气辅技术总结.doc

气辅技术总结随着公司制模量的增多,气辅应用也越来越多,现总结如下:一. 气辅的成功运用:1。解决制品的变形问题。如1991洗碗机控制板，由于制品材料为PP，制品较软，所以筋位和侧壁变形，经过几次改模，增加了气道，制品变形明显改善。图1: 洗碗机控制板原因：制品冷却阶段变成了气体保压，分子有足够的动力重新取向，从而降低产品的内应力，变形减少。由于PP料较软，效果尤其明显。2解决制品缩水问题： 成功案例较多，如彩电前壳，2836DMG模具图2 2836 DMG模具小注：材料为ABS，制品基本壁厚为3mm，四个进气点（图中箭头所示）。 所指处有熔接痕，通过减小该处的流道来解决3节省原料，减轻制品重量，提高产品表面质量 一般用于把手，制品局部壁厚过厚（如东风汽车模具3136，3138）图3 3136左右前门杂物袋小注：材料为PP，制品基本壁厚为3mm，箭头所指处为进气点。首试时由于进气点处气道太薄，溢料井太小，导致制品大面积渗气，调整后进气可顺畅）二气辅模具设计应注意事项1 进气口位置：A）应接近浇口，以保证气体与熔体流动方一致,但两者距离应在30mm以上，以避免气体反灌入浇口；对于热流道模具需要由浇口进气时，需在热流道部分增加控制阀，吹气时阀门关闭，避免气体倒灌进流道。图4 ：3138前门杂物袋小注：若进气点开在箭头所指处，气体是由压力低到压力高，阻力较大，难以吹出好的制品，若在 所指处进则较好；同时应注意浇口与进气点的距离B）开在制品壁厚最厚的部位。（如把手） 溢料井浇口溢料井21图5 把手小注：此制品材料为PP，可在填充到80%-90%时进气。开始设计进气点为1处，此处制品壁厚较2处薄，所以改到2处较好。同时，由于此制品为中空成型，所以溢料井必须开大，否则当气压足够大时，多余的料因无处排将造成制品被吹胀。C）气道入口不应设置在外观面或制件承受机械外力处D）由浇口进气时，浇口厚度应大于2mm，如气辅把手，使进气顺畅，避免喷射与蠕动（因制件较厚）2 气道设计i）制品截面最好是接近圆形，避免尖角,采用大的圆角过渡，避免熔体在角部产生堆积图6：气道截面ii）采用矩形截面时,气道通常为椭圆形。为保证气体穿透的均匀性,应满足b(35)h 。图：7矩形截面气道iii）气道与制品壁接触处不要采用圆角过渡，如制品对手指效应要求严格，应开设防缩槽（平缓过渡），以减少与气道相连处的制品壁厚，或直接减少局部制品的壁厚，可减少手指效应。如DMG模具图8：DMG汽车模小注:这套模具因为手指效应,不能被客户接受。为了减小手指效应，应采取以下措施：图中深蓝色部分壁厚减小为2.5mm,其他部分壁厚仍为3mm延迟时间1.5S,短射98%进气气道直径:9mmiv)气道转弯处制件应有足够大的圆角半径,避免内外转角处的壁厚差异。 气道末端应采用梯度变化来逐渐减小气道尺寸图9气道形状v)气道大小要根据制品的壁厚计算，过大易在流动前端形成熔接痕或者气穴，末端形成缩痕；过小易气体不易穿透，手指效应严重vi)气道能直不能弯（弯越少越好）主气道简单，分枝气道长度尽量相等，同时应避免闭路式气道3溢料井一般制品筋或柱子等易缩水的部位较多，气体保压时对这些部位起补缩作用时，一般不需开设溢料井，如彩电模具、DMG 汽车模具等。若气辅的作用是为掏空制品的厚壁，如气辅把手，则必须开溢料井，且溢料井需足够大，否则制品掏空效果不好；对于制品局部厚壁较厚的则可能出现大面积渗气，如3117东风汽车模具三气辅常见问题的产生原因及对策主要问题原因分析解决措施制件表面亮痕1 引起制件表面亮痕的主要原因是成型用材料的差异。结晶型材料（例如PP）往往会产生亮痕，而非晶型材料（例如ABS,PS）则不会产生亮痕。从理论角度解释原因如下：结晶型高分子材料内部是许多晶体小颗粒，这些小颗粒对光产生反射，因而晶型高分子材料往往不透明。由于气体穿过气道，气道附近壁厚较薄，晶体颗粒减少，对光的反射程度不如周围部分，因而产生色差。但是非晶型高分子材料内部是无规排列的高分子链段，制件总体密度均一，不会由于壁厚改变等因素引起反光程度差异，因而不会产生色差。2 引起亮痕的另外一个原因是气道与薄壁接触部分轻微缩水。