推动熔料前进，实现注射、保压、冷却等过程。
1、气辅注塑成型概念及特点气辅成型（GIM）是指在塑胶充填到型腔适当的时候（90%~99%）注入高压惰性气体经，气体推动熔融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。
1.1气辅注塑成型与传统注塑成型相比具有以下特点：1、减少残余应力、降低翘曲问题。
传统注塑成型，需要足够的高压以推动塑料由主流道至最外围区域；此高压会造成高流动剪应力，残存应力则会造成产品变形。
气辅成型中形成中空气体流通管理（Gas Channel）则能有效传递压力，降低内应力，以便减少成品发生翘曲的问题。
2、消除凹陷痕迹。
传统注塑产品会在厚部区域如筋部（Rib＆Boss）背后，形成凹陷痕迹（Sink Mark），这是由于物料产生收缩不均的结果。
气体辅助注射成型技术原理及应用
气体辅助注射成型技术原理及应用
气体辅助注射成型技术的应用
● 管状和棒状零件，如门把手、转椅支座、吊 钩、扶手、导轨、衣架等。这是因为，管状结 构设计使现存的厚截面适于产生气体管道，利 用气体的穿透作用形成中空，从而可消除表面 成型缺陷，节省材料并缩短成型周期。
气体辅助注射成型技术原理及应用
在进行模具设计之前，利用MoldFlow MPI 5.0对设计方案进行了模拟。 分析模型如图8所示，在该分析模型中确定了浇口及进气口位置。在模拟中， 设定预注射量为70%，熔体温度为230℃，注射时间为3s，延迟时间为1.5s， 气体压力为20MPa。
气体辅助注射成型技术原理及应用
● 可通过气体的穿透减轻制品重量，节省原材料 用量，并缩短成型周期，提高生产率。
● 该技术可适用于热塑性塑料、一般工程塑料及 其合金以及其他用于注射成型的材料。
气体辅助注射成型技术原理及应用
气体辅助注射成型技术的缺点是：
●需要增加供气和回收装置及气体压力控制单元， 从而增加了设备投资；对注射机的注射量和注射 压力的精度要求有所提高；制品中接触气体的表 面与贴紧模壁的表面会产生不同的光泽；制品质 量对工艺参数更加敏感，增加了对工艺控制的精 度要求。
气体辅助注射成型CAE分析的主要作用是：
1.分析产品的成型工艺性 2.评价模具的设计是否合理 3.优化成型工艺参数 4.预测制品可能出现的缺陷
气体辅助注射成型技术原理及应用
下面以成型把手为例，介绍气体辅助注射成型 CAE分析的过程。
如图7所示的把手材料为ABS，手柄位置壁厚为14mm。由于是外观件，对 其成型要求很高。
气辅注塑成型工艺的研究与应用的开题报告
气辅注塑成型工艺的研究与应用的开题报告
一、研究背景
气辅注塑成型工艺是近年来发展起来的注塑成型工艺，相对于传统液态注塑成型，气辅注塑不仅能够制造更高质量、更精密的产品，还能显著减少废料和节省原材料。
目前，气辅注塑已广泛应用于医疗器械、电子产品、航空航天等高精度和高要求的领域。
因此，对气辅注塑成型工艺的研究和应用，对提升我国注塑产业的技术水平和竞
争力具有重要意义。
二、研究内容
1. 气辅注塑成型工艺的原理和特点：介绍气辅注塑成型工艺相对于传统液态注塑的优势和特点，以及其原理和工作流程。
2. 气辅注塑成型工艺的参数优化：分析气辅注塑成型中的各项参数，如压力、时间、温度等，通过实验和数据分析确定最优参数组合，以达到最佳的成型效果和性能。
3. 气辅注塑成型工艺的应用案例：选取具有代表性的气辅注塑成型应用案例，并分析其工艺参数、成型效果、产品性能等方面，以证明气辅注塑成型工艺的优势和应
用价值。
三、研究方法
1. 理论研究：通过文献调研和资料收集，深入了解气辅注塑成型工艺的基本原理、工作流程和各项参数的影响因素。
2. 实验研究：通过实验验证气辅注塑成型的各项参数对成型效果的影响，确定最优参数组合，以提高产品质量和性能。
3. 应用案例研究：通过案例调研和实地考察，综合分析气辅注塑成型在不同领域的应用案例，评估其优势和局限性。
四、预期成果和意义
