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。

该系统一般由4部分组成：
1、氮气产生装置
一般的气体辅助成型使用的气体是纯度98%左右的氮气，氮气可以来源于氮气钢瓶或贮罐，但钢瓶的充气、运输等费用较高，当需要大量的氮气时，一般的气体辅助成型都增加一套独立的氮气产生装置，它可以不受外部供应的制约，而且可以低成本生产氮气。

2、压力发生器
压力发生器是气体供应的中心装置，它由压缩机连续产生的高压气体，通过高压软管与注射机相连。

3、气体压力控制
这个压力控制系统既可受注塑机控制系统的控制，也可通过外部独立系统控制。

因此压力控制可作为注塑机固定控制部分或作为移动控制部分在多个机器使用。

4、气体注入
气体注入可通过注塑机喷嘴注入，也可以从模具的其它单个或多个地方注入。

注塑机的喷嘴一般带有止回阀，防止气体进入料筒或熔胶回流到料筒。

从模具上的气道注入需安装气
体注射组件。

五、气体辅助注射成型工艺
1、树脂充模：模具部分的或全部被熔体填充，全部填充的模具须有溢流装置。

2、气体充模：气体根据要求注入到热的熔体中，气体在高温低压区域迅速流动，用压力气体代替塑件中厚截面处的热熔融物料，用该力气体来完成塑料的填充。

3、气体保压：由于熔体和气体共同作用，在模具填充之后，氮气留在塑件的气体流道内，它有足够的压力使塑件压实，消除塑件表面上的缩痕。

4、气体排出：整个工艺过程中需要的所有气体在开模之前必须排出，如果没有及时排出压力气体，会使塑件胀大甚至胀破。