9气体辅助注塑成型

气体辅助注射成型
剩余壁厚-熔体温度和粘度
以 Durethan® PA6 为例，熔休温度增加50°C对制品的壁厚也只稍微 有点影响，尽管相应的粘度变化量达到了 65%；再用改变材料的方法， 使粘度增加一倍后，制品的剩余壁厚也基本上没什么变化。所以结论是： 这两个参数似乎对制品的剩余壁厚影响不是很明显。
气体辅助注射成型
洗衣机
制品旋转冀的根 部的厚度是壁厚 的 3.5 倍，决定了 注塑成型的周期 , 因此希望用气辅 成型.
气体辅助注射成型
洗衣机例子
模拟软件预 测到了与实 际一样的气 体穿透-手指 效应.
气体辅助注射成型
洗衣机例子
塑料温度的 降低使成型 周期从 70S 到 43S 减 少 了 38%。
减小主要壁厚尺寸
气体辅助注射成型
可能的问题-制品破裂
浇口封闭，气体尚未排除的结果。
气体辅助注射成型
可能的问题-制品破裂
解决方案：
改善气体的排除方法
气体辅助注射成型
影响气辅成型的五因素
Process Parameters • Delay Time • Gassing Time • Degree of Prefill • Melt/Mold Wall Temperature
气体辅助注射成型
剩余壁厚-熔体温度
对PC（ Makrolon® 2458）有相似的结果，尽管制品的剩 余壁厚要随熔体温度的增加而减小，但也只有不到0.5mm.
气体辅助注射成型
剩余壁厚-气压
对PC（ Makrolon® 2458）的实验结果显示：即使气压增 加了一倍，而制品的剩余壁厚也基本上没什么变化。
气体辅助注射成型
气道形状与筋
气道的末端应该渐变,不要突然结束,否则气体可能 进入薄壁处或者出现缩痕.
气体辅助注射成型
制品形状-横截面
棒状制品
气体辅助注射成型
制品形状-横截面
棒状制品
气体辅助注射成型
制品形状-长度
气体辅助注射成型
制品形状-圆角
气体辅助注射成型
气道布局-平板制品
气道布局不 好可能导致 手指效应或 者气体冲破 制品表面。
气体辅助注射成型
适宜成型的制品
大型的、厚薄不均的复杂塑件 采用普通注塑 成型，这类塑料制品是不可能一次成型的， 只能分解成大小不同厚薄相近的零件分别成 型，然后再组合在一起，工艺过程极为麻烦。 由于气辅注塑能成型投影面积大，而且厚薄 相差悬殊的塑料制品，据此可以重新进行制 品设计，将多个零件合成一体一次成型。电 视机前框可作为一个例子。
气体辅助注射成型
气辅成型优点
气体辅助注塑成型的优点是什么？
• • • • • • • • • 气体保压压力梯度很小，保压效果更好； 制品的内应力小，减小壁厚差异大的制品的翘曲变形； 能消除表面的凹陷，表面光滑； 减少了进料点，故熔结痕减少； 可以成型流动长度更大的薄壁制品； 塑件尺寸精度和形位精度高； 节约原料，最高可达40~50％； 可使厚壁制品的生产周期缩短50%甚至更多； 采用短射技术使注塑压力降低，气辅注塑压力约7～ 25MPa，而普通注塑为 40～80MPa或更高； • 锁模力大幅度降低。
气体辅助注射成型
气辅成型缺点
气体辅助注塑成型的缺点是什么？
• • • • • • • • 额外费用：气体、控制单元、针阀等； 制品横截面的壁厚不一致； 从进料到进气转换时会在制品表面产生痕迹； 不易改变原料和壁厚； 通常进气点是向外开放式的； 用于多腔模时，会有不小的困难； 中空截面形状通常难以预测； 熔合线位臵也难以预测；
气体辅助注射成型
气道长度
如图所示的制品总体积为 100 单位体积单位，用 PP成型时体积收缩率为 20%,如果气体通道横截面 积为 1 个单位面积 , 则气道的长度为 20 个单位 , 能满 足要求 .但对体积收缩率为 10%的 ABS则达不到要 求 .可以把气道的外围尺寸设计成 1X1单位面积 ,则 气道的尺寸变成0.5个单位面积.这样便能使气道的 长度变成20个单位。
气体辅助注射成型
Weld line
传统的预测熔结痕的方法对气辅成型不适用.