气辅注塑成型工艺的研究和应用，可望提高注塑产品的精度和质量，增加企业竞争力和市场份额。
预计本研究将能够建立气辅注塑成型的参数优化模型，并发掘其应
用领域和潜在市场，形成具有一定实践参考价值的研究成果。
外部气体辅助注射成型技术研究进展
收稿日期：２０１０—０４—１６。 基金项目：浙江省优先主题重大项目（２００８００１０５９一１）。 作者简介：姜少飞（１９７５－），男。山西大同人，副教授，研究方向
蝴／２．６．ｏ‰ 为先进模具工程、设计方法学，地址：浙江省杭州市浙江工业大
学朝晖校区机械楼Ａ７０９，（电话）１３８１９１６０４５６，（电子信箱）ｊ０
图１外部气体辅助成型原理
ＫＮＩＧＨＩＳ Ｍｎｌ ０ＧＡＮ的Ｊ口ｌ ＭＡＨ醛；ＩＣＮ Ｐ口１ 分别指出采用外部气体辅助注射成型不仅在减少缩 痕方面有突出的表现，还由于气体充填时是注入在 熔体与模壁之间，能大量带走热量，可缩短冷却时间 和成型周期。因为气体是直接作用于收缩部分。可 以对远离进料点的位置以及注塑机难以施加保压压 力的位置旋加压力，这对制造大型平板类塑件有很
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有提供对外部气辅成型过程的分析模块，国内外有 关外部气体辅助注射成型的工艺参数的研究往往凭 经验和反复试模来确定的。
ＣＩ－－ＩＥＮ Ｓ Ｃ等人…】以平板搭配不同厚度比例加 强筋为研究对象，通过实验研究了外部气体辅助注 射成型工艺参数对产品表面凹陷程度的影响。研究 表明，模具温度、气体保压压力以及气体保压时间是 影响产品成型的关键因素，并指出在一定范围内，模 具温度影响熔体充填到模腔后凝固层的厚薄．进而 影响气体保压的效果，因此影响效果最大。产品表 面品质会随着模具温度升高而提升，但效果会趋于 缓和。产品表面凹痕程度会随着气体压力增加而降 低，且达到一定极限值。气体保压时间与气体压力 对成型影响趋势相同。在加强筋厚度比例大的地方 需要较大的气体压力以及较长的气体保压时间，使 熔体被不断推向模面，避免凹痕的产生。
（２）气体不经由气体注射器进入模腔睁Ｉ见图 ５。这种注气方式是将气体由型芯间隙引导至作用 部位。由于气道贯穿于不同的模腔组件，气体很容 易从组件结合部流出，所以需在气道贯穿的组件与 组件之间加上密封装置。采用这种注气方式。整个 过程不需要任何注射器，如气针、喷嘴等，所以不需 要在传统模具上做较大修改．但是在压力控制上不 如前一种注气方式。
气体辅助成型技术在实际生产中的应用
气体辅助成型技术在实际生产中的应用路春玲【摘要】结合生产实践经验,主要讨论了气针气道的设置及气体工艺对气体辅助注射成型产品质量的影响.【期刊名称】《模具制造》【年(卷),期】2011(011)002【总页数】4页(P50-53)【关键词】气体辅助成型;气针与气道;气体工艺【作者】路春玲【作者单位】常州机电职业技术学院机械工程系,江苏常州,213164【正文语种】中文【中图分类】TQ320.66气体辅助成型技术作为新的注射成型工艺，已渐渐得到推广并在实际生产中发挥重要作用，这是因为它与传统的注射成型相比，气体辅助注射成型技术有许多优点，主要有：（1）有效解决塑件表面缩痕缺陷，大大提高塑件的表面质量。
（2）局部加气道可增加塑件的强度和尺寸稳定性。
（3）降低注射压力和成型压力，解决塑件因壁厚差别较大产生翘曲变形缺陷，降低塑件内应力。
（4）节约原材料，最大可达40%～50%。
（5）简化塑件和模具设计，降低模具加工难度。
（6）降低模腔压力，减小锁模力，延长模具寿命。
（7）冷却加快，生产周期缩短等。
影响气辅工艺的因素也很多，如料温、注射时间、注射量、充气工艺与位置、气针位置大小数量、气道布局、材料种类等，要在实际生产中活用必须理论联系实际。
下面结合生产实践经验浅谈一下这方面的问题。
众所周知，一般的热塑塑料注射成型就是将熔融的塑料以一定的速度、压力注入锁紧的模腔内，经过保压、冷却后，开模再顶出产品。
对于收缩率大、壁厚悬殊、壁特厚或对缩水有严格要求的产品，易产生应力裂纹和翘曲变形等缺陷。