1 对于结晶型材料，亮痕是肯定会出现的。但是可以通过以下三种方式来尽量减轻。1） 用颜色比较深的材料成型，例如蓝色，红色，黑色等。添加TIO22） 在气道附近作皮纹，最大可能的掩饰亮纹带来的应影响。3） 减小气体保压压力，若为短射进气应稍微延长停滞时间，从而使气体穿透后形状接近圆形。2 对于非晶型材料，一般不会出现亮痕。改变气道形状设计，加大气道表面积。手指效应气道过小或局部温度高或局部气压大等原因使压气体穿过气道，进入制品表面形成如手指一样的痕迹。1 延长气体进气延迟时间，减少气压，2 增加气道直径与制品壁厚的差异3 合理设置进气点，尽量使气体沿着注塑压力降的方向流动流动痕迹1 气辅成型过程中由于短射进气，在料流末端形成波纹接缝。原因是延时过程中熔料冷却。2 熔体从浇口进入较大的空腔形成喷射痕1 可以设置溢料井，变短射进气为满射进气。2 加大加厚浇口熔接痕熔胶在流经气道时，进入气道的部分与从型腔中流过的熔料相汇合，最终形成熔接痕。此类熔接痕一般出现在浇口横穿气道或较大的进气口附近1 减小气道直径，或者调整浇口的位置2 减小进气口部分壁厚总结人：李延杰2003-3-20MlodFlow 气体辅助分析MPI/Gas MPI/Gas 模拟气体辅助成型，这种成型方法就是将通常加了氮气的气体注入聚合物熔体中。气体推动熔体流进模腔完成充填。将MPI/Gas 和 MPI/Cool, MPI/Fiber, and MPI/Warp 结合起来，就可以预测哪儿要放置熔体和气体入口，熔体和气体的比例是多少，哪里放置气道，以及气道尺寸。功能MPI/Gas 可以使你:评价气体辅助成型对充填模式的影响，包括制品设计，浇口位置和工艺条件设定。和 MPI/Cool 结合，来评价气体辅助成型对优化模具冷却设计和缩短循环时间的影响 和 MPI/Warp结合，来预测气体辅助成型对制品收缩和翘曲的影响，从而决定最终的产品质量 结合 MPI/Stress，通过气道对制品加上载荷，来查看制品的性能 优化气道尺寸，以便更好的填充确定最佳的气道布局，来控制气体渗透 在制品或浇流道系统上的某个位置或多个位置上注入气体在成型过程中，通过气针同时或不同时的注入气体探测出气体难于渗入的区域或其它的问题确定合适的注射尺寸，避免气体穿透在塑料注射阶段，优化注射速度曲线确定注射压力和所需的锁模力，从而选定注射机按照薄壁处固化来确定延长气体注射的时间自动的确定所需的气体压力，避免短射，迟滞或燃烧 确定最终的制品重量预测最终的壁厚准确的预测出熔接纹的位置准确的预测气穴位置，从而确定排气孔位置所支持的模型/网格类型:中性层有限元模型所支持的分析类型:要求 MPI/Flow 与 MPI/Cool 组合与MPI/Fiber 组合 与 MPI/Warp 组合与 MPI/Stress 组合特征基于有限元法/有限差分法的数值方法来求解压力和温度场，并用体积控制法来求解熔体前沿7个变量的粘度模型来考虑温度，剪切率和压力的影响13个变量，2维的PVT模型来考虑温度和压力的影响（特定体积上） 准确的预测压力降（由于浇流道系统的尺寸突然变化） 压力求解器能最迅速和最准确的用来模拟流动流动分析:MPI/Gas 分析塑料熔体的充模过程，还可以优化工艺参数，浇流道平衡和材料的选择 充模流动一旦完成，就进行气体注射分析 可以选定各自独立的气体和熔体的浇口位置 在注射阶段，随着气体渗入熔体，MPI/Gas 能模拟压力的升降保压分析:MPI/Gas 模拟在保压阶段的气体流动前沿的推进，气体压紧熔体并补充熔体的收缩 MPI/Gas 能预测气体泄露的位置，这将引起短射和不可接受的质量问题气体的渗透也会改变制品壁厚，影响制品局部强度。 MPI/Gas 能预测气体渗透的壁厚和气路的直径结果:熔体充填模式充模时气体的环路保压阶段，气体的推进气体泄露的位置熔接纹的位置气穴位置气体渗入薄壁 制品壁厚/气路尺寸循环时，气体和熔体的压力分布模穴充填率所需锁模力含纤维分析:在塑料制品的设计和制造过程中，纤维扮演着重要的角色。 MPI/Gas 结合 MPI/Fiber 能准确的预测出在气体辅助成型中的纤维取向和热属性的分布。