moldflow在氣體輔助注塑成型中的應用分析

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1、Moldflow在氣體輔助注塑成型中的應用　　一.引言　　氣體輔助注塑成型(簡稱氣輔成型)是塑料加工領域的一種新方法，80年代開始用于生產(chǎn)實際，氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)注射成型多一個氣體注射階段，由氣體推動塑料熔體充滿模具型腔，因此在氣輔成型制品設計和模具設計時必須提供明確的氣道來引導氣體的走向。氣道幾何尺寸的大小、截面形狀的確定和位置的布置都會影響到氣體的穿透和氣體對熔體流動的干涉，從而最終影響到成型制品的質量?！　「鶕?jù)氣輔成型時射入型腔的熔融塑料的體積不同，氣輔成型工藝大致可分為3種方式：a、中空成型，即熔體射入型腔充填到型腔體積的60-70%時，停止注射熔體，開始注入氣體，直至保壓

2、冷卻定型。這種工藝主要適用于類似把手、手柄之類的大壁厚塑料制品，應用效果最理想。b、短射，即熔體充填到型腔體積的90-98%時，開始進氣。該方法主要用于較大平面的厚壁或偏壁制品。c、滿射，即熔體充填至完全充滿型腔時才注入氣體，由氣體填充因熔體體積收縮而產(chǎn)生的空間，并將氣體保壓和熔體保壓配合使用，使制品翹曲變形大大降低，用于較大平面的薄壁制品成型，其工藝控制較復雜。前兩種方法也稱為缺料氣輔注射法，后者稱為滿料氣輔注射法?！　廨o工藝原理　　第一階段：塑料注射：熔體進入型腔遇到溫度低的模壁，形成一個較薄的凝固層?！　〉诙A段：氣體注射：惰性氣體進入熔融的塑料，推動中心未凝固的塑料進入尚未充

3、滿的型腔?！　〉谌A段：氣體入射結束：氣體繼續(xù)推動塑料熔體流動直到熔體充滿整個型腔?！　〉谒碾A段：氣體保壓結束：在保壓狀態(tài)下，氣道中的氣體壓縮熔體，進行補料確保制件的外觀。　　二.氣輔注射成型技術的特性　　(1)可保證壁厚差異較大制品的成型質量　　采用氣輔技術可將制品壁厚處“挖空”設計成氣道，從而保證壁厚差異較大制品的成型質量?？珊喕破返男螤?，可將原來因壁厚差異較大需分成幾個零件成型然后組合的制品，實現(xiàn)一體成型。如圖1所示?！　　　?2)注射壓力低　　所需注射壓力為普通注射成型注射壓力的10%~75%，相應成型同樣投影面積制品的鎖模力也只需普通注射成型鎖模力的10%~75%，圖2為普

4、通注射與氣輔技術成型過程中熔融樹脂的壓力行為?！　　　?3)可消除縮痕，提高制品表面質量　　從制品整體收縮的情況分析，普通注射成型采用樹脂保壓，保壓壓力較高，直到澆口封閉之前都不斷向型腔內補充樹脂，因而樹脂密度增大，收縮減小，但澆口封閉以后其收縮部分得不到補償，而無法保證制品表面形體完全與模具型腔表面一致。采用氣輔技術氣體保壓壓力較小，雖然樹脂自身的收縮較大，但其收縮可由氣體從內部膨脹予以補償，使制件不會出現(xiàn)凹痕，因而可使制品表面重現(xiàn)模具型腔表面質量?！　×硗?，制品筋肋部分表面出現(xiàn)縮痕是由于制品的壁厚差異造成的，對于這種情況，采用氣輔技術后，可將筋肋與表面相交處“挖空”減小甚至消除縮痕

5、，如圖3所示?！　　　?4)可減小制品成型應力和翹曲　　采用普通注射成型需要很高的注射壓力，才能使樹脂填滿整個型腔，并因從澆口處至填充末端的壓力梯度很大而產(chǎn)生應力，樹脂在凝結固化的過程中，應力就會“凍結”、“殘留”，成為成型中的一種“記憶”，待制品脫落型腔后，可能會馬上發(fā)生翹曲變形，或在使用過程中逐步變形，尤其是在噴漆、電鍍等二次加工或裝飾時，這種現(xiàn)象會更明顯?！　〔捎脷廨o技術后，所需注射壓力較低，而且內部填充的氣壓處于均等，因此可顯著降低制品內部應力，又使制品在冷卻時，內部氣壓保持恒定，可進一步減低制品的扭曲變形趨勢?！　?5)可提高制品的強度與剛度　　采用氣輔技術可使壁厚差異較大制

6、品實現(xiàn)均勻充填，避免了普通注射成型產(chǎn)生較大內應力缺陷，并可在不增加制品重量下，通過氣道設計增加制品截面的二次慣性矩?！　【C上所述，采用氣輔技術后，可簡化模句結構、減輕制品重量、大大節(jié)省材料(20%~30%)、降低鎖模力、縮短成型周期，達到降低制品成本及提高制品質量的目的，因而氣輔技術得到各行業(yè)的廣泛關注?！　∪?氣體輔助注射成型工藝過程　　氣輔成型一般包括熔融樹脂注射、氣體注射、氣體保壓、氣體回收、制件頂出等幾個主要步驟。　　　　首先由澆口向模具型腔內注入熔融的樹脂后，再注入一定壓力的惰性氣體(氮氣)，借助氣體壓力的作用推動樹脂充實到模具型腔的各個部位，使塑件最后形成中孔斷面而保持完整

7、外形，并從樹脂內部進行保壓，此時氣體壓力就變?yōu)楸簤毫?。由于靠近模具表面部分塑料的溫度低，表面張力高，而處于模具型腔中心部位的熔體溫度高，粘度低，致使氣體易于在塑件較厚的部位(如加強筋)形成空腔，而被氣體所取代的熔融塑料被推向模具的末端，形成所需要成型的制件。氣體可回收，其回收過程發(fā)生在冷卻結束，開模之前。與傳統(tǒng)注塑成型相比，多了一個氣體輔助充填階段，且保壓階段是靠氣壓進行保壓的，保壓壓力低，可降低制品內應力，防止制品翹曲變形。由于氣體能有效傳