气体辅助注塑技术解析1Word格式.docx
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气体辅助注塑技术解析1Word格式.docx
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11)降低注塑机和开发模具的投资成本。
12)降低生产成本。
气体辅助注塑技术,可应用于各种塑胶产品上,如电视机或音响外壳、汽车塑料产品、家私、浴室、橱具、家庭电器和日常用品、各类型塑胶盒和玩具等等。
气体辅助注塑技术在注塑行业中必定被受广泛应用。
材料选择
基本上所有用于注塑的热塑性塑料(加强或不加强),及一般工程塑料(如pps,pai,pes)皆适用于气体辅助注塑。
电脑辅助模拟分析
1)防止困气和保证气体充填平均。
2)防止气体破成品表面。
3)困气体是有挤压特性,并在保压阶段时起了一定重要作用,因此,借助电脑辅助模拟分析,能保证塑料分布和模具充填作更准确的预测。
注塑机系统设备要求
基本上,气体辅助注塑系统可配合全球不同牌子的注塑机,只要是这些注塑机是配备有:
1)弹弓射咀,以防止高压气体跑进到注塑机的螺杆里。
2)注塑机的螺杆行程配备电子尺行程开关,以触发讯号给气辅主系统,从而把高压氮气注射进模腔内。
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塑胶制品在人们生产生活中已密不可分,这种供需关系也推动注塑业的迅猛发展.着眼未来石油的稀有性,控制成本是商家必争课题.由于注塑制品被各个行业广泛采用,对塑件精密度的要求也成了业内的难题。
氮气辅助射出作为高新技术,在业界还没得到广泛认知.下面着重介绍一下氮气辅助射出的优越性.
传统射出是将溶融塑料通过机械能高压注射到模腔内成型.但在注射,保压,冷却,收缩过程中产生的应力,和塑件壁厚收缩不一,使塑件变形曲翘,因此影响塑件精度.氮气辅助射出也叫氮气保压,它是将氮气高压缩(高最可达350bar)引入模腔(塑件)内部,来接替传统的射出保压.明确点说就是注塑机只需要完成注射模腔所需75%-95%的计量,余下的保压由氮气来完成.由于氮气在塑件内部形成一个中空的氮气高压气泡,并通过气体的特性均匀将压力向外扩张,所以它的应力是不变的.记住气泡永远都只会在中部,同时根据塑件的形状自动充满壁厚较厚的位置.经过冷却后在开模前排气释放压力,这样所得的结果,保压力平均(没有了注射应力),收缩应力平均.由此得到塑件的稳定的高精度尺寸.
上述的动作同时能得到更多的帮助:
1.在大幅度降低应力下,塑件尺寸得到精确保障;
2.由于只需要注射75-95%的计量,因此,塑件本身的重量减轻,根据塑件外形而定,可以得到节省35%或以上的原料;
3.我们说过,在塑件的内部形成中空,通过圆的作用,塑件结构得到加强;
4.由于它是经过高压成形,外观上的缩水痕迹也明显不见了;
5.肉厚中空了,冷却时间减少了约35%,成形周期也随之改变;
6,因为气体形状的随意性,产品设计限制减少,不再期望抽芯或二次成型加工;
7氮气是在塑件内部形成的压力.因此锁模压力降低.要模具尺寸允许,您可以在较小的机台上生产,由此降低设备损耗.
以上技术被广泛应用于汽车,音响,电视,电脑,打印机,家具,餐具,保健器材,箱包等行业,国际国内企业都已采用并获认可,知名的如SONY,台湾奇美,光电,京瓷,三星;
海尔,奂鑫,华博,荣成等.有的为了精度,有的为了省料,都有绝对优势!