冷却分析:在气体辅助成型中，模具部件的冷却与不使用气体辅助成型时的差别是很大的，所以要定做模具来满足不同的工艺条件。 MPI/Gas 结合 MPI/Cool 能在最短的循环时间内，优化模具和冷却系统的设计，从而得到均匀的冷却。翘曲分析:MPI/Gas 结合 MPI/Warp 能准确的预测气体辅助成型制品的收缩和翘曲。MPI/Warp 能用来确定气路的设计，排布和尺寸，这些因素都会影响最终制品的收缩和翘曲。气体辅助注塑有谁知道气体辅助注塑同普通的注塑有什么区别吗? 优点在哪里? 对于模具有什么特殊的要求? 普通注塑使用的模具是否可以直接拿来用气体辅助注塑? 谢谢!气体辅助工艺是综合材质注射过程中的一种特殊工艺， 与传统塑料注射模相比，具有以下优点：节省材料最大至50% 杜绝缩痕现象 增加使用寿命 闭合力降低 变形量低 简化模具设计 重量减轻所谓气体辅助射出成形(GAS INJECTION)，就是在射出成形加工的树脂射出后、或是在射出中将惰性气体注入树脂内，利用该气体压力，将一般成形中的缩孔或翘曲问题降至最低的成形方法。 这种成形方法已经有何很久的历史了，在1970年代就用于部份杂货类的生产上，然而，因为没有可以活用中空成形特性的制品设计，故直到近年都没有较大的发展。 进入90年代后，着重中空成形所以有之优点的各家厂商开始积极活用，使得此成形技术有了急速的发展。 Gain Technology公司(美国)、Cinpress公司(英国)、Battenfled公司(德国)等公司拥有中空成形的技术专利，因为本文是采用旭化成工业(株)的中空成形方法-AGI(Asahi Gas Injechon)，故本文将以AGI为基础来进行气体辅助射出成形的说明。 基本原理 一般的射出成形，是将熔融树脂注入模具内，再利用冷却后的体积收缩来抑制收缩缺陷，所以在完成浇口密封前必须施加较高的树脂压力。然而，这极大压力会在成形品上形成很大的残留应力，进而造成翘曲、变形等质量上的问题。此外，需要较大的锁模压力(提高成形机的等级)、及因为模具刚性提升所造成的成形成本增加。 相对于此，气体辅助射出成形是在熔融树脂内注入惰性气体，并利用此气体压力从成形品内部来保持压力。此气体压力会小于树脂保压，在冷却时树脂的收缩会变大，但气体压力会从内部补偿此收缩，故可以在比一般成形方法更低的压力下解决收缩缺陷的问题，另外，因为施加均匀的压力，也可以减少反翘等变形。 气体辅助射出成形的特点 1. 收缩缺陷及翘曲变小，且成形变形也较少，可以获得尺寸较安定 的成形体。 2. 因为可以自由配置会造成收缩缺陷之棱部，即使厚度较薄时，可利用棱部来提高整体的刚性。 3. 乃因为没有厚度均一化的限制，可以有厚度不同的构造，提升了 设计的自由度。 4. 因为成形上需要的压力较小，只需要锁模力较小的成形机，可以降低成形机的等级。 5. 因为是中空构造，可以比同体积之成形体更为轻量化。 6. 因为较厚部份为中空构造，和具有相同厚度之成形体进行比较的话，可以缩短成形周期 。 这些特点可以应用在很多成形品上 在家电领域方面，可以应用住大型的电视外框、空调机、雷射光盘盘等。在汽车领域力而 可以应用在保险杆或仪表板等大型部品上，而在OA领域方面，则可以活用其较高的尺寸精度而应用在机构部品或底盘类上。近年来，在住宅相关领域方面，洗脸化妆台及收藏盒等大型成形品应用此方式的情形也有增加的倾向。 气体辅助射出成形的处理过程此处理过程又依照树脂的充填方法，大致分完全射出(full shoot)法及短射出(short shoot)法。 全射出法是在模具模槽内全部充填树脂后注入气体，可以获得和体积收缩部份相当之中空成形品，中空容积最大约10%。短射出法则是在模具模槽内未完全充填树脂时注入气体来补充其不足的方法。中空率最大约35%，主要是用于把手等厚度较大的成形品。 气体辅助射出成形的设备不需要专用的真空成形机，只需要在既有的射出成形机上连接高压气体产生装置、气注入控制装置、及气体注入用特殊喷嘴即可。 AGI成形时大多使用2OOkgf/cm2左右气体压力，设计上之高压气体发生装置的压最大规格应为300350kgf/cm2。 