气体辅助注射成型特点、方法与工艺过程

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气体辅助注塑工艺原理及优点.

气体辅助注塑工艺原理及优点
1 气体辅助注塑工艺原理第一阶段；塑料注射：熔体进入型腔，遇到温第二阶段；气体入射：惰性气体进入熔融的塑料，
度较低的模壁，形成一个较薄的凝固层。
推动中心未凝固的塑料进入尚未充满的型腔。
塑料熔体熔体凝固层
热熔体
熔体凝固层
熔体流动前沿尚未充满的型腔
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。
射嘴进气方式，即使用专用的自封闭式或主动式气辅射嘴，在塑料注射结束后，将高压气体依靠射嘴直接进入塑料内部，按气道形成一个延展的封闭空间－气腔并保持一定压力，直至冷却，在模具打开之前，通过座台后退使射嘴与制品料道强行分离，使气体排出制品。
图4自封闭气辅射嘴
图5主动式气辅射嘴 7
(2) 气针进气方式气针进气方式即在模具的某个特定位置，安装排气装置－气针。当塑料注入型腔后，
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气辅技术应用
气体辅助注射可以应用在除特别柔软的塑料以外的任何热塑性塑料和部分热固性塑料。
根据气辅成型制品的结构形状不同,大致分为3类: (1).棒类制品,类似把手之类大壁厚制件; (2).板类制品,容易产生翘曲变形和局部表面收缩的大平面制件; (3).特殊制品,由传统注塑技术难以一次成型的特殊结构的制件。
（5）.气道截面尺寸变化应平缓过渡，以免引起收缩不均。（6）.气道入口不应设置在外观面或制件承受机械外力处。
（7）.进气口位置应接近浇口，以保证气体与熔体流动方向一致，但两者距离应>30mm，以避免类制品
气辅注塑成型技术的主要应用之一就是板类制件的成型。因为气体总是沿着阻力最小的方向前进，容易在较厚的部位进行穿透，因此，在板类制品设计时常将加强筋作为气道，气道一般设在制品的边缘或壁的转角处。对制品的设计也就是对加强筋和肋板的设计，即气道的设计。基本原则如下：（1）.在设计制作加强筋时，应避免设计又细又密的加强筋。（2）.“手指”效应是大平面制件容易产生的主要问题。（3）.当制件仅由一个气针进气而形成多个加强筋或肋板（气道）时，气道不能形成回路。（4）.为避免熔体聚集产生凹陷，气道末端的外形应采用圆角过渡。（5）.采用多点进气时，气道之间的距离不能太近。（6）.气道布置尽量均匀，尽量延伸至制品末端。

气体辅助注射成型技术原理及应用

可应用于各种塑料产品上，如电视机或音箱外壳、汽车塑料产品、家具、浴室、厨具、家庭电器和日常用品、各类型塑胶盒和玩具等。具体而言，主要体现为以下几大类：
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。

9气体辅助注塑成型

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
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
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，

气辅注塑成型工艺

气辅注塑成型工艺这种成型工艺，对于很多工程师来说很陌生，因为平时大家接触的产品很少会用到这种成型工艺，包括我本人也是一样，直到我接触到一款产品，才慢慢了解，就是以下这个锅体。

锅体的把手部分，除了2个螺丝塞，整个把手是一个完整的塑胶件，且外观并没有缩水等缺陷，看下侧面和背面图。

咋一看，以为内部是实心的，实际上并不是，而是空心的，是利用了气体辅助注塑成型技术。

01气辅成型的原理气体辅助注塑系统，是把惰性气体（通常用氮气）经由分段压力控制系统直接注射入模腔内的塑化塑料里，使塑件内部膨胀而造成中空，但仍然保持产品表面的外形完整无缺。

