氣體輔助注射成型技術(shù)的發(fā)展及其設(shè)備摘要：闡述了氣輔注射成型技術(shù)的發(fā)展歷史及未來前景。綜合討論了用于氣輔注射成型的注塑機(jī)，模具，氣體發(fā)生裝置，控制系統(tǒng)等相關(guān)機(jī)械設(shè)備。關(guān)鍵詞：氣輔注射；發(fā)展；成型設(shè)備TheHistoryandEquipmentsofGAIMTechniqueAbstract：IntroducedthedevelopmenthistoryandfutureofGAIM.Wildlydiscusstheequipmentofgasassistedinjectionmoldingsuchasinjectionmoldingmachine,mold,gasmergingdeviceandcontrollingsystems.KeyWords:GAIM;development；moldingequipment（前言）氣體輔助注射成型（GasAssistedInjectionMolding），是指在注塑工藝中，當(dāng)熔融塑料填充到型腔適當(dāng)?shù)臅r(shí)候（90%~100%），向模腔內(nèi)充入高壓惰性氣體，借助于氣體的壓力推動(dòng)熔融料繼續(xù)充滿型腔，使塑件內(nèi)部膨脹而形成中空，用氣體保壓來代替塑料保壓過程的一種新興的注塑成型技術(shù)[1]。因此了解氣輔成型設(shè)備的發(fā)展與前景，研究氣輔成型設(shè)備是十分必要的。1.氣體輔助注射成型技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用1.1.氣體輔助注射成型技術(shù)的發(fā)展氣體輔助注射成型技術(shù)是上世紀(jì)80年代在結(jié)構(gòu)發(fā)泡成型工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是塑料注射成型工藝技術(shù)中的一項(xiàng)革命。氣輔技術(shù)從問世至今二十多年間得到了長足的發(fā)展。其發(fā)展歷程見表1：表1氣輔注射成型技術(shù)發(fā)展歷程[2]近幾年出現(xiàn)了一些新型氣輔注射成型技術(shù)，GAIM的應(yīng)用穩(wěn)步上升，在歐美日等國，每十副模具中就有兩副是氣輔模具，尤其在汽車領(lǐng)域。整車的塑料件中近80%是采用氣輔技術(shù)成型。國內(nèi)自1995年開始引進(jìn)氣輔生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)，主要用在大屏幕彩色電視機(jī)殼的生產(chǎn)上[3]。擁有氣輔注射技術(shù)專利的公司主要有英國的Cinpres、美國的Gain、德國的Bettenfeld、日本的Asahi等；氣輔專用注射機(jī)及控制設(shè)備生產(chǎn)廠商主要有GasInjectionLtd。、Battenfeld、En-gel、Hettinga、Stork等；模塑過程生產(chǎn)商有Cinpres、Apt、DynamitNobel、Bayer、Schade、Sajar等[4]。近年來又發(fā)展了一些新的氣體輔助注射技術(shù)，如液化氣體輔助注射(LiquidGas-AssistedInjectionMolding)及振動(dòng)氣體輔助注射(VibratedGas-AssistedInjectionMolding)等[5]。目前國際上有關(guān)氣輔技術(shù)研究的熱點(diǎn)集中在加工過程參數(shù)對成型機(jī)理和制品性能的影響。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及軟件技術(shù)的發(fā)展，對加工參數(shù)能實(shí)現(xiàn)更靈敏的控制，這必然能使氣輔技術(shù)得到更加長足的發(fā)展。與國外相比，我國有關(guān)氣輔技術(shù)方面的研究是對國外研究成果的一些重復(fù)或者改進(jìn)，鮮見創(chuàng)新[2]。1.2.氣體輔助注射成型技術(shù)的應(yīng)用氣輔技術(shù)尤其適用于以下幾方面的注塑制品：管狀、棒狀制品：如手柄、掛鉤、椅子扶手、淋浴噴頭等。采用中空的結(jié)構(gòu)，可在不影響制品功能和使用性能的前提下，大幅度節(jié)省原材料，縮短冷卻時(shí)間和生產(chǎn)周期。大型平板制件：如汽車儀表板、內(nèi)飾件格柵、商用機(jī)器的外罩及拋物線形衛(wèi)生天線等。通過在制件內(nèi)設(shè)置內(nèi)置式氣道，可以顯著提高制品的剛度和表面質(zhì)量，減少翹曲變形和表面凹陷，且大幅度地降低鎖模力，實(shí)現(xiàn)在較小的機(jī)器上成型較大的制件。厚、薄壁一體的復(fù)雜結(jié)構(gòu)制品：如電視機(jī)、打印機(jī)外殼及內(nèi)部支撐和外部裝飾件等。這類制品通常用傳統(tǒng)注塑工藝無法一次成型，采用氣輔技術(shù)提高了模具設(shè)計(jì)的自由度，有利于配件集成，如電視機(jī)外殼所需的內(nèi)部支撐和外部裝飾件的數(shù)量從常規(guī)注塑工藝的17個(gè)減少至8個(gè)，可大幅度縮短裝配時(shí)間[6]。2.氣體輔助注射成型技術(shù)原理及設(shè)備2.1.基本原理首先將定量熔料注入部分模腔，然后將氮?dú)獾榷栊詺怏w注入熔料內(nèi)部，熔料在氣體推動(dòng)下緊貼于型腔表面，熔料冷卻固化后，氣體被封在塑件內(nèi)形成中空塑件[7]。2.2氣輔注塑與控制裝置氣體輔助注射成型系統(tǒng)由以下單元組成：注塑機(jī)；氣體發(fā)生裝置；氣體輔助注射成型控制系統(tǒng)；成型模具。上述4個(gè)組成單元的關(guān)系框圖如圖1所示[7]。圖1氣體輔助注射成型系統(tǒng)[7]2.2.1注塑機(jī)寧波漢邁機(jī)械制造股份有限公司生產(chǎn)的HM-330A型精密注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)如下：注射裝置InjectionUnit單位螺桿直徑ScrewDiametermm60螺桿長徑比ScrewL/DRatioL/D22.5理論注射容量ShotVolumecm2933理論注射重量InjectionWeightg849理論注射速度InjectionRatecm3/s30注射壓力InjectionPressureMPa250螺桿轉(zhuǎn)速ScrewSpeedrpm231.6鎖模裝置ClampingUnit合模力ClampingForcekN3300移模行程MoldOpenStrokemm630拉桿間距SpaceBetweenTieBarsmm670670允許模具厚度Max.MoldHeightmm250-660頂出行程EjectorStrokemm160頂出力EjectorForcekN100其他Others油泵壓力Max.PumpPressureMPa16油泵馬達(dá)功率Pu