探討加工過程中的氣體輔助分析

模腔內部壓力是令塑料制品設計者頭痛的“一號敵人”。由于壓力的存在，模具會由于受熱而變形，甚至某些部件也會因此而斷裂。如何來更好地解決這一問題呢?

事實上，在模制品的生產中一定會產生壓力。一般說來，模腔內的壓力產生于微小的收縮，并且它的影響是累加的，這種累加效應最終將會導致次品的產生。Howards解釋說，通常當部件第一次從模具中被取出時，能夠抵制模內壓力對制品結構的影響。塑料制品只有在高溫的情況下才會引起微小的形變或者產生裂紋。在實際應用中，所有的模參數都會引起微小的形變，從而產生模內壓力。當這些力一起作用于同一部件時，就會產生很大的額外應力。作用于部件上的力導致了壓力的產生。當壓力很小時，不會產生明顯的影響。但是如果壓力足夠大，模內壓力就變成了一個必須要考慮的因素，因為它和外力的聯合作用將超過制品所能承受的最大值，最嚴重的后果是導致產品的斷裂。

氣體輔助的分析

1、改進后的熔點

首先，抵抗壓力的氣體輔助系統采用了改善流動性的方法。如果能夠應用大型導流桿設計，那么這種成型過程就會更加理想化，因為這些導流桿會成為很好的氣體通道。

氣體通道也可以開在一些不明顯的部位，比如肋部或一些交匯點處。傳統的導流桿由于不夠大，無法提供足夠的流動性。因此，新的設計是在一個交匯點設有2、3個氣體通道。對于大型的零件，在其拐角處的氣體通道對于熔點的改善會有更大的作用。

氣體輔助系統也可能改變澆注口的數量和融合線。這是因為澆注口越少，其熔點曲線越接近。這也是影響原料澆注方式和融合強度的一個因素。

2、降低澆注壓力

通過多路澆注，氣體輔助系統有助于降低制品成型所必須的壓力。首先，導流桿提供了一個無阻力的通道。在測試中，采用傳統方式需要的最大注射壓力為7800psi，而新方法只要5300psi。其次，這些氣體會填滿空洞，從而使零件在注塑過程中達到了最大的注射壓力和最大的投影面積，因此氣體輔助系統則有利于減小注射壓力和投影面積。

投影面積的減少是由于樹脂注射量的減少，而鎖模力是由注射壓力和投影面積的乘積確定的。由于完全注滿模腔所需要的注射壓力通常是最大壓力的25%，所以在這個例子中，注滿所用的氣壓是1500psi，這使鎖模力從175t降到了75t。

3、降低剪切力

高剪切力將引起聚合物大分子鏈更大的取向，這會影響到最終制品的表面光潔度，并且會加大由于熱變形而產生的收縮。如果提供了低阻力的氣體通道，則氣體輔助系統可以有效地降低剪切力。

4、填充壓力

一個傳統的模塑制品往往還會受到相當大的填充壓力。在傳統成型工藝中，它通常占最大注射壓力的80%。而在氣體輔助系統中，它只占最大注射壓力的25%。氣體注射可以在注塑的結束階段或者快速注塑的開始階段進行。當氣體進入零件后，它會找到阻力最小的路徑，然后擠壓原料直到所有的空間都被完全充滿。在這個過程中，氣體會在產生填充壓力的點和需要填充壓力的點之間建立最短的傳遞路徑。使用氣體輔助系統時，當零件的氣體進口和被填充的部分之間已經冷卻凝結時，填充還可以繼續進行，因為氣體提供了原料的通路。

因此，應用氣體輔助系統，使得填充壓力更低，填充路徑更短，同時延長了原料可流動的時間。并且，氣體輔助系統還可以消除零件核心的細小裂紋。

5、更均衡的溫度

在逐漸變冷的過程中，由氣體輔助系統生產的零件會更快填充滿。對于大型零件來說，這種注塑速度上的優勢會對制品不同部分之間的溫度差產生很大的影響。在傳統的模制品中，溫度高的部分會產生較大的收縮，從而擠壓已經冷卻的部分。氣體輔助可以在制品內部造成比較大的空洞，從而減少冷熱部分之間的溫度差。這些空洞可以使產品不僅僅從外部冷卻，氣體通道同樣可以起到冷卻的作用。所以在注塑結束后，制品整體的溫度將比較均衡，從而改善了產品的質量。