气辅注塑成型可被认为是中空吹塑成型的变型，其过程是先向模具腔中注入经过准确计量的占模腔一定比例的塑胶熔体，这一过程称为“欠料注塑”，再直接往熔融塑胶中注入一定体积和压力的高压氮气，气体在塑胶熔体的包围下沿着阻力最小的方向扩散前进。

由于靠模壁部分的塑胶温度低，表面粘度高，而製作较厚部分中心塑胶熔体的温度高，粘度低，所以气体容易对中心塑胶熔体进行穿透和排空，在制件的厚部形成中空气道，而被气体所排空的熔融塑胶又被气体压力推向模具末端直至充满模具型腔，在冷却阶段压缩气体对塑胶熔体进行保压补缩。

待制品冷却凝固后再卸气，然后开模顶出。

以上气辅成型过程实际上分为四个阶段：熔体短射、气体注射、气体保压、气体排出和制件顶出。

02气辅成型的方法除了常规的欠料注塑成型法，还有：1.副腔成型法（也叫满料注塑法）2.型芯成型法3.熔体回流成型法上面的锅体的把手猜测是采用了副腔成型法（也叫满料注塑法）：具体细节可参考下图：03气辅注塑成型与普通注塑成型的区别主要区别在于多了一套气辅设备：（1）普通注塑机（计料精度稍高些为好）。

（2）氮气控制系统，包括自封闭式气辅喷嘴。

（3）高压氮气发生器。

（4）工业氮气钢瓶以及提供增压动力的空气压缩机。

（5）为气体辅助注射设计制造的模具。

（6）气辅注塑气辅喷嘴喷嘴进气方式，即使用专用的自封闭式气辅喷嘴，在塑料注射结束后，将高压气体依靠喷嘴直接进入塑料内部，按气道形成一个延展的封闭空间—气腔并保持一定压力，直至冷却，在模具打开之前，通过座台后退使喷嘴与制品料道强行分离，使气体排出制品。

单元2-03气体辅助成型工艺及模具.

二、气辅成型的工艺过程
3.熔体回流法气辅成型
二、气辅成型的工艺过程
4.型芯活动法气辅成型
三、气辅成型的设备配置
注射机：对注射量和注射压力的控制精度要高
气辅装置：标准氮气发生器、控制单元、氮气回收装置。
进气喷嘴
四、气辅成型的技术特点
可消除塑件缩痕，提高表面质量塑件翘曲变形小所需锁模力小可减轻塑件的重量所需冷却时间少塑件易成型
六、气体辅助注射成型模具设计要点
2．浇注系统气体辅助注射成型推荐采用点浇口，普通流道和热流道均可，热流道宜采用针阀式喷嘴。 3．模具温度气体辅助注射成型模具温度控制的原则是，气道部位应保证气体推动熔体顺利充模，它的冷却状态与延时充气阶段有-密切关系，要考虑在延时充气的时间里形成必要的冷凝层厚度。而非气道部位，应较快冷却，以防气体乱窜。为此，模具的气道部位温度一般比非气道高。 4．脱模机构气体辅助注射成型推出元件(推杆)着力点应在加强肋或其它厚实处。
五、气辅成型的应用
把手、手柄类零件
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。
五、气辅成型的应用
大平面的薄壁、偏壁零件
熔体充填到型腔体积的90～98%时，开始进气，由气体填充因熔体体积收缩而产生的空间, 大大降低制品翘曲变形。
六、气体辅助注射成型模具设计要点
气体辅助注射成型模具的基本结构与普通注射模相同，但注气系统(气道和气体喷嘴)、模具温度调节、浇注系统、脱模机构设置等方面与普通注射模是有区别的。热固性塑料在注塑过程中温度和粘度的变化
1．气道设计为了达到气体辅助注射成型的目的，气道布置、气道结构尺寸及气体注入的位置是关键。气道一般设于塑料制品加强肋、交角等厚实部位，在整个型腔中，气道要均衡布置，大小适中，截面形状、转角处等应有利于氮气推动熔体顺利流动，保证氮气按预定的路线充模，并尽可能延伸到靠近型腔最后充填的区域，以获得中心空而外形完整的塑料制品，防止气体乱窜、形成回路或无法收回氮气。为此，必须正确设计气道部位的截面形状和尺寸。

气体辅助注塑成型技术简介.

