氣體輔助注射成型

氣體輔助注射成型第1頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五6.9.1、氣體輔助注射成型工藝過(guò)程氣體輔助注射成型與普通注射成型相比，多一個(gè)氣體注射階段，在原來(lái)注射成型的保壓階段，由壓力相對(duì)低的氣體進(jìn)行保壓，成型后的制品中就有由氣體形成的中空部分。/

第2頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五氣體輔助注射成型周期可分為六個(gè)階段：

⑵切換延遲階段:塑料熔體注射結(jié)束到氣體注射開(kāi)始時(shí)的時(shí)間。⑶氣體注射階段：從氣體開(kāi)始注射到整個(gè)型腔被充滿(mǎn)的時(shí)間，如控制不好，會(huì)產(chǎn)生空穴、吹穿、注射不足和氣體向較薄的部分滲透等缺陷。/塑料充模階段:氣輔注射時(shí)熔體只充滿(mǎn)局部型腔，其余部分靠氣體補(bǔ)充。第3頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五⑸氣體釋放階段：使氣體入口壓力降到零。

⑹冷卻開(kāi)模階段：將制品冷卻到具有一定剛度和強(qiáng)度后開(kāi)模取出制品。

/⑷保壓階段：熔體內(nèi)氣體壓力保持不變或略有上升使氣體在塑料內(nèi)部繼續(xù)穿透，以補(bǔ)償塑料冷卻引起的收縮。第4頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五6.9.2氣體輔助注射成型設(shè)備氣體輔助注射成型是通過(guò)在注射成型機(jī)上增設(shè)氣輔裝置和氣體噴嘴實(shí)現(xiàn)的。⑴、注射機(jī)要求注射機(jī)的注射量和注射壓力有較高的精度，在±0.5％以?xún)?nèi).⑵．氣輔裝置由氣泵、高壓氣體發(fā)生器、氣體控制單元和氣體回收裝置組成。/第5頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五⑶．氣體噴嘴有兩類(lèi)：一類(lèi)是主流道式噴嘴，即塑料熔體和氣體同一個(gè)噴嘴，塑料熔體注射結(jié)束后，噴嘴切換到氣體通路上實(shí)現(xiàn)氣體注射；另一類(lèi)是氣體通路專(zhuān)用噴嘴。/第6頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五6.9.3氣體輔助注射成型方法

⑴、標(biāo)準(zhǔn)成型法先向模腔注入準(zhǔn)確計(jì)量的塑料熔體，再通過(guò)澆口和流道注入壓縮空氣，推動(dòng)熔體充滿(mǎn)模腔保壓、冷卻、開(kāi)模、取出制品。/氣輔之1.exe第7頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

⑵．副腔成型法在模腔之外設(shè)置一可與型腔相通的副型腔，氣體的穿透作用使多余出來(lái)的熔體流入副型腔

/氣輔之2.exe第8頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五⑶．熔體回流法與副腔成型法類(lèi)似，氣體注入時(shí)多余的熔體流回注射機(jī)的料筒。/氣輔之3.exe第9頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五⑷．活動(dòng)型芯法在模腔中設(shè)置活動(dòng)型芯氣體推動(dòng)熔體使活動(dòng)型芯從型腔中退出，讓出所需的空間，/氣輔之4.exe第10頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五6.9.4、氣體輔助注射成型特點(diǎn)(1)注射應(yīng)力低

；(2)制品翹曲變形?。?3)表面質(zhì)量提高；(4)可成型壁厚差異較大的制品；(5)制品的剛度和強(qiáng)度提高；(6)可通過(guò)氣體的穿透使制品中空，減少質(zhì)量，縮短成型周期。/優(yōu)點(diǎn)：普通注射成型制品易出現(xiàn)縮孔和表面縮痕。氣體輔助注射成型以克服上述缺陷為目的，第11頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五幾點(diǎn)不足：

1)需要供氣裝置和進(jìn)氣噴嘴，增加了設(shè)備的投資。

2)在注入氣體和不注入氣體部分，制品表面光澤有差異。

3)對(duì)注射機(jī)的注射量和注射壓力的精度有更高的要求。

4)制品質(zhì)量對(duì)模具溫度和保壓時(shí)間等工藝參數(shù)更加敏感。/第12頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不同可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是厚壁、偏壁、管狀制件，如手柄、方向盤(pán)、衣架、馬桶、座墊等制件；另一類(lèi)是大型平板制件，如儀表盤(pán)、踏板、保險(xiǎn)杠及桌面等。/第13頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第14頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五6.9.5氣體輔助注射成型的工藝