高体气体的制造能力方面，可以依照形品的中空率、注入压力、成形周期来计算需要的气体量，故需要具有符合使用量之制造能力的高压气体发生装置。 高压气体的制造上有相关的高压气体保安法，必须依照制造能力来办理手续。 随着中空成形法的普及，日本和东洋机械金属(株)、旭化成工业(株)，三家公司共同开发出以低于传统系统更低的成本即可导入的高压气体发生装置，是以和一般成形的简单操作即可进行气体辅助射出成形的小型射出成形机，自1996年开始推出上市。 气体辅助射出成形的应用技术 1、高气体辅助射出成形法 一般的气体辅助射出成形之中空率约为35%，使用RP东方(株)和旭化成工业共同开发之H2M法(Higher Hollow Molding)，可以获得和吹出成形相同的高中空成形体(80%)。 H2M是会形成具有内部棱部之中空板的成形方法，对于吹出成形无法对应之复杂的机构形状也可同时成形，成形方法如所示， a) 对具有特殊可动中子之模具射出树脂。 b) 注入气体，在规定的位置上形成棱部，同时便可动中子向后退，扩大中空部。 c) 接着，形成内部棱部，同时扩大模具容积并增加中空率。采用此种成形方法的用途实例，就是大型的电视座。以往都木制品，采用这种方法后，可以有很多木工成本较高的曲面设计及机能，而机构形状的一体成形化也大幅改善了组装性。 其它乃而的应用实例有阳台用的面板，不但有更高的刚性，也提升了现场的作业性(相片3)。 2.多次元气体辅助射出成形法气体辅助射出成形的中空部受到气体性质及偶然性的支配率很高，故中空的形状及尺寸很难加以控制。故将没有形状的气体置换成有形状的物质，从熔融树脂中来辅助气体的移动，设法形成期望的中空形状。 一般模具无法进行复杂管状成形，这种成形法却可达成(相片4)。 以图4的RFM工程概念图来说明成形处理过程。 模具是由制品形状的模槽、设定浮动模心(树脂球或钢球)的加压邦浦、以被压出之树脂的排出口所构成。 (1)将浮动模心设定于加压邦浦，关闭模具。 (2)将树脂射出至模具模槽内。 (3)将高压气体注入加压邦浦内并打出浮动模 心，压出成形品内部的熔融树脂。此时的中空部为浮动模心的形状。 (4)保持气体压力并进行冷却固化。 (5)排出(回收)气体并取出成形品。 处理过程虽然很简单，却仍有很多问题需要解决。但可以附加吹出成形很难设计之凸台或法兰等机能形状，在住宅相关方面，应可应用于水管相关部材，使用耐热工程塑料的话，可以应出任汽亚等之引擎附近的配管类。 气体辅助射出成形法具有传统成形方法所没有的各种优点。因此，很有可能应用在所有的领域上，同时在降低成本及提高质量上，也让人有很大的期待。 虽然目而无法在此介绍，但正在开发的新技术，可以使气体辅助射出成形在质量上的问题点-外观状态-获得很大的改善，将来一定可以应用在严格要求外观质量的制品上，甚至可以达到无涂装化。 顾客对于质量及低成本的要求，有愈来愈严格的现象。 希望今后能以此气体辅助射出成形法为主轴，开发出能有更高性能、高附加价值、以及低成本的加工技术。厉害. 不过看起来这项技术还未完全成熟,还有很多问题要解决. 应用也不是很广泛,现在99%的模具还是按照传统的模具制造方法生产.其中在注塑方面要涉及到电脑全程监控, 气体导引及其引入时间和合适渠道问题.我想这项技术发展到极致时, 会基本上代替钢铁的成型部件. 模具就全由一些气嘴构成.气辅模具与传统注塑模具无多大差别，只增加了进气元件（称为气针），并增加气道的设计。所谓“气道”可简单理解为气体的通道，即气体进入后所流经的部分，气道有些是制品的一部分，有些是为引导气流而专门设计的胶位。 气针是气辅模具很关键的部件，它直接影响工艺的稳定和产品质量。气针的核心部分是由众多细小缝隙组成的圆柱体，缝隙大小直接影响出气量。缝隙大，则出气量也大，对注塑充模有利，但缝隙太大会被熔胶堵塞，出气量反而下降。气辅工艺控制 1注气参数 气辅控制单元是控制各阶段气体压力大小的装置，气辅参数只有两个值：注气时间（秒）和注气压力（MPa）。 2气辅注塑过程是在模具内注入塑胶熔体的同时注入高压气体，熔体与气体之间存在着复杂的两相作用，因此工艺参数控制显得相当重要，下面就讨论一