5分钟搞懂气辅成型(Gas Assisted Injection Molding)_气体

来自 : 搜狐网 发布时间：2021-03-25

原标题：5分钟搞懂气辅成型（Gas Assisted Injection Molding)

气体辅助注射成型(Gas Assisted Injection Molding，简称GAIM)技术，简称气辅成型技术，是二十世纪九十年代开始兴起的一项新型的塑料加工技术。它利用高压惰性气体推动熔体充满型腔，通过气体保压，使塑件厚壁内部形成中空截面，可以降低锁模力、提高生产效率、消除塑件表面缩痕，为壁厚不均匀无法一次注射成型的塑件，为汽车、家电类塑料制品的加工开辟了崭新的应用领域，被誉为注射成型工艺一项划时代的革命技术。

气辅成型技术源于二十世纪八十年代初期。1983年，英国人用结构发泡成型，制造机房装饰材料，衍生出“Cinpress”控制内部压力的过程，即气辅过程。1986年在德国国际塑料机械展览会上展出后，很快被人们称为注射成型领域一项具有深远意义的新型技术。二十世纪九十年代该技术逐渐商品化。

气辅成型流程视频

气辅成型的基本原理

气辅成型分为四个阶段：熔体短射、气体注射、气体保压、气体排出和制件顶出。

(1)熔体短射：塑料熔体注射到型腔内，熔体占型腔的60％’95％，实际生产时预注射量因制品而异，由CAE分析和工艺试验确定。

(2)气体注射：高压惰性气体(一般为氮气)注入熔体的芯部，熔体流动前沿在高压气体的推动下继续向前流动，最终充满整个型腔。高压气体使制件内部形成中空截面。

(3)气体保压：气体保持一定的压力，使制件在均匀的保压作用下逐渐冷却。该阶段，气体由内向外施压，保证制品外表面紧贴模壁；并通过气体二次穿透，从内部补充因熔体冷却固化带来的体积收缩。气体保压一般包括高压保压和低压保压两个阶段。

(4)气体排出和制件顶出：经过保压冷却，制件具有足够高的刚度和强度，再排出气体；利用回收装置使一部分气体可以重复使用，其余排入大气。制件进一步冷却，随后顶出。

图1 气辅成型流程示意图

气辅成型技术的特点

厚、薄壁相间的注塑件，因制件的残余应力大、易翘曲变形、表面有缩痕，传统的注射成型工艺很难加工。而结构发泡技术，因化学发泡剂的作用，在塑件内部形成气泡，制件表面容易形成气穴，用该工艺制作的装饰件，要加喷涂。气体辅助注射成型技术是在传统注射成型和结构发泡成型的基础上发展起来的，它兼有二者的优点：利用高压氮气，可将注塑件厚壁的内部掏空，在塑件内部形成中空截面；通过气体保压，既促进熔体填充，消除制件表面的缩痕，又避免了结构发泡件表面需要喷涂的缺点，可以显著降低成本，保证良好的成型质量。

气辅成型技术的优点

气辅成型技术具有如下优点：

降低产品的残余应力，降低翘曲变形； 消除产品的表面缩痕问题； 降低对注塑机的锁模力要求，能减少40%~60%； 提高注塑机的寿命； 在不改变产品尺寸的前提下介绍塑料原材料，能达到20%~40%； 缩短成型周期，能达30%； 降低模内压力，减少对模具的磨损； 简化产品设计； 使用铝材模具变得可能。

下表为电视部件使用传统注塑工艺和气辅成型工艺的参数对比。

气辅成型技术的局限性

当然，气辅成型技术也不是万能的，该技术还存在诸多的局限性，主要体现在如下一些方面：

和传统的注射成型相比，气辅成型的工艺参数倍增，制品对工艺参数的敏感性提高。因此，成型过程中，各项工艺参数的精确控制稍有误差，制件的质量和生产过程的稳定性就会受影响。 气辅成型制品气道结构设计和模具设计不尽合理，或气辅设备的操作不当，都会造成气路不畅、气针堵塞等问题，严重者导致生产不稳定或生产率下降。 气辅成型需要专用的气辅设备和模具，使用净化的氮气。或者改装注射机喷嘴，或者在模具内开设气体通道并加设气针以引导气体进入模具型腔，有时还要在模腔内安放压力和温度传感器，以便提高控制精度。因此，前期投入成本较高。 对操作人员和工艺师的素质要求较高。传统的注射成型的经验不能解决气辅制品的工艺缺陷，工艺师必须利用CAE软件，在设计前进行模拟分析，以便确定合理的设计方案和各项工艺参数，减少反复试模、修模带来的费用。

气辅成型技术的应用场合

气辅成型对于管状、棒形塑件的节材效果特别明显，如车把手、座椅扶手、窗框、仿木家具等。这类件的节材率高达20％-40％。对于大型平板件，如车门板、冰箱托盘、汽车内、外饰件等，利用气辅加强筋，可以消除平板件因残余应力造成的翘曲变形，提高制件的强度。

家电产品是气辅技术的最大应用领域，日本64cm以上的大屏幕彩电，90％以上采用气辅成型技术。我国年产电视机4000多万台，随着大屏幕彩电、轿车的市场需求日益增长，及家用电脑的普及，气辅成型技术在家电产品的应用领域，将获得不可估量的经济效益。

从以塑代钢的趋势来看，汽车、家具、建筑、仪器仪表行业也将竞相使用气辅成型技术，以期节省材料，提高产品质量，参于国际市场的竞争。气辅成型技术的推广应用，将把我国的塑料加工业推向崭新的发展阶段。

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