6.9.气体辅助注射成型

6.10.气体辅助注射成型6.9.气体辅助注射成型6.9.1、气体辅助注射成型工艺过程气体辅助注射成型与普通注射成型相比，多一个气体注射阶段，在原来注射成型的保压阶段，由压力相对低的气体进行保压，成型后的制品中就有由气体形成的中空部分。/气体辅助注射成型周期可分为六个阶段：⑵切换延迟阶段:塑料熔体注射结束到气体注射开始时的时间。⑶气体注射阶段：从气体开始注射到整个型腔被充满的时间，如控制不好，会产生空穴、吹穿、注射不足和气体向较薄的部分渗透等缺陷。/(1)塑料充模阶段:气辅注射时熔体只充满局部型腔，其余部分靠气体补充。⑸气体释放阶段：使气体入口压力降到零。⑹冷却开模阶段：将制品冷却到具有一定刚度和强度后开模取出制品。/⑷保压阶段：熔体内气体压力保持不变或略有上升使气体在塑料内部继续穿透，以补偿塑料冷却引起的收缩。6.9.2气体辅助注射成型设备气体辅助注射成型是通过在注射成型机上增设气辅装置和气体喷嘴实现的。⑴、注射机要求注射机的注射量和注射压力有较高的精度，在±0.5％以内.⑵．气辅装置由气泵、高压气体发生器、气体控制单元和气体回收装置组成。/⑶．气体喷嘴有两类：一类是主流道式喷嘴，即塑料熔体和气体同一个喷嘴，塑料熔体注射结束后，喷嘴切换到气体通路上实现气体注射；另一类是气体通路专用喷嘴。/6.9.3气体辅助注射成型方法⑴、标准成型法先向模腔注入准确计量的塑料熔体，再通过浇口和流道注入压缩空气，推动熔体充满模腔保压、冷却、开模、取出制品。/气辅之1.exe⑵．副腔成型法在模腔之外设置一可与型腔相通的副型腔，气体的穿透作用使多余出来的熔体流入副型腔/气辅之2.exe⑶．熔体回流法与副腔成型法类似，气体注入时多余的熔体流回注射机的料筒。/气辅之3.exe⑷．活动型芯法在模腔中设置活动型芯气体推动熔体使活动型芯从型腔中退出，让出所需的空间，/气辅之4.exe6.9.4、气体辅助注射成型特点(1)注射应力低；(2)制品翘曲变形小；(3)表面质量提高；(4)可成型壁厚差异较大的制品；(5)制品的刚度和强度提高；(6)可通过气体的穿透使制品中空，减少质量，缩短成型周期。/优点：普通注射成型制品易出现缩孔和表面缩痕。气体辅助注射成型以克服上述缺陷为目的，几点不足：1)需要供气装置和进气喷嘴，增加了设备的投资。2)在注入气体和不注入气体部分，制品表面光泽有差异。3)对注射机的注射量和注射压力的精度有更高的要求。4)制品质量对模具温度和保压时间等工艺参数更加敏感。/根据产品结构的不同可分为两类：一类是厚壁、偏壁、管状制件，如手柄、方向盘、衣架、马桶、座垫等制件；另一类是大型平板制件，如仪表盘、踏板、保险杠及桌面等。/6.9.5气体辅助注射成型的工艺a．注射温度熔体温度太高时，粘度太小，增加了气体进入制品薄壁的可能性，会导致发生吹穿和薄壁穿透现象；温度太低时，熔体粘度增大，气体前进阻力变大，气体在气道中穿透的距离缩短，会造成未进气部分气道的收缩，影响产品质量。实际生产的允许范围内，宜尽量采用较高温度，加快熔体运动，缩短生产时间。/b．注射时间注射时间与材料性质、注射温度、注射速度、型腔大小、浇口数目和喷嘴大小等因素有关熔体注射时间太长，对于薄壁制品，材料在型腔中易冷却，型腔难以完全充满，熔体注射时间太短，则易造成喷射，粘度高的材料，流动性差，需要较长的注射时间；较大的型腔，需要熔体多，当注射速率不变时，所需要注射时间也较长；小型腔、小制品则所需注射时间短。浇口数目多，可相应减少注射时间，反之则增加注射时间。/c．熔体预注射量与吹穿对于薄壁壳形制品,熔体注入95％时较好；低于此值，填充较晚的部分注气后易吹穿；高于95％时,则气体注入量太少，充气减量没有很大意义./6.9.6气体辅助注射成型制品和模具的设计特点a．气体辅助成型制品的结构设计特点(a)壁厚(b)厚薄壁之间的过渡(c)加强筋(d)凸台和角撑板/b．气辅注射成型制品与模具设计的原则①沿气体通道部位的制件壁厚应较厚，②一般只使用一个浇口，该浇口的设置应使“欠料注射”的熔料可以均匀地充满模腔；③由气体所推动的塑料必须将模腔充满；/④气体通道的几何形状相对于浇口应是对称或单方向的。气体通道必须是连续的，但不能自成环路。最有效的气体通道是圆形截面。一般情况下，气体通道的体积应小于整个制件体积的10％；⑤模具中应设置调节流动平衡的溢流空间，以得到理想的空心通道。//6.10.反应注射成型反应注射成型(RIM)-----是一种将两种具有化学活性的低分子质量液体原料在高压下撞击混合，然后注入密闭的模具内进行聚合、交联固化等化学反应而形成制品的工艺方法/6.10.1.