氣輔注塑工藝的應(yīng)用

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氣輔注塑工藝的應(yīng)用

發(fā)布日期：2019-08-10 00:00 來(lái)源：http://www.pdshh.com 點(diǎn)擊：

一、氣輔注塑的原理

利用高壓惰性氣體（氮?dú)猓┳⑸涞饺廴诘乃苣z中形成真空截面并推動(dòng)融料前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)注射、保壓、冷卻等過(guò)程。由于氣體具有高效的壓力傳遞性，可使氣道內(nèi)部各處的壓力保持一致，因而可消除內(nèi)部應(yīng)力，防止產(chǎn)品變形，同時(shí)大幅度降低模腔內(nèi)壓力，因此在成型過(guò)程中不需要很高的鎖模力，還可以減輕產(chǎn)品重量、消除縮痕等。

二、氣輔設(shè)備

氣輔設(shè)備包括氣輔控制單元和氮?dú)獍l(fā)生裝置。它是獨(dú)立于注塑機(jī)外的另一套系統(tǒng)，其與注塑機(jī)的唯一接口是注射信號(hào)連接線。注塑機(jī)將一個(gè)注射信號(hào)注射開(kāi)始或螺桿位置傳遞給氣輔控制控制單元之后，便開(kāi)始一個(gè)注氣過(guò)程，等下一個(gè)注射過(guò)程開(kāi)始時(shí)給出另一個(gè)注射信號(hào)，開(kāi)始另一個(gè)循環(huán)，如此反復(fù)進(jìn)行。

氣輔注塑所使用的氣體必須是惰性氣體（通常為氮?dú)猓瑲怏w最高壓為35MPa，特殊者可達(dá)70MPa,氮?dú)饧兌取?8%。

氣輔控制單元是控制注氣時(shí)間和注氣壓力的裝置，它具有多組氣路設(shè)計(jì)，可同時(shí)控制多臺(tái)注塑機(jī)的氣輔生產(chǎn)，氣輔控制單元設(shè)有氣體回收功能，盡可能降低氣體耗用量。

三、氣輔工藝控制

1.注氣參數(shù)

氣輔控制單元是控制各階段氣體壓力大小的裝置，氣輔參數(shù)只有

兩個(gè)值：注氣時(shí)間（秒）和注氣壓力（MPa）

2.氣輔注塑過(guò)程是在模具內(nèi)注入塑膠熔體的同時(shí)注入高壓氣體，熔體與氣體之間存在著復(fù)雜的兩相作用，因此工藝參數(shù)控制顯得相當(dāng)重要，各參數(shù)的控制方法如下：

a 注射量

氣輔注塑是采用所謂的“短射”方法,即先在模腔內(nèi)注入一定量的料（通常為滿(mǎn)射時(shí)的70-95%），然后再注入氣體，實(shí)現(xiàn)全充滿(mǎn)過(guò)程。熔膠注射量與模具氣道大小及模腔結(jié)構(gòu)關(guān)系最大。氣道截面越大，氣體越易穿透，掏空率越高，適宜于采用較大的“短射率”。這時(shí)如果使用過(guò)多料量，則很容易發(fā)生熔料堆積，料多的地方會(huì)出現(xiàn)縮痕。如果料太少，則會(huì)導(dǎo)致吹穿。如果氣道與流料方向完全一致，那么最有利于氣體的穿透，氣道的掏空率最大。因此在模具設(shè)計(jì)時(shí)盡可能將氣道與流料方向保持一致。

b 注射速度及保壓

在保證制品表現(xiàn)不出現(xiàn)缺陷的情況下，盡可能使用較高的注射速度，使熔料盡快充填模腔，這時(shí)熔料溫度仍保持較高，有利于氣體的穿透及充模。氣體在推動(dòng)熔料充滿(mǎn)模腔后仍保持一定的壓力，相當(dāng)于傳統(tǒng)注塑中的保壓階段，因此一般講氣輔注塑工藝可省卻用注塑機(jī)來(lái)保壓的過(guò)程。

