气体辅助注塑成型的预注塑部分与普通注塑成型一样，主要增加了一个氮气注射和回收系统。根据注气压力产生方式的不同，目前，常用的气体注射装置有以下两种：
（1）不连续压力产生法即体积控制法，如Cinpres公司的设备，它首先往汽缸中注入一定体积的气体（通常是氮气），然后采用液压装置压缩，使气体压力达到设定值时才进行注射充填。大多数的气辅注塑成型机械都采用这种方法，但该法不能保持恒定的高压力。
（2）连续压力产生法即压力控制法，如Battenfeld公司的设备，它是利用一个专用的压缩装置来产生高压气体。该法能始终或分段保持压力恒定，而且其气体压力分布可通过调控装置来选择设定。
气辅技术为许多原来无法用传统工艺注射成型的制件采用注射成型提供了可能,在汽车、家电、家具、电子、日常用品、办公自动化设备、建筑材料等几乎所有塑料制件领域已经得到了广泛地应用,并且作为一项带有挑战性的新工艺为塑料成型开辟了全新的应用领域。当前,气辅技术尤其适用于以下几方面的注塑制品:
管状、棒状制品: 如手柄、挂钩、椅子扶手、淋浴喷头等， 采用中空的结构,可在不影响制品功能和使用性能的前提下,大幅度节省原材料,缩短冷却时间和生产周期。
大型平板制件: 如汽车仪表板、内饰件格栅、商用机器的外罩及抛物线形卫生天线等。通过在制件内设置内置式气道,可以显著提高制品的刚度和表面质量,减少翘曲变形和表面凹陷,且大幅度地降低锁模力,实现在较小的机器上成型较大的制件。
厚、薄壁一体的复杂结构制品: 如电视机、计算机用打印机外壳及内部支撑和外部装饰件等。这类制品通常用传统注塑工艺无法一次成型,采用气辅技术提高了模具设计的自由度,有利于配件集成。
另外，对于大型塑料制件来说，用普通注塑模塑的方法成型，经常会出现熔接痕、缩痕、翘曲变形等缺陷，并且在成型过程中需要较大的注塑压力和锁模力，它对机器、模具及产品都会带来不利的影响。气体辅助技术的引入，突破了CIM的一些局限性和限制，它可以很好地克服CIM的种种缺陷，而且可降低原料成本（可使制件质量减少达10-50%）、缩短成型周期，更重要的是提高了制件的表观质量及其机械使用性能。因此，GAIM一出现就受到了企业广泛的重视，并得以应用。目前，几乎所有用于普通注塑成型的热塑性塑料及部分热固性料都可以采用GAIM法来成型；GAIM塑件也已涉及到结构功能件等各个领域，尤其是在大型塑件上的应用，优势更为明显。如台湾华大机械有限公司与英国GIL公司合作研制的C2系列气体辅助注塑机及气体辅助注射部分（包括电脑控制系统），已能达到满足生产大型塑件的需要。
GAIM虽然具有普通注塑所不具备的许多优点，但它引入了如预注塑量，熔体/气体注射之间的延迟时间，充气注射压力、速率及时间等多个新工艺参数的调整，控制不好很容易出现如延迟线、将制品吹穿及“手指”效应（是指由于制件局部体积的收缩，形成的缺料要靠气道与制件壁间的熔体来补偿，从而使气体穿出气道形成指状分支的现象，在大平板类制件中特别容易出现）或气体反灌等问题[10]。因此，在国内，还主要应用于电视机外壳件上，如长虹、海信、康佳、厦华、熊猫等多家电视机厂先后引进了气辅注塑装置和技术；而在汽车行业中，随着新车型的引进和对高质量注塑件的要求，该技术也开始得到了应用，如成都航天塑胶集团已引进英国Gas Injection公司的气体注塑设备用于富康轿车门内装饰件的生产，且将开发其他新产品；虽然GAIM在国内一些行业中得到了一定的应用，但在如保险杠等一些特大型注塑件上的应用还不是很广泛，也缺乏一定的理论指导和实践经验，国外，可以说GAIM已成为工业发达国家和地区生产大型超厚、高精度或表观高清晰度塑料件所必不可少的成型方法。