反应注射成型工艺特点反应注射与塑料注射的不同之处在于：一是直接采用液态单体和各种添加剂作为成型原料，不经加热塑化即注入模腔，简化了制品的成型工艺过程;/二是由于液体原料粘度低，流动性好，易于输送和混合，充模压力和锁模力低，有利于降低成型设备和模具的造价，适宜生产大型及形状很复杂的制品；三是只要调整化学组分就可注射性能不同的产品，而且反应速度可以很快，生产周期短。/作为RIM的成型物料基体：一般能以加成聚合反应生成树脂的单体都可以．／发展RIM在60年代初首创，70年代正式投入生产，80年代进入快速发展。原料工业上已采用的主要有：聚氨酯、不饱和聚脂、环氧树脂、聚酰胺、甲基丙烯酸系共聚物、有机硅等几种树脂的单体，但目前RIM产品以聚氨酯体系为多，主要应用在汽车工业、电器制品、民用建筑及其他工业承载零件等方面。／6.10.2.RIM成型设备是一组带有轴向活塞泵的计量装置．主要组成：组分储存槽、过滤器、轴向柱塞泵、电动机以及带有混合头的液压系统。RIM成型设备要求有很高的灵活性和计量精度。近年来，采用电脑对计量装置、工艺操作程序和工艺参数实现高级的控制。／从整体来看,反应注射成型技术的发展主要集中于RIM的原料体系和RIM设备两个方面,而RIM设备的关键则在于对原料的精确计量和高效混合。/6.10.2.1.RIM对设备的要求:(1)流量及混合比率要准确，(2)快速加热或冷却原料，(3)两组分应同时进入混合头，在混合头内能获得充分的混合。(4)混合头内的原料以层流形式注射入模内，入模后固化速度快，能进行快速的成型循环。/6.10.2.2．RIM设备的工作原理6.10.2.3．RIM设备的组成RIM设备主要由以下三个系统组成：蓄料系统、计量和注射系统、混合系统。①蓄料系统主要有蓄料槽和接通惰性气体的管路系统。其作用:是分别独立贮存两种原料，防止贮存时发生化学反应，同时用惰性气体保护，防止空气中的水分进入贮罐与原料发生反应。/②计量和输送系统(液压系统)由泵、阀及辅件组成的控制液体物料的管路系统和控制分配缸工作的油路系统所组成，其作用:是使两组分物料能按准确的比例进行分别输送。③混合系统(即混合头)，使两组分物料实现高速均匀混合，并加速混合液从喷嘴流道注射到模具中。/反应注射成型.exe6.10.3.反应注射成型工艺流程和控制反应注射成型工艺过程：单体或预聚物以液体状态经计量泵，按一定的配比输送入混合头，均匀混合，然后将混合物注入模具内进行快速聚合、交联固化后，脱模成为制品。/⑴.两组分物料的贮存加热为了防止贮存时发生化学变化，两组分原料应分别贮存在独立的封闭的贮槽内，并用氮气保护。同时用换热器和低压泵，使物料保持恒温,在贮槽、换热器和混合头中不断循环，以保证原料中各组分的均匀分布，一般温度维持在20—40℃，在0.2～O.3MPa的低压下进行循环。原料喷出时则经置换装置由低压转换为设定的高压喷出。/⑵.计量化学计量对制品性能的影响极为重要，在整个注射阶段，对各组分物料必须精确计量。原料经液压定量泵计量输出，一般选用轴向柱塞高压泵来精确计量和高压输送，其流量为2.3～91kg／min。为严格控制注入混合头各反应组分的准确配比，要求计量精度达到±1．5％。/⑶.撞击混合反应注射成型制品的质量直接取决于混合质量。由于反应速度快而分子扩散较慢，因此必须获得高效的混合，同时混合停留时间要短。反应注射成型的最大特点是撞击混合，即高速高压混合。由于采用的原料是低粘度的液体，因此有条件发生撞击混合。为了保证混合头内物料撞击混合的效果，高压计量泵的出口压力将达到12～24MPa。混合质量一般与原料液的粘度、体积流率、流速及两物料的比例等因素有关。/⑷.充模反应注射成型的充模特点：料流的速度很高，要求原料液体有适当的粘度。粘度过低，充模时会产生很多问题过高粘度的物料难以高速流动①混合料易沿模具分型面泄漏和进入排气槽，造成模腔排气困难；②物料易夹带空气进入模腔，造成充模不稳定；③在生产增强的反应注射制品时，反应原料不易和增强物质(如玻璃纤维)均匀混合，甚至会造成这些增强物质在流动中沉析，不利于制品质量均匀一致。充模时一般规定反应物的粘度不小于0.10Pa·s。／粘度过低，常产生如下问题:⑸.固化定型制品的固化是通过化学交联反应等物理变化完成.。对化学交联反应固化，反应温度必须超过达到完全转换成聚合物网络结构的玻璃化温度Tg。模具应具有换热功能，起到散发热量的作用，以控制模具的最高温度低于树脂热分解温度。／制品的脱模必须使其取得足够的强度才可进行，这主要由材料的固化时间决定的，而固化时间受制品的配方和制品尺寸影响。有些反应注射成型制品，从模内脱出后还要进行热处理、其主要作用是补充固化。但对于在模腔内固化程度低的制品，在热处理过程中易发生翘曲变形。//作业•17.气辅成型的特点及方法有哪些？•18.简述反应注射成型原理。