如图1所示的汽车用扶手产品在传统注射工艺下生产，表面局部产生了严重的缩影，而用气体辅助成型技术则产品质量合格。
气体辅助成型技术原理是利用高压气体在塑件内部产生中空截面，如图3所示，利用气体保压代替塑料注射保压，消除塑件缩痕，完成注射成型过程。
生产中，先通过氮气发生器将氮气从干燥过的压缩空气中分离出来，再给分离出来的氮气加压使其达到设定的压力（一般为150～320MPa）成为高压氮气。
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。
气体辅助注射成型在汽车塑料件中的应用
气体辅助注射成型在汽车塑料件中的应用随着汽车工业的迅速发展,注塑已发展为汽车用塑料件生产的最重要的技术。
如风扇、挡泥板、保险杠、仪表盘、车门等大多数塑料件都是用注塑方法生产的。
气体辅助注射成型( Gas Assisted Injection Molding ,简称GA IM) 又称为Air Mould 法,是在传统的注塑基础上发展起来的一种新的成型工艺。
近年来, GA IM因其充模压力低、制品内应力小、表面光洁等优点已成为塑料工业中重要的加工方法。
气体辅助注射成型基本原理和基本过程其原理是:在一定量的熔体注入型腔后,再将压缩空气注入熔体中心, 然后在压缩空气的作用下充满型腔。
GA IM 基本过程主要包括以下几个阶段:(1) 熔体注塑,即将聚合物熔体注入模具型腔,该过程与传统注塑成型相同,熔体一般充满型腔60 %～97 %(随产品而异) ;(2) 气体注塑,即把高压氮气注入熔体芯部,熔体流动前沿在高压气体驱动下继续向前流动,直到充满整个型腔;(3) 气体保压,即制件在保持气体压力情况下冷却,在冷却过程中,气体由内向外施压,保证制品外表面紧贴模壁,并通过气体二次穿透从内部补充因熔体冷却凝固带来的体积收缩;(4) 气体泄压并回收循环使用;(5) 模腔打开,取出制件气体辅助注射成型在汽车塑料件中的应用采用该工艺,可成型尺寸大、壁厚差较大的制品,且大大降低了表面粗糙度、内应力和生产成本, 用于生产汽车仪表板、车窗滑槽、甚至保险杠等.可以认为应用GA IM 的目的,主要是对粗厚件减重并改善表面质量;对大型平板制件降低锁模力,减小翘曲变形等.GA IM 用于汽车塑料件生产. 凯奥采用GA IM 制得了中空的PB T/ PC复合材料制件,其厚度均匀性、表面光洁性优良,且脱模容易,可用作汽车的前后挡板、门把手等. 而凯奥用GA IM 制备的玻纤增强的聚酰胺复合材料制件,具有高光泽、高强度等优点,断裂拉伸强度达210M Pa ,弯曲模量12 GPa ,表面粗糙度低,可用作汽车部件。
气体辅助注射成型技术在汽车内饰件上的应用
万方数据欧荔苹，等：气体辅助注射成型技术在汽车内饰件上的应用４３（ｄ）ｌ一氮气进气臂１；２—气针ｉ；３－－牛角型浇口；４一尾门左饰件；５一定模板；６一主流道；７－－尾门右饰件；８－－气针２；９一氮气进气管２；ｌＯ一动模板；Ｉ１－－主流道封气油缸；１２一溢料井封气油缸；１３一冷却水管；１４一尾门右饰件溢料井１；１５一尾门右饰件溢料井２；１６一尾门左饰件溢料井２；１７一尾门左饰件溢料井ＩＲ－－模具总装图；ｂ－－－主流道封气油缸结构图；ｃ一溢料井封气油缸结构图；ｄ－－后模结构图；ｅ－－－前模结构图图３尾门左右饰件模具结构图流道，而油缸１１处于初始位置，分流道处于打开状态。
熔融塑料通过主流道６和牛角型浇ＶＩ３注满模具型腔。
延迟一定时间后，油缸１ｌ前进，连接在油缸１１上的销关闭分流道，同时油缸１２后退，打开溢料井流道，接着通过氮气进气管１、氮气进气管２通人压缩氮气，气针１和气针２在氮气压力作用下打开，这时气体进入分流道，氮气人口位置在制品分流道上，如图３ａ所示。
由于制品较厚部位的中心区域冷却速度较慢，塑料温度较高，流动性较好，压缩氮气推动分流道和牛角型浇口中心区域的高温塑料进入左右饰件，进而推动左右饰件气道中心区域的塑料流入尾门左饰件溢料井ｌ、２，尾门右饰件溢料井１、２中，从而在分流道、牛角型浇口和左右尾门饰件内部形成中空截面。