近年来又发展了一些新的气体辅助注射技术,如液化气体辅助注射(ＬｉｑｕｉｄＧａｓ-ＡｓｓｉｓｔｅｄＩｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇ)及振动气体辅助注射(ＶｉｂｒａｔｅｄＧａｓ Ａｓ ｓｉｓｔｅｄＩｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇ)及水辅助注射等。
液化气体辅助注射
液化气体辅助注射是将一种预热的、特殊的可气化的液体从喷嘴注入塑料熔体中,与塑料熔体一起进入模腔中的液体受到塑料熔体的加热而气化;在模腔中被气化的气体膨胀,使制件成为空心,并将熔体推向模腔表面。气体冷却后变为稳定状态存在于制件中,并不再冷凝成液体;与常规的气体辅助注射方法相比,热液体气化方法的主要优点是能在制件中产生很低的气体压力(2ＭＰａ,常规的气体辅助注射方法为3ＭＰａ),可应用于任何热塑性塑料,包括那些分子量较低,容易被吹穿的塑料。
振动气体辅助注射
振动气体辅助注射是通过将压缩气体的振荡向塑料熔体施加振动能量,从而达到控制制件微观结构,改善制品性能的目的。
水辅助注塑成型技术
水辅助注射技术(ＷＩＴ)是一种新型的生产中空或者部分中空制品的成型方法。这种方法形成空腔的原理与气体辅助注射技术(ＧＡＩＭ)基本相似。ＷＩＴ有着一个独特的优点:能够直接在制品内部进行冷却。由于水的热传导率是气体的40倍,热焓是气体的4倍;所以,ＷＩＴ的冷却能力可以使制品的冷却循环时间降至ＧＡＩＭ的25%。除了明显缩短成型周期外,ＷＩＴ能够成型壁厚更薄和更均匀的中空制品,更加节省原料;此外,ＷＩＴ还可以生产内表面非常光滑的制件,这在ＧＡＩＭ中是很难达到的。
虽然20世纪70年代初期,人们已提出了采用液体如水、油或聚合物溶液的注射作为形成空心体的方法;但由于所用的柱塞和注射装置产生的压力太高,而达到的流速太低,故结果并不令人十分满意。如今,在德国亚琛市的德国塑料加工研究所(ＩＫＶ)开发的ＷＩＴ使这一古老的想法成为现实。ＩＫＶ从1998年开始研发这种技术。德国Ｈｅｒｆｏｒｄ市的Ｓｕｌｏ公司是第一个实施这种技术进行塑料加工的厂家。尽管如此,直到2000年10月底,在Ｆａｋｕｍａ展会上展出的一辆用ＷＩＴ技术加工的全塑料超市手推车,才正式宣告ＷＩＴ在商业中得到应用。现在,已有越来越多的厂家参加到ＷＩＴ的研究、开发和完善中来。
1 气体辅助注射成型的局限 气体辅助注射成型技术突破了传统注射成型的限制,可灵活地应用于多种制件的成型。它在节省原料、防止缩痕、缩短冷却时间、提高表面质量、降低制品内应力、减小锁模力、提高生产效率,以及降低生产成本等方面具有显著的优点。但对于直径较大的介质导管的生产,ＧＡＩＭ工艺仍存在较大的残留壁厚,由于通过气体从内部传递热量,这就增加了冷却时间。伴随着较大的残余壁厚,制品壁面内部产生气泡的可能随之增加;为了避免这一缺点,气体的保压时间或者气体的压力释放时间被延长。显然,这就增加了循环时间。当制件的直径超过40ｍｍ时,在气道形成后,还会存在熔体沿着模壁向下流动的危险。因此,ＧＡＩＭ难以应用于直径较大的中空制品的成型。ＧＡＩＭ技术的不足刺激了人们对新的注射成型方法的开发研究,ＷＩＴ应运而生。 |
发表于 2003-10-17 17:07:27
发表于 2003-10-18 09:24:48