a．注射溫度熔體溫度太高時(shí)，粘度太小，增加了氣體進(jìn)入制品薄壁的可能性，會(huì)導(dǎo)致發(fā)生吹穿和薄壁穿透現(xiàn)象；溫度太低時(shí)，熔體粘度增大，氣體前進(jìn)阻力變大，氣體在氣道中穿透的距離縮短，會(huì)造成未進(jìn)氣部分氣道的收縮，影響產(chǎn)品質(zhì)量。實(shí)際生產(chǎn)的允許范圍內(nèi)，宜盡量采用較高溫度，加快熔體運(yùn)動(dòng)，縮短生產(chǎn)時(shí)間。/第15頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五b．注射時(shí)間注射時(shí)間與材料性質(zhì)、注射溫度、注射速度、型腔大小、澆口數(shù)目和噴嘴大小等因素有關(guān)熔體注射時(shí)間太長(zhǎng)，對(duì)于薄壁制品，材料在型腔中易冷卻，型腔難以完全充滿(mǎn)，熔體注射時(shí)間太短，則易造成噴射，粘度高的材料，流動(dòng)性差，需要較長(zhǎng)的注射時(shí)間；較大的型腔，需要熔體多，當(dāng)注射速率不變時(shí)，所需要注射時(shí)間也較長(zhǎng)；小型腔、小制品則所需注射時(shí)間短。澆口數(shù)目多，可相應(yīng)減少注射時(shí)間，反之則增加注射時(shí)間。/第16頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五c．熔體預(yù)注射量與吹穿

對(duì)于薄壁殼形制品,熔體注入95％時(shí)較好；低于此值，填充較晚的部分注氣后易吹穿；高于95％時(shí),則氣體注入量太少，充氣減量沒(méi)有很大意義./第17頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五6.9.6

氣體輔助注射成型制品

和模具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)第18頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五a．氣體輔助成型制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

(a)壁厚(b)厚薄壁之間的過(guò)渡(c)加強(qiáng)筋(d)凸臺(tái)和角撐板/第19頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第20頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

第21頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

b．氣輔注射成型制品與模具設(shè)計(jì)的原則①沿氣體通道部位的制件壁厚應(yīng)較厚，②一般只使用一個(gè)澆口，該澆口的設(shè)置應(yīng)使“欠料注射”的熔料可以均勻地充滿(mǎn)模腔；③由氣體所推動(dòng)的塑料必須將模腔充滿(mǎn)；/第22頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五④氣體通道的幾何形狀相對(duì)于澆口應(yīng)是對(duì)稱(chēng)或單方向的。氣體通道必須是連續(xù)的，但不能自成環(huán)路。最有效的氣體通道是圓形截面。一般情況下，氣體通道的體積應(yīng)小于整個(gè)制件體積的10％；⑤模具中應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)流動(dòng)平衡的溢流空間，以得到理想的空心通道。//第23頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五6.10.反應(yīng)注射成型反應(yīng)注射成型(RIM)-----是一種將兩種具有化學(xué)活性的低分子質(zhì)量液體原料在高壓下撞擊混合，然后注入密閉的模具內(nèi)進(jìn)行聚合、交聯(lián)固化等化學(xué)反應(yīng)而形成制品的工藝方法/第24頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五6.10.1.反應(yīng)注射成型工藝特點(diǎn)

反應(yīng)注射與塑料注射的不同之處在于：一是直接采用液態(tài)單體和各種添加劑作為成型原料，不經(jīng)加熱塑化即注入模腔，簡(jiǎn)化了制品的成型工藝過(guò)程;/第25頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二是由于液體原料粘度低，流動(dòng)性好，易于輸送和混合，充模壓力和鎖模力低，有利于降低成型設(shè)備和模具的造價(jià)，適宜生產(chǎn)大型及形狀很復(fù)雜的制品；三是只要調(diào)整化學(xué)組分就可注射性能不同的產(chǎn)品，而且反應(yīng)速度可以很快，生產(chǎn)周期短。/第26頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第27頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五作為RIM的成型物料基體：一般能以加成聚合反應(yīng)生成樹(shù)脂的單體都可以．／發(fā)展RIM在60年代初首創(chuàng)，70年代正式投入生產(chǎn)，80年代進(jìn)入快速發(fā)展。原料第28頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五工業(yè)上已采用的主要有：聚氨酯、不飽和聚脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰胺、甲基丙烯酸系共聚物、有機(jī)硅等幾種樹(shù)脂的單體，但目前RIM產(chǎn)品以聚氨酯體系為多，主要應(yīng)用在汽車(chē)工業(yè)、電器制品、民用建筑及其他工業(yè)承載零件等方面。／第29頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第30頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第31頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五6.10.2.RIM成型設(shè)備是一組帶有軸向活塞泵的計(jì)量裝置．主要組成：組分儲(chǔ)存槽、過(guò)濾器、軸向柱塞泵、電動(dòng)機(jī)以及帶有混合頭的液壓系統(tǒng)。RIM成型設(shè)備要求有很高的靈活性和計(jì)量精度。近年來(lái)，采用電腦對(duì)計(jì)量裝置、工藝操作程序和工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)高級(jí)的控制。／第32頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第33頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第34頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第35頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第36頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第37頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五從整體來(lái)看,反應(yīng)注射成型技術(shù)的發(fā)展主要集中于RIM的原料體系和RIM設(shè)備兩個(gè)方面,而RIM設(shè)備的關(guān)鍵則在于對(duì)原料的精確計(jì)量和高效混合。/第38頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五6.10.2.1.RIM對(duì)設(shè)備的要求:(1)流量及混合比率要準(zhǔn)確，