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发表于2006-9-2110:
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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。
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(shortsize),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。
熔胶注射量与模具气道大小及模腔结构关系最大。
气道截面越大,气体越易穿透,掏空率越高,适宜于采用较大的“短射率”。
这时如果使用过多料量,则很容易发生熔料堆积,料多的地方会出现缩痕。
如果料太少,则会导致吹穿。
如果气道与流料方向完全一致,那么最有利于气体的穿透,气道的掏空率最大。
因此在模具设计时尽可能将气道与流料方向保持一致。
b.注射速度及保压
在保证制品表现不出现缺陷的情况下,尽可能使用较高的注射速度,使熔料尽快充填模腔,这时熔料温度仍保持较高,有利于气体的穿透及充模。
气体在推动熔料充满模腔后仍保持一定的压力,相当于传统注塑中的保压阶段,因此一般讲气辅注塑工艺可省却用注塑机来保压的过程。
但有些制品由于结构原因仍需使用一定的注塑保压来保证产品表现的质量。
但不可使用高的保压,因为保压过高会使气针封死,腔内气体不能回收,开模时极易产生吹爆。
保压高亦会使气体穿透受阻,加大注塑保压有可能使制品表现出现更大缩痕。
c.气体压力及注气速度
气体压力与材料的流动性关系最大。
流动性好的材料(如PP)采用较低的注气压力。
几种材料推荐压力如下:
塑料种类熔纸(g/10min)使用气压(MPa)
PP20~308~10
HIPS2~1015~20
ABS1~520~25
气体压力大,易于穿透,但容易吹穿;
气体压力小,可能出现充模不足,填不满或制品表面有缩痕;
注气速度高,可在熔料温度较高的情况下充满模腔。
对流程长或气道小的模具,提高注气速度有利于熔胶的充模,可改善产品表面的质量,但注气速度太快则有可能出现吹穿,对气道粗大的制品则可能会产生表面流痕、气纹。
d.延迟时间
延迟时间是注塑机射胶开始到气辅控制单元开始注气时的时间段,可以理解为反映射胶和注气“同步性”的参数。
延迟时间短,即在熔胶还处于较高温度的情况下开始注气,显然有利于气体穿透及充模,但延迟时间太短,气体容易发散,掏空形状不佳,掏空率亦不够。
四、气辅模具
气辅模具与传统注塑模具无多大差别,只增加了进气元件(称为气针),并增加气道的设计。
所谓“气道”可简单理解为气体的通道,即气体进入后所流经的部分,气道有些是制品的一部分,有些是为引导气流而专门设计的胶位。
气针是气辅模具很关键的部件,它直接影响工艺的稳定和产品质量。
气针的核心部分是由众多细小缝隙组成的圆柱体,缝隙大小直接影响出气量。
缝隙大,则出气量也大,对注塑充模有利,但缝隙太大会被熔胶堵塞,出气量反而下降。
五、气辅应用实例
气辅注塑最适宜于具有粗大柱孔或厚筋的制品以及胶位粗大内部有孔穴的制品(如手柄类、衣架类),国内几间大型电视机厂家都采用气辅注塑工艺生产电视机前框,可节省原材料10%~20%并大幅度降低锁模力。
冰箱顶盖板是大型平板注塑件,质量要求高,其模具采用直浇口入胶,在传统注塑时极易产生变形,影响冰箱的装配。
采用气辅后,变形量得到有效控制,拱曲变形量由原来的1.7~2mm减少到0.5mm以下。
空调器的横向风板是一长条型结构,截面形状“不规则”,由于表面不允许有熔接痕,模具采取单点水口入胶,料流程长,用传统注塑极易产生变形、缩痕,装在空调器上会影响风向电机的转动,严重者甚至会烧毁电机,因此改善变形量显得尤为重要。
采用气辅工艺后此问题迎刃而解,变形量由原来的3~4mm降为1mm以内。
手柄则是另一类型的制品,在气辅出现前它是由两件制品装配而成,需要做两付模具而且装配后强度不够,整体也不够美观。
采取气辅后可“合二为一”,省略一付模具及装配工序。
六、总结
气辅注塑是近年兴起的一项新工艺,在国外已得到广泛应用,在国内尚处于初始阶段,目前大型家电厂已陆续开始应用这项新工艺,相信随着各厂商对气辅工艺认识的加深,这项新工艺会应用得越来越普遍
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气辅注射成型入门
气体辅助注射成型是从注射成型发展而来的。
这一工艺克服了注射成型的一个重要的缺限:
缩痕。
由于塑料固有的绝缘性,部件腔壁的冷却速度不均匀,导致了缩痕的产生。
气体辅助射出成型的工作原理是通过“欠料注射法”将树脂注入模腔中,接着将气体注入熔化的树
脂。
由于低压高温度,气体能够沿阻力最小的路径进入铸件的各个部分。
当气体穿过成型件时,它会将壁厚部分的树脂熔液均匀地推向铸件的其他部分。
树脂填充完毕后,气体在模具内形成一个保压,弥补成型产品体积收缩。
气体辅助注射成型的实现方法主要有两种。
这两种方法的区别在于气体注入模腔的位置不同,一种是从喷口注入(见上图),另一种是直接注入树脂输送管或成型件。
这两种方法的重要区别在于,前者要求所有输气管都以喷口为开始端。
而采用后者,即直接将气体注入模具内时,只要能确保注入气体之前树脂的填充方式恰当,输气管的设计不受输气口位置的限制。
气体辅助注射成型工艺的优点
在设计者看来,这种成型工艺最显著的优点在于采用空心道和内腔使注塑件在更加坚固的同时重量并不增加,甚至还会减少。
其他优点还包括:
刚度更高。
设计自由度更大。
减少模内压力和翘曲的发生。
减少/消除缩痕的产生。
注塑件整合可能性增加。
采用空心型材有利于充填。
与实心型材相比,生产周期缩短。
气体辅助注射成型工艺的缺点:
最大的问题是许多气体注射成型工艺都涉及专利权的问题,必须取得许可证才能使用。
最好的办法是与技术提供者进行协商,以确定是否有必要取得使用许可证。
其他缺点包括:
气体、气体控制系统以及可能需要的许可证增加了费用。
如果使用模内成型技术,模具成本增加。
设计模具时要考虑气体喷口的设计及位置。
在初期应用中会经历一条学习曲线。
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气体辅助--气辅注塑技术/工艺全攻略!
