星期四, 5月 19

    气体辅助射出技术(Gas assisted injection molding)

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    ■ ACMT

    前言

    气体辅助射出成型技术在1971 年就已经应用在高跟鞋 跟的制作上并获得德国专利。近年来,此技术已经普遍 应用于汽车零组件、家电、家具产品的应用上,另外在美国三大汽车厂(通用、福特、克莱斯勒)舆日本汽车厂在此技术的应用上,也是很有名。
    目前的电子资讯产品如笔记型电脑、数位相机、手机等,也运用气体辅助成型技术,得到薄、小且品质更高的资讯电子产品气体辅助射出成型技术的原理是将熔融的塑料注入模穴中, 在塑料尚未充填完成,短射的情况下,便开始注入气体,直到塑料填满整个模穴,
    然后借由气体在内部掏空处均匀的进行保压,并且同时进行冷却,接着将气体排出,最后以塑料封堵缺口,便完成制程;如果气体是直接由气针於产品模穴中注入,就不需再使用塑料来封闭缺口。

    而气体辅助射出成型技术的优点是可以有效降低射出压 力、减少锁模力、节省材料、降低成本、改善产品厚尺寸处的凹陷、收缩、翘曲变形、缩短成型周期、提高产 品强度等。使用较小的射出成型机台机台设备成本低, 但相对的增加气辅的气道模具和进气设备(如图1),也增加一些成本,所以随着成型机台的技术进步也逐渐取代一些过去仅能以气辅制程制作的部件,所以目前气辅的制程大多应用于平板加肋件(如事务机或显示器的外壳等)或是粗厚件轻量化(如车用手把) 。

    基本原理

    如图1所示调节射入模腔的熔胶量,然后再注入氮气, 将氮气注射入熔胶,沿着阻力最小的路径形成中空的 连续通道。并进入产品的厚截面处,气体压力从高压 处向低压处推动熔胶完成模腔的填充。短射注射方法1. 将模具闭合,并将定量的熔胶经由喷嘴阀注射至模穴内2. 经过一段时间之延迟,关闭喷嘴阀并注入氮气使其推动熔胶充填模腔3. 高压氮气保持和气体渗透填补熔胶收缩4. 在模腔内保持一定的气压5. 熔胶凝固后排出高压氮气6. 打开模具,顶出产品

    主要应用

    主要应用”短射”适用于厚截面产品, 小形手柄,和管状器件、 “短射”必须特別留意”模糊纹”标记,在注射熔胶后应立即充气、优点: 成本降低,主要是因为: 1. 减少了材料2. 缩短了注塑周期,减少了生产成本3. 注塑压力低,提高了模具的使用壽命局限性︰1. 表面因流动暂停会形成模糊纹2. 要求精确的射胶量3. 有可能出现’指纹效应’ 4. 多模腔注塑较为困难

    满射注塑方法

    模具闭合,注射熔胶填满或即将填满模腔,此时注射机还未作保压2. 经过一定时间之延迟,首先注入高压氮气使其填塞熔胶3. 保持高压氮气补偿熔胶收缩4.在模腔内保持一定的气压5. 熔胶凝固后,排出高压氮气6. 打开模具,顶出产品局限性、可能产生”指纹效应” 、有时需运用PEP 塑料溢出工艺主要适用、 满射注塑方法主要适用于薄壁产品、多种壁厚的塑件、满射注塑注射气体时,气体沿着塑件中阻力最小仍处於熔融状态的通道中流动。

    使用此技术的优点

    1. 气体的使用能够在模腔内产生均匀的压力
    2. 改善了表面质量,物件没有缩痕
    3. 避免了注塑机的保压
    4. 满射注塑能够减少70%的压力要求,故即使在小的注塑机上,也能生产相对较大的塑料部件
    5. 较少能源损耗
    6. 降低了模塑内应力,使成品更坚固、三菱化工在日本拥有该专利权,CGI在欧洲和美国拥有该专利权

    结语

    气体辅助射出成型由于气体穿透的不稳定经常造成产品和模具开发上之困难,试模时间也拖长很多。不論产品或模具设计工程师都必须深入了解气体穿 透特 性,并把握一些设计原则,才可避免不必要的尝试错误,缩短开发周期。电脑辅助模拟工具可帮助设计工程师从各种不同的可能设计中迅速找到一 个最好的设计。它也可以是一个最佳的学习工具,在最短时间内让工程师了解 气体穿透特性,累积经验设计出最佳的气体辅助射出产品和模具。 ■
     

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