继续通人压缩氮气保压，直到制品冷却定型。
打开模具前关闭通人氮气进气管ｌ、２的氮气，此时气针后退，制品内部气体排出，然后再打开模具取出制品。
油缸ｌ１上的销的作用是在塑料注射完成后关闭分流道，防止压缩氮气进入料筒内，油缸１２上的销的作用是：注射塑料时关闭溢料井流道，防止塑料进入溢料井中；塑料注射完成后且氮气注射前打开溢料井流道，以便压缩氮气将多余熔融塑料通过溢料井流道挤入到溢料井中。
整个成型过程的压力一时间关系如图４所示。
图４压力一时Ｉ司（ｚ’）关系图图４中．ｎ为注射终止时间点，７１—７２为气体注射延迟时间，死～乃为注气时间，乃一舛为气体保压时间，舛～巧为排气、打开模具以及取出制品所用时间。
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。
气体辅助注射成型技术原理及应用.
气体辅助注射成型技术原理及应用气体辅助注射成型(Gas-Assisted Injection Molding, GAIM)技术最早可追溯到20世纪70年代，该技术在20世纪80年代末得到了完善并实现了商品化。
从20世纪90年代开始，作为一项成功的技术，气体辅助注射成型技术在美、日、欧等发达国家和地区得到了广泛应用。
目前该技术主要被应用在家电、汽车、家具、日常用品、办公用品等加工领域中。
气体辅助注射成型技术的工艺过程气体辅助注射成型技术的工艺过程是：先向模具型腔中注入塑料熔体，再向塑料熔体中注入压缩气体。
借助气体的作用，推动塑料熔体充填到模具型腔的各个部分,使塑件最后形成中空断面而保持完整外形。
在成型后的制品中，由气体形成的中空部分被称为气道。
由于具有廉价、易得且不与塑料熔体发生反应的优点，因此一般所使用的压缩气体为氮气。
气体辅助注塑成型周期可分为以下六个阶段。
（1）塑料充模阶段这一阶段与普通注塑成型基本相同，只是普通注塑成型时塑料熔体是充满整个型腔，而气体辅助注塑成型时塑料熔体只充满局部型腔，其余部分要靠气体补充。
（2）切换延迟阶段这一阶段是塑料熔体注射结束到气体注射开始时的时间，这一阶段非常短暂。
（3）气体注射阶段此阶段是从气体开始注射至整个型腔被充满的时间，这一阶段也比较短，但对制品质量的影响极为重要，如控制不好，会产生空穴、吹穿、注射不足和气体向较薄的部分渗透等缺陷。
（4）保压阶段熔体内气体压力保持不变或略有上升使气体在塑料内部继续穿透，以补偿塑料冷却引起的收缩（5）气体释放阶段使气体入口压力降到零。
（6）冷却开模阶段将制品冷却到具有一定刚度和强度后开模取出制品。
根据具体工艺过程的不同，气体辅助注射成型可分为标准成型法、副腔成型法、熔体回流法和活动型芯法四种。
1、标准成型法标准成型法是先向模具型腔中注入经准确计量的塑料熔体（如图1a所示)，再通过浇口和流道注入压缩气体。
气体在型腔中塑料熔体的包围下沿阻力最小的方向扩散前进，对塑料熔体进行穿透和排空（如图1b所示），最后推动塑料熔体充满整个模具型腔并进行保压冷却（如图1c所示)，待塑料制品冷却到具有一定刚度和强度后，开模将其顶出(如图1d所示)。
气体辅助注射成型技术进展
氮气 ， 推动物料贴紧模壁 ， 以此来补充或代替传统注射成型中的保压作用 。 辅注射成型过程 中的熔体流动是非牛顿特性的聚合物熔体在高压气体作用下 的非稳态 、 非等温流动过程，
上也出现了以水作为辅助液体 的注射成型 ， 如水辅注射成型。 典型的内部气辅注射成型过程分为 ： 熔体填充 、 气体注人 、 气体保压 、 气体排出和制件顶出 ４个阶段 。气辅注
射 成型 的熔 体填 充 阶段 与传统 注射 成型 相 同 。２者之 间 的不 同点在 于 ： 气体 注入 和气 体保 压 ２个 阶段 。 外 部气 辅 注射成 型工 艺 与 内部 气辅 注射 成型 的不 同之处 在于 ： 向型腔 中注满 熔融 塑料 ， 从制 件后 部注入 先 再
