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气辅注塑成型工艺,成型某些制品可取得意想不到的效果

 站上牛背的牧童 2021-04-01

这种成型工艺,对于很多工程师来说很陌生,因为平时大家接触的产品很少会用到这种成型工艺,包括我本人也是一样,直到我接触到一款产品,才慢慢了解,就是以下这个锅体。

气辅注塑成型工艺,成型某些制品可取得意想不到的效果

锅体的把手部分,除了2个螺丝塞,整个把手是一个完整的塑胶件,且外观并没有缩水等缺陷,看下侧面和背面图。

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气辅注塑成型工艺,成型某些制品可取得意想不到的效果

咋一看,以为内部是实心的,实际上并不是,而是空心的,是利用了气体辅助注塑成型技术。

01 气辅成型的原理

气体辅助注塑系统,是把惰性气体(通常用氮气)经由分段压力控制系统直接注射入模腔内的塑化塑料里,使塑件内部膨胀而造成中空,但仍然保持产品表面的外形完整无缺。

气辅注塑成型可被认为是中空吹塑成型的变型,其过程是先向模具腔中注入经过准确计量的占模腔一定比例的塑胶熔体,这一过程称为“欠料注塑”,再直接往熔融塑胶中注入一定体积和压力的高压氮气,气体在塑胶熔体的包围下沿着阻力最小的方向扩散前进。

由于靠模壁部分的塑胶温度低,表面粘度高,而制作较厚部分中心塑胶熔体的温度高,粘度低,所以气体容易对中心塑胶熔体进行穿透和排空,在制件的厚部形成中空气道,而被气体所排空的熔融塑胶又被气体压力推向模具末端直至充满模具型腔,在冷却阶段压缩气体对塑胶熔体进行保压补缩。待制品冷却凝固后再卸气,然后开模顶出。

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以上气辅成型过程实际上分为四个阶段:熔体短射、气体注射、气体保压、气体排出和制件顶出。

02 气辅成型的方法

除了常规的欠料注塑成型法,还有:

1.副腔成型法(也叫满料注塑法)

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2.型芯成型法

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3.熔体回流成型法

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上面的锅体的把手猜测是采用了副腔成型法(也叫满料注塑法):

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具体细节可参考下图:

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03 气辅注塑成型与普通注塑成型的区别

主要区别在于多了一套气辅设备:

(1)普通注塑机(计料精度稍高些为好)。

(2)氮气控制系统,包括自封闭式气辅喷嘴。

(3)高压氮气发生器。

(4)工业氮气钢瓶以及提供增压动力的空气压缩机。

(5)为气体辅助注射设计制造的模具。

(6)气辅注塑气辅喷嘴

喷嘴进气方式,即使用专用的自封闭式气辅喷嘴,在塑料注射结束后,将高压气体依靠喷嘴直接进入塑料内部,按气道形成一个延展的封闭空间—气腔并保持一定压力,直至冷却,在模具打开之前,通过座台后退使喷嘴与制品料道强行分离,使气体排出制品。

(7)气针

气针进气方式即在模具的某个特定位置,安装排气装置—气针。当塑料注入型腔后,即将气针包裹在塑料内部;此时高压气体排出,气针在塑料内部按气道形成一个延展的封闭空间—气腔,并保持一定压力,直至冷却,在模具打开之前,气腔内的气体依靠气针由控制装置排出塑料内部。

在模具上设置气针时,需要考虑以下问题:

a.进浇口的位置;

b.气体的流动路线;

c.气体的渗透程度,气体是否会渗透到薄壁部分中;

d.气体通道厚度和壁厚的关系;

e.是否可达到最佳零件重量;

f.是否可以避免缩痕。

04 气辅成型技术的优点

1.降低产品的残余应力,降低翘曲变形;

2.消除产品的表面缩痕问题;

3.降低对注塑机的锁模力要求,能减少40%~60%;

4.提高注塑机的寿命;

5.在不改变产品尺寸的前提下节省塑料原材料,能达到20%~40%;

6.缩短成型周期,能达30%;

7.降低模内压力,减少对模具的磨损;

8.简化产品设计;

9.使用铝材模具变得可能。

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05 气辅成型技术的应用场合

1、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。

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2、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。

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