2006-9-2110:
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材料选择范围广
大多数热塑性材料都能应用气体辅助注射成型。
例如聚丙烯、聚酰胺和PBT树脂等晶体材料是比较理想的材料,因为它们都具有精确的熔点、较低的粘稠度、气体容易穿透。
要依据对产品性能的要求,诸如刚性、强度、特殊条件下的表现、耐化学腐蚀等来选择原材料。
设计中需考虑的问题
当设计的成型件符合下列参数中的一个或以上时,生产商和设计者应该考虑使用气体辅助射出成型:
成型件有许多内部结构可能导致缩痕。
成型件表面必须平整,模内压力较低。
成型件在形状上必须稳定。
成型件构造复杂且有较高的结构要求。
由于对性能的要求,不可避免地会用到厚的型材。
使用该工艺要求注塑件的设计中包括气体输送导管。
这些导管会将气体和树脂导向容易产生缩痕的地方,或在填充时需要外力推动的地方,或会产生以上两种情况的地方。
成型件特性设置应最利于树脂和气体填充,使用尽可能少的气孔,输气管管径也尽可能小。
可以对模腔填充情况进行分析来预测填料流动状态,作为部件设计和工艺参数的一个功能。
气体辅助射出成型工艺范例:
汽车部件
车门把手
车门硬件模块
外后视镜外壳
外饰件
油门踏板臂
乘客扶手
玻璃刮水器臂
空气滤清器外壳
格栅
保险杠饰带
家具
桌子
病床
椅子(扶手、底座、椅腿)
草坪和园艺用具
办公设备
复印机嵌版
键盘框
送纸滚筒
打印机/传真机嵌版
计算机边框
计算机服务器嵌版
打印机嵌版
娱乐设施
高尔夫球杆杆身
篮板
高尔夫车顶板
雪地机动车保险杆
其他
用具的把手
医疗分析仪器罩
淋浴房基座
电视机柜
洗衣机波轮
平板架
电动工具把手
马桶座
自动售货机罩
水冷机嵌板
随着越来越多的产品设计者、工程技术人员、工具商和模塑商开始熟悉气体辅助注射成型工艺,唯一的问题是如何创造性地运用这一工艺。
正如一贯的做法,在一个新产品的开发过程中,每一位成员都应该在开发过程中尽可能早的阶段参加进来。
下载不到资料的精英同
气体辅助注塑过程/周期
注塑期---以定量塑化塑料充填入模腔内.所需塑料份量要通过实验找出来,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冲氮体积.
*充气期---可以注射期中或后,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.
*气体保压期---当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,可大大减低成品的缩水及变形率.
*脱模期---随着冷却周期完成,模具的气体压力降至大气压力,成品由模腔内顶出.
备注---随着不同机器的设备及注塑技术的要求,充气期可由螺杆行程或接点触发.
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气辅辅助注塑整系统的原理
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1.连接压缩空气到氮气生产机后,所生产出来的氮气纯度可达98%或以上.
2.从氮气生产机制造出来的氮气便进入低压储存器,其储存量由220至490升不等.
3.低压氮气经电控阀门和过滤器进入氮气增压器,氮气便会被氮气增压器增压到350BAR.
4.高压氮气经过过滤器进入高压储存器内,其储存量由42至168升不等.
5.高压氮气直接与气辅主系统连接.
6.经由气辅主系统控制注入模具内的氮气压力和时间.
(注:
A.D.I.气动增压器是附加设备,若客户采用氮气瓶才需加装在气辅主系统内.)
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气辅设备与注塑机的连接原理图
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气辅注射两种进气方式的比较
气体辅助射出成型的氮气可经由射出机的射嘴进入成品,也可经由模具进入成品内,两者各有优、缺点:
1.从射嘴进气:
优点-
修改现有旧模具即可使用。
流道形成中空状,减少塑料使用。
成品无气针所留下之气口痕迹。
缺点-
所有气体通道必须相通连接。
气体通道必须对称且平衡。
不能於热浇道系统上使用。
机器射嘴需更换且费用较高。
2.从模具进气:
可多处进气,气体通道不需完全相通连接。
气体与塑料可同时射入。
可允许使用热浇道设计模具。
可使用於非对称成品模穴之成型。
须重新开发设计模具。
气针会留下气口痕迹。
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