Ｇ Ｉ ｓｆｒ ｉｇｍｅｈ ｎｓ ｕ ｍｐａｉ ｏ ｈ ｌ ｆｌ ｇ ａ ｉ ｅｔ ｎ ａ ｄ ｇｓｐｅｓｒ ｐｅｅｖｔ ｎ ｎ ｈ Ａ Ｍ’ ｏｍ ｎ ｃ ａｉ ｐ ｔｅ ｌ ｓ ｎ ｔ ｍｅ ｌｎ ，ｇｓ ｎ ｃｉ ｎ ａ—ｒｓｕｅ ｒｓｒａ ｏ ，ａ ｄ ｔｅ ｍ ｓ ｅ ｔ ｉ ｉ ｊ ｏ ｉ
Ｐ ｏ ｒｓ ｓａｓ ｔｄＩｊｃｉｎＭｏｄｎ ｅｈ ｉｕ ｒ ｇ ｅｓｉ Ｇａ—ｓｉ ｅ ｎｅｔ ｌｉｇＴ ｃ ｎｑ ｅ ｎ ｓ ｏ
ＱＵ Ｓ ｕ－ｎ ， Ｉ ＮＧ Ｓａ． ｉ，Ｃ Ａ ｕ—ｈｎ Ｌ ｏｇｄ Ｔ ｕ ．ｅｇ ，Ｒ Ｎ Ｗｅ．ｅ Ｉ ｈ ｉｉ Ｊ ｊ Ａ ｈ ｏｆ Ｈ Ｉ ｏｚｏｇ ， Ｕ Ｃ ｎ．ａ ， ＵＪｎｈｎ Ｅ ｉ ｎ ｅ Ｇ ｇ
和传统注射成型的优点 ， 为塑料制品的设计和制造提供 了更大的灵活性和 自由度。对其技术本身的研究改进 、 新
技术的开发以及商业应用都在不断发展中。本文将主要对气体辅助注射成型技术的相关研究做简要总结。
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通过在熔体注塑过程中引入高压气体，获得高表面质量、高尺寸精度的塑料制件，从而克服了常规注射成型工艺难以一次成型壁厚差异大、结构复杂的注塑件的局限性，目前已经在国内外家电、汽车等众多行业获得推广应用。
本文介绍了气体辅助注射成型技术原理、特点、优势、适用范围及发展前景，分析了气辅成型制品的典型气道截面形状以及常见的工艺缺陷问题，并以保险杠、把手等汽车零部件为例阐述了气体辅助注塑成型工艺在汽车行业应用的技术优势。
标签：气辅注塑成型;汽车注塑件;设计原则;工艺1 气体辅助注塑成型技术概述1.1 气体辅助注塑成型的技术原理与技术特点气体辅助注塑成型技术是20世纪90年代初兴起于欧洲的一种创新性的塑料成型技术。
该技术的主要成型原理为：在塑料熔体填充成型模具的过程中，利用可控制的高压气体（通常为氮气）注入到塑料熔体内部，从而推动塑料熔体充填全部模具型腔，并通过高压气体在熔体内部形成的中空气道对塑料熔体施加保压压力，从而可以实现一次性生产壁厚差异大、结构复杂的注塑制件。
由于气体注入的位置及压力可以灵活设置，大大提高了汽车、家电、日用品等众多行业注塑制件的设计自由度，被称为注塑成型行业继螺杆注塑机以来的又一项革命性技术[1]。
气体辅助注塑成型技术的优势：（1）节省材料10%～50%;（2）锁模力降低30%～70%;（3）提高生产效率20%～40%;（4）消除制品的缩痕、翘曲等缺陷。
1.2 气体辅助注塑成型技术的应用范围由于高压气体注入注塑制件内部后形成中空气道，因此气辅注塑成型技术对于杆类或棒状制件具有显著的节省原材料效果，例如冰箱/电器把手件、座椅扶手等厚壁实心类注塑制件。
采用气体辅助注塑成型技术，不仅可以节省原材料高达20%-40%，而且由于高压气体由内向外的保压作用，还可以取得优异的表面质量。
此外，气体辅助注塑成型技术还可以有效地提升大型平板类制件的成型尺寸精度，抑制或消除平板类制件常见的翘曲变形缺陷，例如車门板、冰箱托盘、汽车内外饰件等平板类制件采用气体辅助注塑成型工艺，可以通过合理设计和利用制件的加强筋结构，在加强筋根部开设气体通道，从而有效减小或消除平板件因截面壁厚差异产生的内应力，达到降低或消除翘曲变形的目的。
浅谈我国模具的发展及其重要性
1模具在现代工业中的重要性模具是一种有一定形状与尺寸的型腔工具,与模具内各种系统或辅助机构配合使用,将各种高温液态的材料(塑料或金属合金等)填充至模具型腔内,即可生产出具有特定的形状、尺寸、功能和质量的工业零件。
在电子、汽车、电机、仪器、电器、仪表、家电和通信等产品中, 60%—80%的零部件依靠模具成型。
用模具生产出来的零件其高精度、高复杂度、高一致性、高生产率和低消耗是其他加工工艺所不能比拟的。
模具又是“效益放大器”,用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。