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：
应用气辅技术的国内公司：康佳、长虹、创维、科龙、美的、海信等等；上海延锋伟世通、浙江远翅、上海龙贤汽配、余姚塑料四厂、宁波国雅汽车内饰件厂以及各类注塑厂都应用了气辅技术。
四、气体辅助注塑整系统的原理图：
A、整套系统
氮气发生器
低压贮气缸
电动高压增压机
高压贮气缸
气辅主控制器
单相电源压缩空气三相电源
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——
B、简易系统
氮气缸瓶
气动高压增压机
压缩空气
单相电源
高压贮气缸
气辅主控制器
单相——以定量塑化塑料充填入模腔内。所需塑料份量要通过试验找出来，以保证在充氮期间，气体不会把成品表面冲破及能有一理想的充氮体积。
2、充气期——注塑期中或后，不同时间注入气体，气体注入的压力必需大于注塑压力，以达至产品成中空状态。
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。
三、气体辅助注塑技术的应用：
基本上所有用于注塑的热塑性塑料及一般的工程材料（如PS、HIPS、PP、ABS…）都适用于气辅技术。

气体辅助成型综述

注射成型产品及模具设计综述引言：人们很早就开始研究如何彻底消除裂痕而又能节省材料的有效方法。

曾经研究过的方法有低压注塑、气体补压注塑、混合注塑、气体发泡成型等，但效果都不很理想。

气体辅助注塑工艺是将气体直接注入熔胶中，气体内的压力抵消了塑料在冷却过程中的体积收缩。

用这种方式注塑出来的制品，不仅没有裂痕，而且还有许多其他的优越性。

气体辅助注射成型技术(简称:气辅成型)是20世纪80年代在结构发泡成型工艺基础上发展起来的一项新兴的塑料注射成型技术，是塑料注射成型工艺技术中的一项革命。

气辅成型应用在最近一、二年来有强劲的增长趋势，它具有多种优点，但因为经验不足和气体不易控制，增加了气辅成型产品开发上的困难。

简要介绍：气辅注射模塑，又称气体注射模塑是一种创新的注射成型工艺。

它是自住复式螺杆注射机问世以来．注射成型工业上最重要的发展之一，它能用于生产无内应力、表面光滑且无凹陷的大型制件．在生产较厚的制件时，气辅注射模塑还可以通过减少所需的夹紧吨位、用材量和循环时间来降低制件成本．气辅注射模塑的工艺过程如图1所示。

首先把部分熔融的塑料注射到模具中．我们称此为“欠料注射”。

紧接着再注入一定体积或一定压力的惰性气体(通常为氮气)到熔融塑料流中。

由于靠近模具表面部分的塑料温度低、表面张力高．而处在制件较厚部分中心的塑料熔融体的温度高、粘度低，致使气体易于在制件较厚的部位(如加强筋)形成空腔．而被气体所取代的熔融塑料被推向模具的末端，形成所要成型的制件。

在气辅注射模塑中．由于气体的压力始终使塑料紧贴着模具的表面．制件较厚部分的外表面不能形成“凹陷”．大大提高了制件的质量。

此工艺不但简化了模具设计，降低了模具成本．还增加了制件设计的灵活性。

在合理的设计下，可使制件的重量比传统注射模塑减少10--50%，且使制件得到较高的强度与重量比。

另外。

氮气充满制件的气体压力与传统注射模塑所需的压力柑比要小得多．因此所需的模具夹紧力也较小。

塑料成型新工艺

气体辅助注射成型技术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。

由于高压气体的作用，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。

且制品脱模前由气体压力进行保压。

由于具有廉价、易得不与塑料熔体发生反应的优点，因此所使用的压缩气体为氮气。

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。

气体辅助注射成型技术可应用于各种塑料产品上，如电视机或音箱外壳、汽车塑料产品、家具、浴室、厨具、家庭电器和日常用品、各类型塑胶盒和玩具等，主要为以下几大类：1 管状和棒状零件，如门把手、转椅支座、吊钩、扶手、导轨、衣架等。