(2)快速加熱或冷卻原料，(3)兩組分應(yīng)同時(shí)進(jìn)入混合頭，在混合頭內(nèi)能獲得充分的混合。(4)混合頭內(nèi)的原料以層流形式注射入模內(nèi)，入模后固化速度快，能進(jìn)行快速的成型循環(huán)。/第39頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五6.10.2.2．RIM設(shè)備的工作原理

第40頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五6.10.2.3．RIM設(shè)備的組成RIM設(shè)備主要由以下三個(gè)系統(tǒng)組成：蓄料系統(tǒng)、計(jì)量和注射系統(tǒng)、混合系統(tǒng)。①蓄料系統(tǒng)主要有蓄料槽和接通惰性氣體的管路系統(tǒng)。其作用:是分別獨(dú)立貯存兩種原料，防止貯存時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)用惰性氣體保護(hù)，防止空氣中的水分進(jìn)入貯罐與原料發(fā)生反應(yīng)。/第41頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五②計(jì)量和輸送系統(tǒng)(液壓系統(tǒng))由泵、閥及輔件組成的控制液體物料的管路系統(tǒng)和控制分配缸工作的油路系統(tǒng)所組成，其作用:是使兩組分物料能按準(zhǔn)確的比例進(jìn)行分別輸送。③混合系統(tǒng)(即混合頭)，使兩組分物料實(shí)現(xiàn)高速均勻混合，并加速混合液從噴嘴流道注射到模具中。/第42頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五反應(yīng)注射成型.exe第43頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第44頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五6.10.3.反應(yīng)注射成型工藝流程和控制反應(yīng)注射成型工藝過(guò)程：?jiǎn)误w或預(yù)聚物以液體狀態(tài)經(jīng)計(jì)量泵，按一定的配比輸送入混合頭，均勻混合，然后將混合物注入模具內(nèi)進(jìn)行快速聚合、交聯(lián)固化后，脫模成為制品。/第45頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五⑴.兩組分物料的貯存加熱為了防止貯存時(shí)發(fā)生化學(xué)變化，兩組分原料應(yīng)分別貯存在獨(dú)立的封閉的貯槽內(nèi)，并用氮?dú)獗Ｗo(hù)。同時(shí)用換熱器和低壓泵，使物料保持恒溫,在貯槽、換熱器和混合頭中不斷循環(huán)，以保證原料中各組分的均勻分布，一般溫度維持在20—40℃，在0.2～O.3MPa的低壓下進(jìn)行循環(huán)。原料噴出時(shí)則經(jīng)置換裝置由低壓轉(zhuǎn)換為設(shè)定的高壓噴出。/第46頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五⑵.計(jì)量化學(xué)計(jì)量對(duì)制品性能的影響極為重要，在整個(gè)注射階段，對(duì)各組分物料必須精確計(jì)量。原料經(jīng)液壓定量泵計(jì)量輸出，一般選用軸向柱塞高壓泵來(lái)精確計(jì)量和高壓輸送，其流量為2.3～91kg／min。為嚴(yán)格控制注入混合頭各反應(yīng)組分的準(zhǔn)確配比，要求計(jì)量精度達(dá)到±1．5％。/第47頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五⑶.撞擊混合反應(yīng)注射成型制品的質(zhì)量直接取決于混合質(zhì)量。由于反應(yīng)速度快而分子擴(kuò)散較慢，因此必須獲得高效的混合，同時(shí)混合停留時(shí)間要短。反應(yīng)注射成型的最大特點(diǎn)是撞擊混合，即高速高壓混合。由于采用的原料是低粘度的液體，因此有條件發(fā)生撞擊混合。為了保證混合頭內(nèi)物料撞擊混合的效果，高壓計(jì)量泵的出口壓力將達(dá)到12～24MPa?；旌腺|(zhì)量一般與原料液的粘度、體積流率、流速及兩物料的比例等因素有關(guān)。/第48頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期五⑷.充模

反應(yīng)注射成型的充模特點(diǎn)：料流的速度很高，要求原料液體有適當(dāng)?shù)恼扯取Ｕ扯冗^(guò)低，充模時(shí)會(huì)產(chǎn)