目前全世界的模具年产值约有600亿美元,日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业产值;从1997年开始,我国模具工业产值也超过了机床工业产值。
模具生产技术水平的高低已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力,在国际上被称为“工业之母”,对国民经济的发展起着毋庸置疑的关键作用。
2我国模具发展史我国开始制造和使用模具的时间较早,但长久以来未形成产业。
建国初期,我国的工业基础较差,模具的制造主要依靠钳工手工完成,模具的数量及品种很少,并且多为单工序模、简单复合模、少工序的级进模和机外脱模的塑料压缩模。
1956年,成型磨削开始应用于模具加工中,模具可以在淬火之后进行精加工,初步解决了模具热处理变形的问题,提高了模具寿命、质量及精度,但成型磨削只能加工分体式模具。
我国模具工业解放后从无到有,在经历了半个多世纪的发展,已有了较大的提高,发展速度十分迅速,目前已初具规模。
近年来,对模具技术的探索和研究取得了可喜的成绩。
我国模具设计与制造技术的发展经历了手工作坊制造阶段、工业化生产阶段和现代化生产阶段。
伴随着计算机技术的快速发展,数字化、信息化模具CAD/CAE/CAM技术和数控加工机床已普遍采用,模具产业正处于高速发展阶段。
3我国模具发展现状20世纪90年代以来,我国模具行业产生了翻天覆地的变化,现在已经成为了世界模具生产基地。
气体辅助注射成型技术简介
影响气体穿透的参数有熔体注射速度、模具温度、熔体温度、气体延迟时间、初始气体 压力、熔体注射体积等等，这些因素之间相互作用、相互影响。因此，GAIM 工艺参数难于 确定。 2.3 CAE 分析技术
由于 GAIM 存在着大量的不确定性和难控制因素，CAE 技术的应用才显得更加重要。 通过 CAE 分析可在计算机上实现对熔体充模的全过程模拟、对多种进浇方案进行比较、调 整工艺参数、预测缺陷出现的部位、优化模具设计、降低生产成本等。
图 7 活动型芯法
3.特点
与传统的注射成型技术相比，GAIM 技术具有一些明显的优点，使其发展迅速，同时也 有一定的局限性。 3.1 GAIM 技术的优点 (1)可用于成型壁厚差异较大的制品，且能保证壁厚差异较大制品的成型质量；(壁厚的地方 形成中空) (2)可降低注射压力和锁模力；（一般采用“缺料”注射充填型腔） (3)可消除缩痕，提高表面质量；（避免了因浇口提前冷却补料不充分造成的缩痕） (4)降低制品的翘曲变形；（气压作用面压力相等且可不减小地作用较长时间） (5)节省材料，减轻制品质量，缩短成型周期； (6)可在不增加制品重量的情况下，通过气体加强筋增加制品截面惯性矩，从而增加制品的 刚度和强度； (7)为制件结构和模具设计拓展了思路，设计可塑性好，可成型各种结构复杂的零件； (8)对模具材质的要求也大大地降低，可以用材质要求不高的模具如铝制材料等； (9)延长模具使用寿命，降低模具制造成本。 3.2 GAIM 技术的缺点 (1)许多技术的使用需要得到专利许可； (2)需要专用的气辅设备和模具，使用净化的氮气，使其前期投资成本提高； (3)成型工艺控制难度增大，控制参数较多，参数间的相互影响关系复杂，对成型工艺的控 制精度要求提高； (4)对注塑机的注射量和注射压力的精度要求有所提高； (5)制品注入气体的表面与未注入气体的表面会产生不同的光泽； (6)对操作人员和工艺师的素质要求较高。
气体辅助注塑成型技术研究
气体辅助注塑成型技术研究【摘要】气体辅助注塑成型技术是一种新型的注塑成型技术，通过在注塑过程中注入气体来实现加工。
本文从气体辅助注塑成型技术的原理、优势、现状、应用领域以及问题和挑战进行探讨。
分析了该技术的未来发展方向和重要性。
研究背景和研究意义为文章引言，为读者提供了解该技术的基础知识。
结论部分总结了气体辅助注塑成型技术的重要性，指出了其在工业生产中的潜在价值。
该研究对于促进气体辅助注塑成型技术的进一步发展和应用具有一定的指导意义，有助于推动工业技术的创新和进步。