2 大型平板类零件，如车门板、复印机外壳、仪表盘等。

3 形状复杂、薄厚不均、采用传统注射技术会产生缩痕和污点等缺陷的复杂零件，如保险杠、家电外壳、汽车车身等。

气体辅助注射成型技术优点：1，节省材料20%~40%。

①对于棒类零件：通过掏空节省材料。

②对于平板类零件：利用加强筋或肋板作为气体穿透的气道，同时使平板厚度变薄。

2，减少锁模力高达40%~60%，高压气体先推动后保压，使塑料熔体和磨具摩擦减少。

3，使制件冷却时间减少，缩短生产周期30%以上，提高了生产率：气体掏空制件壁厚部位。

4，因为锁模力和注射压力降低，模具寿命延长，致使铝材模具的使用成为可能，而且能够一步成型壁厚不均匀形状复杂传统工艺无法一次生产的塑件。

滚塑成型技术滚塑成型又称旋转模塑。

滚塑成型工艺是先将塑料原料加入模具中，然后模具沿两垂直轴不断旋转并使之加热，使模内的塑料原料在重力和热能的作用下，逐渐均匀地涂布、熔融粘附于模腔的整个表面上，成型为所需要的形状，再经冷却定型、脱模，最后获得制品。

滚塑成型工艺的特点是树脂加热、成型和冷却过程都在无压的模具内进行,其优点： 1模具简单、成本低廉，适合成型大型塑料制品：模具不受高压，不需要高强度，结构简单加工方便，制作周期短成本低。

气体辅助注塑成型的原理及优点

气体辅助注塑成型的原理及优点气体辅助注塑成型具有注射压力低、制品翘曲变形小、表面质量好以及易于加工壁厚差异较大的制品等优点，近年来发展很快。

它在发达国家用于商业化的塑料制品生产差不多已有20多年。

气体辅助注塑成型包括塑料熔体注射和气体（一般采用氮气）注射成型两部分。

与传统的注射成型工艺相比，气体辅助注塑成型有更多的工艺参数需要确定和控制，因而对于制品设计、模具设计和成型过程的控制都有特殊的要求。

气体辅助注射成型过程首先是向模腔内进行树脂的欠料注射，然后把经过高压压缩的氮气导入熔融物料当中，气体沿着阻力最小方向流向制品的低压和高温区域。

当气体在制品中流动时，它通过置换熔融物料而掏空厚壁截面。

这些置换出来的物料充填制品的其余部分。

当填充过程完成以后，由气体继续提供保压压力，将射出品的收缩或翘曲问题降至最低。

气体辅助注塑成型的优点：低的注射压力使残余应力降低，从而使翘曲变形降到最低；低的注射压力使合模力要求降低，可以使用小吨位的机台；低的残余应力同样提高了制品的尺寸公差和稳定性；低的注射压力可以减少或消除制品飞边的出现；成品肉厚部分是中空的，从而减少塑料，最多可达40％；与实心制品相比成型周期缩短，还不到发泡成型的一半；气体辅助注塑成型使结构完整性和设计自由度大幅提高；对一些壁厚差异较大的制品通过气辅技术可以一次成型；降低了模腔内的压力，使模具的损耗减少，提高其工作寿命；减少射入点，气道可以取代热流道系统从而使模具成本降低；沿筋板和凸起根部的气体通道增加了刚度，不必考虑缩痕问题；极好的表面光洁度，不用担心会像发泡成型所带来的漩纹现象。

