气辅成型

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气辅产品成型工艺培训教材

气辅成型应用在最近一、二年来有越来越多的趋势，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、调试的困难。本文说明了气辅成型的物性，希望在气辅产品调试时有所参考.
一、        成型原理
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，气体推动融熔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（如图1所示）。
















气体的功能有两种：
1、        驱动塑胶流动以继续填满模腔；
2、成中空管道，减少塑料用量，减轻成品重量，缩短冷却时间及更有效传递保压压力。
由于成型压力可降低而保压却更为有效，更能防止成品收缩不均及变形。
气体易取最短路径从高压往低压（最后充填处）穿透，这是气道布置要符合的原则。在浇口处压力较高，在充填最末端压力较低。

二、        气辅成型优点
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。GIM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,但GIM则可借由中空气体管道施压,促使产品收缩时由内部向外进行,则固化后在外观上便不会有此痕迹.
3、降低锁模力：传统注塑时高保压压力需要高锁模力,以防止塑料溢出,但GIM所需之保压压力不高,通常可降低锁模力需求达25~60%左右.
4、减少流道长度：气体流通管道之较大厚度设计,可引导帮助塑料流通,不需要特别的外在流产设计,进而减低模具加工成本,及控制熔接线位置等.
5、节省材料:由气体辅助注塑所生产的产品比传统注塑节省材料可达35%,节省多少视产品的形状而定.除内部中空节省料外,产品的浇口(水口)材料和数量亦大量减少,例如38寸电视前框的浇口(水口)数目就只有四点,既节省材料的同时亦减少了熔接线(夹水纹).
6、缩短生产周期时间:传统注塑由于产品筋位厚、柱位多，很多时都需要一定的注射、保压来保证产品定形，气辅成形的产品，产品外表看似很厚胶位，但由于内部中空，因此冷却时间比传统实心产品短，总的周期时间因保压及冷却时间减少而缩短。
7、延长模具寿命：传统注塑工艺在打产品时，往往用很高的注射速度及压力，使浇口（水口）周围容易走“披峰”，模具经常需要维修；使用气辅后，注塑压力，注射保压及锁模压力同时降低，模具所承受的压力亦相应降低，模具维修次数大大减少。
8、降低注塑机机械损耗：由于注塑压力及锁模力降低，注塑机各主要受力零件：哥林柱、机铰、机板等所承受的压力亦相应降低，因此各主要零件的磨损降低，寿命得以延长，减少维修及更换的次数。
9、应用于厚度变化大之成品：厚部可应用为气道，用气体保压来消除壁厚不均匀而形成的表面缺陷。
三、        气辅成型流程
    气辅成型的流程为：①合模②塑胶充填③气体注入④保压、冷却⑤排气，开模在图2中,A为塑胶注入,B为气体注入,C为气体保压D为排气。




















气辅成型的第一阶段为塑胶注入模腔，如图3所示。熔融塑胶注入模腔，接触到温度较低的模具面后，在表面形成一层凝固层，而内部仍为熔融状态，塑胶在注入90%~99%时即停止。

















第二阶段为气体注入，如图4所示。氮气进入熔融塑胶，形成中空以推动熔融塑胶向模腔未充满处流动。

  第三阶段为气体注入结束，如图5所示。气体继续进入熔融塑胶直至推动塑胶完全填满模腔，此时仍有熔融塑胶存在。
















第四阶段为气体保压，即气体二次穿透阶段，如图6所末。在保压阶段，高压气体压实塑胶，同时补偿体积收缩，保证制件外部表面质量。









四 模具冷却水的接法和注意事项
面壳模具动模主要针对胶位较厚的局部冷却。比如四个角的码胆柱尽量使码胆柱。尽量使码胆柱温度降低。当正常生产时模温升高，码胆柱位的温度也随之升高，容易产生缩水、凹陷、流胶等现象，是制约效率的一个关键因素。因此应该将四角的码胆柱单独接冷却水。其余模芯部位必须做到左右对半接法，使模温处于可控状态。
面壳模具定模接冷却水视模具结构而定。对于有喇叭网孔的模具必须使喇叭网面保持温度较高，可加快材料在模腔里的流动速度，减少压力损失。所以接水时应将两侧面和中心主流道冷却，尽量使喇叭网面保持温度较高。

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很好的工艺，一定会越来越广泛的应用的