【关键词】关键词：气体辅助注塑成型技术、研究背景、研究意义、技术原理、优势分析、发展现状、应用领域、问题和挑战、未来发展方向、重要性。
1. 引言1.1 气体辅助注塑成型技术研究概述气体辅助注塑成型技术是一种新型的注塑成型工艺，通过在注塑成型过程中利用气体的压力来辅助填充模具，从而实现更高效、更精准的成型效果。
该技术在近年来得到了广泛关注和研究，被认为是注塑成型领域的一项重要技术创新。
气体辅助注塑成型技术的原理是利用高压气体（通常为氮气或空气）将熔融塑料推动到模具中，以实现模具内部复杂空腔的充填。
相比传统的注塑成型工艺，气体辅助注塑成型技术具有填充性能更好、成型时间更短、减少成型缺陷等优势。
本文将对气体辅助注塑成型技术的原理进行探究，分析其优势和发展现状，探讨其在不同应用领域的具体应用情况，同时也会深入研究该技术目前存在的问题和挑战。
希望通过本文的介绍和分析，能够更全面地了解气体辅助注塑成型技术的研究现状和未来发展方向。
1.2 研究背景在过去的几年中，随着材料科学、机械工程等领域的不断发展，气体辅助注塑成型技术也得到了一定程度的提升和改进。
仍然存在一些技术难题需要解决，如气体的精确控制、注塑成型的稳定性等。
对于气体辅助注塑成型技术的深入研究，将有助于推动其在实际生产中的应用，并进一步完善相关技术和理论。
本文将针对气体辅助注塑成型技术的研究背景进行详细阐述，探讨其在注塑加工领域中的重要性和发展前景，为相关研究人员提供一定的参考和借鉴。
(新)简述气体注射成型_
简述气体注射成型注射成型有A级表面光洁度和加强筋或凸台的制品一直被认为是注射成型加工厂商的一个类似幻想式的目标，尽管他们为此在通常的注射成型和内部气体辅助注射成型技术方面做出了最大的努力。
而对于广泛多样的工业制品，却还在不断提高对于有加强筋或凸台的制品表面进行毫无缩痕凹陷成型的要求。
在薄壁应用方面，如手机、汽车车体侧边成型件、轿车内装饰板和计算机监视器等制品，对这一要求是特别关键性的。
除薄壁制品外，供应商说，外部气体注射成型(EGM)在大型、平板状制品，如盖板、机壳、仪表板和格栅等零部件成型方面有巨大的潜力。
从1990年代早期开始就有两种可以选择的加工技术专门用于补救注射成型表面缺料的缺陷。
一种办法是在模具被充模到大约98%-99%后，通入气体到制品的一个外表面。
此气体从型芯一侧进入模具，并向相对一侧的模具表面推压，使关键的要求外观的表面紧贴模具壁。
另一种办法是气体反压法。
在反压法中，一种气体，通常是空气，在熔体注射前预先对模具增压，以确保在型腔充模前持续加压，使熔体压向模具表面。
两种办法的作用都是在熔体冷却时保证材料贴合到模具表面。
“它们影响材料的方式类似于压缩成型，”巴顿菲尔(Batt enfeld)公司加工工程和开发经理Juergen Ehritt说。
三种外部气体注射成型技术正被五家美国公司应用推广，它们是美国巴顿菲尔公司的Airmo ld Contour工艺；由日本Asahi Kasei公司开发，Incoe公司和CGI气辅注塑公司获得许可证的外部气体成型技术；以及由Textron汽车公司通过它的IntelliMold系统部门提供的气体反压工艺，也即IntelliMold工艺。
虽然外部气体注射成型技术的采用一直很缓慢，但供应商宣称说∶成型厂商的兴趣正在增长—因为客户保密的原因，这种增长不可能加以证实。
“我们当前具有数以十计的有效利用的例子和商业性应用，但是全部都是专利所有的，”Incoe公司业务开发副总裁John Blundy说。
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文章来源中国注塑财富网：/
标题：外部气辅注射成型即将成为应用主流
用“Pearson说：最初的基本目标至少是带有刚性才做成的有大型面板的办公设备和机械，这些产品要求有良好的外观，而你并不想通过油漆来表现，EGM比传统气辅注射应用更加广泛.”
