气体辅助注塑技术

气体辅助注塑工艺原理

气体辅助注塑，又称为气辅成型（GIM），是指在塑胶充填到型腔适当的时候（90%~99%）注入高压惰性气体，气体推动熔融塑胶继续充填满型腔，用气体保压来代替塑胶保压过程的一种新兴的注塑成型技术。它是将熔融的树脂通过高压，高速注入型腔，再把高压气体引入到制件的壁厚部位，产生中空截面，驱动熔体完成充填过程并进行保压。

一、气体辅助注塑的过程为：

1、注塑期：以定量塑化塑料充填入模腔内。所需塑料份量要通过实验找出来，以保证在充氮期间，气体不会把成品表面冲破及能有一个理想的充氮体积。

2、充气期：可以在注射中或后的不同时间注入气体，气体注入的压力必需大于注塑压力，以达至产品成中空状态。

3、气体保压期：当成品内部被气体填充后，气体在成品中空部分的压力就成为保压压力，可大大减低成品的缩水及变形率。

4、脱模期∶随冷却周期完成，模具的气体压力降至大气压力，成品由膜腔内顶出。

二、气体辅助注塑在技术上的三种不同方法：

1、从注射机射嘴进气的方法（IN-GAS NOZZLE）：它是在注塑机上安装一个特制的注射气嘴。

2、封闭气体注射方法(SEALED INJECTION GAS）它是把气体直接注入模腔内，使塑胶成品中空的方法。它无需采用活阀，只是通过简单模具加工，把气体气嘴装在模具中。在同一模具上，可用单一或多个注入气体的地方。

3、表面气体成形方法（EXTERNAL GAS MOLDING）：这是英国CINPRES GAS INJECTION LTD的一种ZL技术，适用于生产手机、电子记事簿及小家电等。

体辅助注塑技术的优点

一、节省材料。

由气体辅助注塑所生产的产品比传统注塑节省材料可达35%，节省多少视产品的形状而定。除内部中空节省料外，产品的浇口（水口）材料和数量亦大量减少。

二、缩短生产周期时间。

传统注塑由於产品筋位厚、柱位多，很多时候都需要一定的注射、保压来保证产品定形。气辅成形的产品，产品外表看似很厚胶位，但由於内部中空，因此冷却时间比传统实心产品短，总的周期时间因保压及冷却时间减少而缩短。

三、延长模具寿命。

传统注塑工艺在打产品时，往往用很高的注射速度及压力，使浇口（水口）周围容易产生“披峰”，模具经常需要维修；使用气辅后，注塑压力、注射保压及锁模压力同时降低，模具所承受的压力亦相应降低，模具维修次数大大减少。

四、减少残余应力、降低翘曲问题。

传统注塑成型，需要足够的高压以推动塑料由主流道至Z外围区域；此高压会造成高流动剪应力，残存应力则会造成产品变形。GIM中形成中空气体流通管理（GasChannel）则能有效传递压力，降低内应力，以便减少成品发生翘曲的问题。

五、消除凹陷痕迹。

传统注塑产品会在厚部区域如筋部（Rib＆Boss）背后，形成凹陷痕迹（SinkMark），这是由於物料产生收缩不均的结果。而GIM可借由中空气体管道施压，促使产品收缩时由内部向外进行，则固化后在外观上不会有此痕迹。

六、降低锁模力。

传统注塑时高保压压力需要高锁模力，以防止塑料溢出，但GIM所需保压压力不高，可降低锁模力需求达25%~60%。

七、减少流道长度。

气体流通管道之较大厚度设计，可引导帮助塑料流通，不需要特别的外在流道设计，进而减少模具加工成本，及控制熔接线位置等。

八、降低注塑机机械损耗。

由於注塑压力及锁模力降低，注塑机各主要受力零件：哥林柱、机铰、机板等所承受的压力亦相应降低，因此各主要零件的磨损降低，寿命得以延长，减少维修及更换的次数。

气体辅助注塑系统常见故障和缺陷处理

一、缩痕。

消除缩痕可以参考的方法有降低预填充程度和熔体温度，提高熔体保压压力，缩短气体延迟时间，提高气体压力，延长气体泻压时间，降低模具温度，加大浇口直径、流道口和气道等。另外，可调整注气的压力曲线，检查管路和气针是否工作正常。

二、气体贯穿。

这种缺陷可通过提高预填充程度，加快注射温度，提高熔体温度，缩短气体延迟时间或选用流动性较高的材料等方法来解决。

三、无腔室或腔室太小。

可以通过降低预填充程度，提高熔体温度和气体压力，缩短气体延迟时间，延长气体保压和泻压时间，选用流动性较高的材料，加大气体通道，使用侧腔方式等方法中一种来解决。另外，可检查气针有无故障或堵塞，气体管路有无泄漏。

四、重量不够稳定。

降低注射速度，提高背压，改进模具排气，改变浇口位置和加大浇口等方法都有利於克服这种缺陷。

五、气道壁太薄。

可以采取降低注射速度、降低料桶温度和气体压力、延长气体延迟时间及加大气道等方法来克服这种缺陷。

六、指形效应。

出现这种现象时可以考虑提高填充程度，降低注射速度，降低料桶温度和气体压力，延长气体延迟时间，缩短气体和泻压时间，重新设定注气的压力曲线，选用流动性较低的材料，降低模具温度和减小壁厚等方法。此外，浇口位置的改变和气道的加大也有助於改进这种缺陷。

七、气体进入螺杆桶。

出现这种现象时可以考虑提高熔体保压压力和保压时间，降低射嘴温度和气体压力，缩短气体保压时间和泻压时间，重新设定注气的压力曲线，选用流动性较低的材料，减小浇口直径和改变浇口位置等方法。

八、脱模后产生爆裂。

出现这种现象时可以考虑降低气体压力，延长保压时间，重新设定注气的压力曲线，减小气量等，检查气针有无堵塞。