气体辅助注射成型
可能的问题-气道太短
气体辅助注射成型
可能的问题-气道太短
解决方案：
减少熔体注入量 减少延迟时间 增加气体压力 注意模具排气 增加浇口尺寸
气体辅助注射成型
可能的问题-短射
气体辅助注射成型
可能的问题-短射
气体辅助注射成型
翘曲和变形
气辅成型能消除制品 的翘曲和变形吗？
气体辅助注射成型
翘曲和变形
气体辅助注射成型
剩余壁厚-注入树脂量
太少
太多
气体辅助注射成型
剩余壁厚-注入树脂量
气体辅助注射成型
剩余壁厚-模温
以PC（Makrolon® 2458）为例子，模温变化大于 30°C而 制品的壁厚基本上不变，平均壁厚的改变量仅 0.02mm.
气体辅助注射成型
适宜成型的制品
例子:电视机前框改为气辅注塑成型，制件经重新设 计后，重量减轻了26％，零件数减少了54％。
气体辅助注射成型
适宜成型的制品
例子:马自达汽车保险杠。用气辅成型克服了表面凹陷，
用填充PP制造的保险杠增加了加强筋后其刚性增加60％， 减震器也不再需要了。壁厚仅2.8mm，比多个零件组合构 成的前后保险杠分别减轻了37％及24％的重量。
卡车前部零件
气体辅助注射成型
外装饰条
气体辅助注射成型
剪草机的扶手
气体辅助注射成型
车内抓紧用的手柄
气体辅助注射成型
键
气体辅助注射成型
调节椅子用的操纵杆
气体辅助注射成型
调节车用变速器的操纵杆
气体辅助注射成型
进气阀结构
Cinpres 公司进气阀例子
气体辅助注射成型
内容
概 述 气辅成型中的制品设计原则 气辅成型的模具设计
气体辅助注射成型
内容
概 述 气辅成型中的制品设计原则 气辅成型的模具设计
气体辅助注射成型
进气方式
通过机器的喷咀进气 通过模具型腔进气 通过模具中的流道进气
气体辅助注射成型
进气方式
通过机器的喷咀
气体辅助注射成型
进气方式
通过模具内进气
气体辅助注射成型
进气位臵
通过模具型腔进气
气体辅助注射成型
气体辅助注射成型
气道形状与筋的关系
参考下面的数据或许可以避免手指效应和缩痕。
气体辅助注射成型
气道形状与筋
气体辅助注塑成型制品上筋的设计参考，s为塑件 主体的壁厚。
气体辅助注射成型
气道形状与筋
气体辅助注射成型
气道形状与筋
下面是复印机门的例子,3mm的壁厚也没产生手指效应,当然 这还与材料与气道的尺寸有关.
气体辅助注射成型
可能的问题-内部起泡
原因是气体进入了熔体里.
气体辅助注射成型
可能的问题-内部起泡
解决方案：
增加气体保压时间 缓慢地释放气体 增加延迟时间 降低气体压力 保持材料干燥 降低熔体温度 改变塑料材料
气体辅助注射成型
可能的问题-手指效应
气体辅助注射成型
可能的问题-手指效应
解决方案：
增加熔体注入量 增加气体注入时间 增加气体延迟时间 降低气体压力 增加气道高度尺寸
气体辅助注射成型
3.10 气体辅助 注 塑 成 型
四川大学高分子学院
气体辅助注射成型
内容
概 述 气辅成型中的制品设计原则 气辅成型的模具设计
气体辅助注射成型
3.10.1 概 述
什么是气体辅助注塑成型？
气体辅助注射成型
工艺过程
成型方法包括短射(short shot)和满射(full shot)
进气位臵
通过模具型腔进气
气体辅助注射成型
制品形状-加强筋
普通塑件加强筋的厚度应比塑件主体壁厚薄 ( 约为其一半 ) ，即使这样也免不了在加强筋所 在壁的对面产生凹陷，因此应尽量少采用。在 气辅注塑中加强筋可设计得比塑件主体壁厚大 得多，作为气体通路，不但可避免产生凹陷， 而且可大大地增加塑件的刚度，粗大的加强筋 通常不会增加制品总重，因为平板部分可减薄， 在筋中的大量气体也可减轻重量。
气体辅助注射成型
适用的制品
气体辅助注射成型
适宜成型的制品
气体辅助注射成型
适宜成型的制品
气体辅助注射成型
适宜成型的制品
例子:一条形带翼的 制品,浇口在一端的 中心,两边有加强盘 筋,两侧有两个进气 口,在加强筋中心分 别形成了矩形和三 角形的气体通道.
气体辅助注射成型
适宜成型的制品
例子:美国生产的31英寸彩电，原料为HIPS,由于有 对称的两个互不相通的半环形气道传递压力,使浇口 数量减少,仅为一个,由于壁厚减薄使总重量减轻了 43％，循环时间缩短51％，合模力减少了30％。
气体辅助注射成型
气道布局-平板制品
一般一个进气点只充填一个气道,如果多个气道 相交可能导致熔结痕和缩痕.