运用气体辅助注塑成型技术后允许设计人员将产品设计得更加复杂，而模具制造商则能够简化模具结构。

制品功能不断增加和制品组件的减少使得生产周期缩短，无须进行装配和后期修整工作。

在成型CD托盘和机动车电子中心压配层板的生产中表明气体辅助注塑成型能够应用于薄壁制品的生产制造。

尺寸稳定性的提高，制品残余应力的减少以及翘曲量的降低是气体辅助注塑成型技术的一个主要优点。

气体辅助注塑工艺简介

气体辅助注塑工艺简介1.气体辅助注塑目前所指的气体辅助注塑：是指将氮气注射入产品内，使产品内部形成中空。

模具打开前，控制器会将塑胶工件内的氮气释放回大气中。

2.气辅注塑成形工艺的优势1)低射胶、低锁模力；2)压力分布均匀、收缩均匀、残余应力低、不易翘曲，尺寸稳定；3)消除凹陷，型面再现性高；4)省塑料，可用强度及价格更低的塑料；5)可用强度和价格更低的模具金属；6)厚薄件一体成型，减少模具及装配线数目；7)可用较厚的筋，角板等补强件，提高制品刚性，使得制件公称厚度得以变薄。

8)增强设计自由度。

3.气辅射胶控制工艺1)短射工艺，即胶料未完全充满型腔时，继之以氮气注射；2)满射工艺，塑胶熔体充满型腔之后，停止注射，继之以氮气注射。

短射工艺的特点：在气辅注塑中，塑胶注射取决于胶件形状及胶料性能，在以下条件才可进行短射。

1)胶件必须有独立完整的气体通道，即气流在穿透胶件时，无分支气道可走。

2)气体通道中多余胶料有足够的溢流空间。

3)胶料流动性优良，粘度不可太低，尽量避免使用含破坏高分子键的填充物的胶料。

4)胶料导热度较低，有可较长时间保持熔融状态的能力。

满射工艺特点：胶件射胶完成，通过气体代替啤机，防止胶件收缩。

其优点在于，啤机保压是以射胶量及压力来防止胶件收缩，气辅保压，则以气体穿透塑胶收缩后的空间，防止胶件表层埸陷。

4.气辅压力分析：现我们看以下气辅压力与啤机压力的对比：1)气辅压力a)低气压800psi=56.34kg/cm2b)中气压1500psi=105.63 kg/cm2c)高气压2500psi=176.06kg/cm22)啤机压力a)100 TON注塑最大压力188Mpa=1917 kg/cm2b)280 TON注塑最大压力150Mpa=1530 kg/cm2c)650TON注塑最大压力153Mpa=1560 kg/cm2从以上压力对比可知，氮气压力只相当于普通啤机注塑压力的十分之一，甚至更少。

气体辅助注射成型

气体辅助注射成型简介一、气体辅助注射成型的发展气体辅助注射成型（gas-assisted injection molding）简称GAIM，又称Air-mold法，是在传统注射成型基础上延伸而来的，目前我们所知道的气体辅助注射成型是从20世纪70年代中期发展起来的，其发展呈现为两条线：一条是起源于德国的Friederich所做的一些早期研究，他在1976年申请了专利，是第一个发明气体辅助注射成型的人；另一条则是从早期发泡成型工艺发展起来的。