收缩性大的材料如聚丙烯选用EGM工艺最合适，因为使用这些材料阴影痕很难消除。
Pearson说：“结合使用EGM一个重要的潜在趋势是用PP代替苯乙烯树脂。
由于PP的价格优势，许多加工商都愿意使用PP原料”。
使用PP注射的第一个产品是一个架子，三月份完成。
另一个EGM的供应商是Meinerzhage的Battenfeld公司，该公司的工艺为Airmould Contour 工艺。
工艺工程无许改进设计，“通常，该工艺可以组合与现有模具中。
”
他说，评价EGM的成功还为时太早，但是任何一个使用普通气辅注射的加工商都可以选用EGM，他只许使用与原来相同的设备。
Battenfeld公司工艺模具每套售价5000马克（2275美元）。
同时，旭化成公司工艺技术开发部经理Kazuharu Yasusa 说，对工艺心中已有数，再设计模具时选用EGM最可行。
“增加EGM通常只许在原来模具成本上增加10~20%，他说。
然而，GIL公司的Pearson说，事实上，如对平板制件，使用EGM工艺，模具中气体压力一直保持着直到模具打开，完成制件从芯模上“因此，无需再用机械顶出”，他解释说。
旭化成公司从1998年开始以GPI（气体压制注射）的名称提供外部气辅注射成型工艺，而且在日本已有几种办公室自动化产品中应用，最近又将其应用到摩托车罩和洗澡间安装用具产品中。
Yasusa估计，约有半左右正在使用传统气辅注射的用户改用EGM工艺用于其厚助制件中，因此，他们是转向使用EGM工艺的潜在用户。
Yasusa说GPI不一定那么容易实现，“因为在模具设计和加工中还有许多技术诀窍。
“
事实上，对于GIL，保护专利模具设计的技术诀窍是一个谜。
Pearson说对高压气体的有效密封是成功实现EGM的关键。
“高压气体可以通过很小的空羊扩散，如顶杆和其他模芯间，动模和定模间及跨越其他被挡住的不可见模具表面等。
”Pearson说：“可以通过在模具内部的机械密封或使用整体模具的密封来防止泄露，以防止气体穿过塑料熔体后进一步泄露。
”
内部气辅注射由于专利问题的限制阻碍了其应用，对于EGM而言情况更加明显，因为没有几家公司在研究。
为了进一步保护潜在的用户，GIL和旭化成公司在一月达成一项协议，该协议确定GIL公司为旭化成公司的EGM专利的主要许可者。
Pearson说，为了保护GIL的技术诀窍，该供应商计划建立一个全球性网络系统，在网络系统工具有资格的模具工厂可提供EGM工艺模具改型的技术服务，就像目前为用户提供模
具热处理服务那样。
“这种方式将保护我门的知识产权，”他说。
“我们将为模具制造商在推荐的基本设计改型方面为提出建议，而模具密封和机械密封将在指定的模具工厂完成。
”他解释说，这种服务将从今年起逐渐增加，最初在欧洲，然后是在美国。
查询电话：（86）755-5195596（86）755-5195364
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