但有些制品由于結(jié)構(gòu)原因仍需使用一定的注塑保壓來(lái)保證產(chǎn)品表現(xiàn)的質(zhì)量。但不可使用高的保壓，因?yàn)楸哼^(guò)高會(huì)使氣針?lè)馑?，腔?nèi)氣體不能回收，開(kāi)模時(shí)極易產(chǎn)生吹爆。保壓高亦會(huì)使氣體穿透受阻，加大注塑保壓有可能使制品表現(xiàn)出現(xiàn)更大縮痕。

c 氣體壓力及注氣速度

氣體壓力與材料的流動(dòng)性關(guān)系最大。流動(dòng)性好的材料（如PP）采用較低的注氣壓力。

氣體壓力大，易于穿透，但容易吹穿；氣體壓力小，可能出現(xiàn)充模不足，填不滿(mǎn)或制品表面有縮痕；注氣速度高，可在熔料溫度較高的情況下充滿(mǎn)模腔。對(duì)流程長(zhǎng)或氣道小的模具，提高注氣速度有利于熔膠的充模，可改善產(chǎn)品表面的質(zhì)量，但注氣速度太快則有可能出現(xiàn)吹穿，對(duì)氣道粗大的制品則可能會(huì)產(chǎn)生表面流痕、氣紋。

d 延遲時(shí)間

延遲時(shí)間是注塑機(jī)射膠開(kāi)始到氣輔控制單元開(kāi)始注氣時(shí)的時(shí)間段，可以理解為反映射膠和注氣“同步性”的參數(shù)。延遲時(shí)間短，即在熔膠還處于較高溫度的情況下開(kāi)始注氣，顯然有利于氣體穿透及充模，但延遲時(shí)間太短，氣體容易發(fā)散，掏空形狀不佳，掏空率亦不夠。

四、氣輔模具

氣輔模具與傳統(tǒng)注塑模具無(wú)多大差別，只增加了進(jìn)氣元件（稱(chēng)為氣針），并增加氣道的設(shè)計(jì)。所謂“氣道”可簡(jiǎn)單理解為氣體的通道，即氣體進(jìn)入后所流經(jīng)的部分，氣道有些是制品的一部分，有些是為引導(dǎo)氣流而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的膠位。

氣針是氣輔模具很關(guān)鍵的部件，它直接影響工藝的穩(wěn)定和產(chǎn)品質(zhì)量。氣針的核心部分是由眾多細(xì)小縫隙太大會(huì)被熔膠堵塞，出氣量反而下降。

五、氣體輔助注射成型工藝過(guò)程

氣體輔助注射成型的工藝有四個(gè)步驟第一步樹(shù)脂充模：模具部分地被熔體填充。

第二步氣體充模：氮?dú)飧鶕?jù)要求注入到熱的熔體中。氣體在高溫低壓區(qū)域流動(dòng)迅速。氣體流動(dòng)的方向通常是阻力最小的方向。根據(jù)設(shè)計(jì)，氣道要放在便于引導(dǎo)氣體到低壓區(qū)域的地方。用壓力氣體代替的塑件中厚截面處的熱熔融物料，用該壓力氣體來(lái)完成塑料的填充；

第三步氣體保壓：由于熔體和氣體共同作用，在模具填充之后，氮?dú)饬粼谒芗臍怏w流道內(nèi)，它有足夠的壓力使塑件壓實(shí)。隨后樹(shù)脂冷卻和收縮，氣體壓迫道還沒(méi)有凝固的樹(shù)脂到收縮造成的空隙中。用保壓壓力來(lái)消除塑件表面上的縮痕，并且保證在下一個(gè)成型周期，模具有較好的表面質(zhì)量，以成型表面質(zhì)量好的塑件；

第四步氣體排出：整個(gè)工藝過(guò)程中需要的所有氣體，有開(kāi)模之前必須排出。如果沒(méi)有及時(shí)排出壓力氣體，會(huì)使塑件脹大甚至脹破。