直到最近十几年，气体辅助成型才得到较快的发展。

二、气体辅助成型的优点1、气体辅助注射成型零件注射压力较低，可以选择较低锁模力的设备成型较大的零件。

2、低的注射压力使残余的应力降低，从而使翘曲变形降到最低。

3、沿筋板和凸起根部的气体通道增加了刚度，而不必考虑缩痕问题。

4、低的残余应力同样提高了尺寸公差和稳定性。

5、气体辅助注射成型使结构完整性和设计自由度提高。

6、极好的表面光洁度使人们不用担心结构发泡所带来的漩纹现象。

7、成型周期不到发泡成型的一半。

三、气体辅助成型的缺点1、这项技术相对来说比较新，比其他成型技术风险更大，投产过程比较长，而且所用模具与常规工艺相比还需要进行更多的修正。

2、评估零件费用不如普通注射成型和结构发泡成型那样直接，因为要考虑分期偿还许可证、气体装置和气体的费用。

3、准确的应力计算和有限元分析是很复杂的，因为气体通道的位置和相关截面只能靠估计。

4、透明的零件会看见气泡，这不符合审美要求。

5、带孔位置的壁面是与加工相关的，不能轻易被先确定。

四、气体辅助注射成型的设备气体辅助成型需要一个控制系统控制氮气使其从气体源传送到模具。

这个系统通常是一个相对独立的单元，它位于十分接近注塑机的地方。

该系统控制装置与注塑机相连接，而它们两者却独立运行。

该独立系统可以独立运用，且可以即插即用与任何种类的注塑机中，控制系统的关键元件从注塑机上获得信号，并且能提供必要的能源、水和压缩气体。

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。

杂物箱盖之气体辅助注射成型

来源于：注塑财富网杂物箱盖之气体辅助注射成型前言气体辅助注射成型( Gas2Assisted Injection Molding) 技术是为了克服传统注射成型的局限性而发展起来的一种新型工艺，自90年代以来受到注塑工程界的普遍关注，采用气辅技术，可提高产品精度、表面质量、解决大尺寸和壁厚差别较大产品的变形问题，提高产品强度、降低产品内应力，大大节省塑料材料，简化模具设计，广泛应用于汽车、家电、办公用品以及日用产品等许多领域。

因此被称为塑料注塑工艺的第二次革命。

C -MOLD 软件是美国ACT 公司推出的高科技产品，它可对气辅注射成型过程进行仿真模拟，帮助我们了解成型过程中熔体充填、气体辅助充填、气体保压等成型过程，避免注射熔体量不足、气体压力过大、气穴、吹穿、表面凹陷等的发生，确定熔体浇口、气体入口位置、流道尺寸和气道尺寸的优化以及气道的合理布置，材料的选择，工艺条件设置等的影响，并根据反复计算的分析结果，确定出一套最佳的工艺方案，保证一次试模成功。

近年来我们成功地利用该软件对家电和汽车的气辅注射成型零件进行CAE 分析，取得了良好的效果。

本文特介绍富康轿车后车门杂物箱盖的气辅成型CAE 分析。

1 气体辅助注射成型工艺过程气辅成型一般包括熔融树脂注射、气体注射、气体保压、气体回收、制件顶出等几个主要步骤。

首先由浇口向模具型腔内注入熔融树脂后，再注入一定压力的惰性气体(通常为氮气) ，借助气体压力的作用推动树脂充实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。