气体辅助注射成型
气道布局
气体辅助注射成型
气道长度-预填充熔体量
气体辅助注射成型
气道长度
控制气体穿透长度的办法还有过溢出法或特殊的抽 模芯法。过溢出法可较准确地控制气体通道长度.
FLASH FLASH
解决方案：
增加熔体注入量 提高喷咀温度 提高背压 增加气体压力 保持气针未堵 检查气体是否用完 注意模具排气 增加浇口和流道尺寸 增加气体进入口尺寸
气体辅助注射成型
可能的问题-气体冲破
气体辅助注射成型
可能的问题-气体冲破
解决方案：
增加熔体注入量 增加延迟时间 降低气体压力 增加注射速度 增加熔体温度
气体辅助注射成型
(气辅)制品设计原则
塑料的气道部分和实心部分的壁厚应相差悬殊，以确保气体 在预定的通道内流动，而不会进入邻近的实心部分，如果气 体穿透到实心部位将其淘空，则产生所谓的手指效应，这将 影响制品的总体强度和刚性。
气体辅助注射成型
(气辅)制品设计原则
塑件的壁厚除了棒状手把类制品外，对于 非气体通道的平板区而言壁Fra Baidu bibliotek不宜大于 3.5mm 。壁厚过大也会使气体穿透到平板 区，产生手指效应。
气体辅助注射成型
剩余壁厚-气体延迟时间
延迟时间较短时，对制品的壁厚影响不大，而延迟时间较长 时也基本上只是增加了进气前的塑料冻结层的厚度。
气体辅助注射成型
剩余壁厚-气体延迟时间
对PC（ Makrolon® 2458 ）的实验结构显示：延迟时间的 增加肯定会稍微增加制品的剩余壁厚，但下图中只增加不到 0.40mm.
气体辅助注射成型
制品和模具设计
制品设计的特点是：设计者的自由度大,制品壁厚可相 差悬殊，这样就可把普通注塑时由多个零件组装而成的 制品重新设计成一体。采用粗大的加强筋作为气体通道， 制品刚性好，浇口数目减少。 制品和模具设计的重要问题是根据所成型制品形状决定 塑料熔体进浇位臵、气体入口位臵和气道的位臵。 较早期的气辅注塑成型，气体注入口与塑料熔体浇口同 在一处，现在气体入口可根据需要设臵，在任意时间进 入塑件的任何部位。气辅注塑成型可以成型许多用普通 注塑成型方法不能或难以成型的制品。
气体辅助注射成型
剩余壁厚-材料
下图表明，材料对制品的剩余壁厚有比较明显的影响。
气体辅助注射成型
剩余壁厚-填料
下图表明了矿物和纤维等填料对 PA 气辅成型制品的剩余壁 厚的影响程度。
气体辅助注射成型
剩余壁厚-制品形状
型腔的横截面积对制品的剩余壁厚有比较大的影响， 一般是截面积越大则剩余壁厚也越大.
气体辅助注射成型
洗衣机例子
体积收缩的减少 提高了制品的圆 度 50% 至 75% ； 制品重量减少了 12%.
气体辅助注射成型
托盘
气体辅助注射成型
管
气体辅助注射成型
铲子
气体辅助注射成型
把手
气体辅助注射成型
把手
气体辅助注射成型
Philips医用器材零件
气体辅助注射成型
方向盘
气体辅助注射成型
气体辅助注射成型
气道长度
下图为抽模芯法形成和控制气体通道的模具.
FLASH
气体辅助注射成型
气道长度
满射成型时气体通道是由于塑料熔体冷却收 缩形成的，所形成气道长度主要取决于原材 料体积收缩率，体积大小和气道断面尺寸， 对于 ABS 、聚苯乙烯类塑料虽然其模塑收缩 率只有 0.6 ％～ 0.8 ％，但注塑时熔体体积收 缩率仍有 10 ％。对于 PE 、 PP 类塑料其体积 收缩率可达20％，即气体约占20％体积。
气体辅助注射成型
工艺过程-短射
塑料熔体并未 注满型腔,只注 满 型 腔 的 50%~90% 就 开始进气;对薄 壁的制品最好 还是用满射成 型的方法.
FLASH
气体辅助注射成型
工艺过程-满射
满射成型是在塑料熔 体完全充满型腔后才 开始注入气体，树脂 由于冷却收缩而让出 一条流动通道，气体 沿通道进行二次穿透， 不但能弥补塑料的收 缩，而且靠气体压力 进行保压效果更好， 所形成的气体通道的 尺寸必然与制品体积 和塑料收缩率成一定 比例。