并从树脂内部进行保压，此时气体压力就变为保压压力。

气体的排放发生在冷却结束、开模之前。

与传统注射成型过程相比，多了一个气体辅助充填阶段，且保压阶段是靠气压进行保压的。

保压压力低，可降低制品内应力，防止制品翘曲变形。

由于气体能有效的传递所施加的压力，可保证制件内表面上压力分布均匀一致，即可补偿熔体冷却时的体积收缩，也避免了制件顶出后的变形。

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。

5.6气体辅助注塑

尚未充满的型腔气体（4）保压冷却阶段：成品内部被气体充填后，气体作用于成品中空部分的压力就成为保压压力，可大大减低成品的收缩和变形率。气熔边界熔体凝固层
3、气辅注塑成型工艺过程
（5）气体释放阶段：在模具开摸前，气体从制件内部排出，气压降至到常压下。气腔气体排出（6）开模阶段：开模取出产品熔体凝固层
为控制气道的形成和避免气体“吹破”, 塑料应有一定的熔体强度, 像聚氨脂等非常柔软的塑料就不适用。PA 和PBT 类型的易结晶塑料尤其适用于气辅注塑。气辅注塑最常用的塑料是PA6、PA66 及PP(通常是玻璃纤维增强的)。
9、气辅注塑成型应用
1）管状或杆状制件：如衣架、钳柄、椅子扶手、喷射头和水龙头开关等；——节省物料、缩短周期、实现制品的功能。
活动型芯法成型示意图
7、气辅注塑成型特点
优点
(1) 可成型传统注射成型工艺难以加工的壁厚差异较大制件。 (2) 可消除厚壁处的缩痕，提高表面质量。 (3) 降低产品出模后残余内应力，减轻翘曲变形，提高产品强度。（克服30%凹陷翘曲） (4) 缩短成型周期，提高生产效率（缩短20%成型周期） (5) 可减轻制品重量，节省材料，在保证产品质量的前提下大幅度降低成本。（降低30%成本） (6) 所需注射压力和锁模力小，可大幅度降低对注塑机和模具的要求。 (7) 改善材料在制品断面上的分布，改善制品的刚性。
5.6 气体辅助注塑成型工程
主讲：魏雅丽
1、气体注塑辅助工艺产生背景
最初：改善模具设计；提高注射机质量；调整工艺参数；结果：成本提高，制品质量仍较差；解决方法：气体辅助注射成型。气体辅助注塑成型GAIM（Gas Assist Injection Molding）自20世纪80年代出现，20世纪90年代进入实用阶段。气辅成型应用：欧、美、日等发达国家应用广泛；我国家电、汽车等行业也积极采用。

气体辅助注射成型技术简介

保证; (4) 气道的末端避免是模具上的死角, 应留有一定的空间。 2.2 GAIM 工艺
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。

气体辅助注塑成型简介

气体辅助注塑成型简介
1.什么是气体辅助注射成型？
气体辅助注塑成型其原理是利用高压气体在塑件内部产生中空截面，利用气体保压代替塑料注射保压，消除制品缩痕，完成注射成型过程。气体辅助注塑成型的工艺过程主要包括塑料熔体注射、气体注射、气体保压三个阶段。气体辅助注射成型过程首先是向模腔内进行树脂的欠料注射，然后把经过高压压缩的氮气导入熔融物料当中，气体沿着阻力最小方向流向制品的低压和高温区域。当气体在制品中流动时，它通过置换熔融物料而掏空厚壁截面。这些置换出来的物料充填制品的其余部分。当填充过程完成以后，由气体继续提供保压压相比，气体辅助注塑成型有更多的工艺参数需要确定和控制，因而对于制品设计、模具设计和成型过程的控制都有特殊的要求。
5. 气辅成型常见问题及对策
⑹气道与薄壁连接处缩凹气道由于气体穿透，导致气道与薄壁接触部分壁厚较大，解决方法： 1.在气道与薄壁接触位置增设防缩槽 2.气道与薄壁连接处尽量不采用圆角过渡 3.尽量增大气道表面积，以利于迅速冷却 ⑺气体穿透不均原因： 1.熔体流动不平衡 2.气道布局不合理 3.模具精度差，导致塑件壁厚不均解决方法： 1.修改浇口布局 2.修改气道布局 3.提高模具制造精度
2.气体辅助注射成型有什么优点？
（1）解决制件表面缩痕问题，能够大大提高制件的表面质量。（2）局部加气道增厚可增加制件的强度和尺寸稳定性，并降低制品内应力，减少翘曲变形。（3）节约原材料，最大可达40%～50%。
（4）简化制品和模具设计，降低模具加工难度。
（5）降低模腔压力，减小锁模力，延长模具寿命。（6）冷却加快，生产周期缩短。
5. 气辅成型常见问题及对策
⑴制件表面银纹（streak）浇口处料流速度过快，剪切速率过大修改浇口类型，或者增大浇口尺寸，减小料流速度