客製化氣體輔助注塑成型服務
氣體輔助注塑成型是將加壓氮氣注入熔融塑膠中。當材料仍具有可塑性時，氣體可形成中空結構。與傳統方法相比，生產週期顯著縮短。零件品質也顯著提高，縮痕和翹曲問題大幅減少。
我們的工程團隊專注於氣體輔助成型解決方案。憑藉我們成熟的專業技術，我們能夠幫助您降低成本、提高品質並加快生產週期。
ISO 9001:2015 認證流程
ISO 13485: 2016 醫療器械
AS9100品質管理
ISO 45001:2018認證
使用 CMM 進行過程檢測
氣體輔助注射成型
標準注塑成型是將模腔完全充滿熔融塑膠。 氣體輔助注射成型 結合了傳統噴射技術和可控氣體噴射技術。
該工藝首先註入一部分塑膠材料。然後，加壓氮氣通過專用噴嘴進入。氮氣在熔融材料中形成通道。這些通道在零件結構內部形成空心部分。氣體壓力還能使塑膠緊貼模具壁。這確保了優異的表面品質和尺寸精度。
氣體輔助注塑成型 解決了傳統模塑工藝中存在的諸多問題。厚壁零件由於材料冷卻不均勻，常會出現縮痕。氣體注射成型透過掏空厚壁部分來消除這個問題。
傳統注塑成型
傳統方法是將整個模腔填充塑膠。大量的材料會帶來冷卻難題。較厚的截面冷卻緩慢，容易產生內應力。
這些應力會導致零件表面出現可見缺陷。由於不同部分的收縮速率不同，會發生翹曲。需要較長的循環時間才能確保零件完全冷卻。
氣體輔助注射成型
氣體噴射成型製程可形成中空結構，進而減少材料用量。材料用量減少意味著冷卻速度更快、更均勻。氣體壓力可在塑膠固化過程中保持零件尺寸。
零件表面光滑，無縮痕。由於內部應力最小化，結構完整性得到提升。加工週期大幅縮短，生產效率顯著提高。
內吹式與外吹式氣體輔助射出成型
氣體輔助注塑成型採用以下兩種不同的方法：
內注氣法
內部氣體注入法是將氮氣直接注入熔融塑膠中。氣體流經零件內部，形成中空通道。這種方法最適用於具有管狀截面或厚肋的零件。
當塑膠填充到模腔的70%至95%時，過程開始。隨後立即進行氣體注入。加壓氮氣會滲透到塑膠中，並沿著阻力最小的路徑向較厚的部分流動。
當氣體排出仍處於熔融狀態的材料時，內部通道會自然形成。氣體壓力持續到塑膠完全凝固。這確保了型腔保持良好的填充狀態，並保持了尺寸精度。
- 形成內部中空結構，可顯著減輕重量。
- 適用於把手、管狀結構和厚壁部件
- 透過內部掏空來消除厚截面上的縮痕
- 在適當的應用中，可減少25-40%的材料消耗。
- 需要精心設計氣體通道以控制氣體流動路徑
外部氣體注入法
外部氣體注入技術是在零件表面和模具壁之間注入氮氣。這種氣體形成一層薄膜，可以改善表面品質。此技術尤其適用於容易翹曲的大型平面零件。
首先將模具完全填充塑膠材料。然後向塑膠與模具表面之間的特定區域注入氣體。氣體壓力會形成微小的間隙，從而實現可控收縮。
採用這種方法，表面品質顯著提高。氣墊可防止塑膠黏在模具上，從而消除表面缺陷，並減少二次精加工的需求。
- 改善大型平面零件的表面光潔度
- 防止面板和寬幅表面變形
- 透過形成氣隙來縮短冷卻時間
- 消除痕跡和表面缺陷
- 適用於需要A級表面品質的零件
選擇哪種方法會對模具設計產生顯著影響。內註氣需要將專用噴嘴整合到模具中。外注氣則需要精心設計的氣室和排氣系統。兩種方法都需要精確的製程參數控制。
一些複雜部件受益於兩種方法的結合。混合技術在厚截面中使用內部通道，同時在寬表面上施加外部氣體。
氣體輔助注塑成型中所使用的材料
氣體輔助注塑成型適用於多種熱塑性材料。
工程熱塑性塑料
- 聚碳酸酯以其光學透明度和抗衝擊性而聞名。
- ABS材料具有優異的加工性能和表面光潔度。材料流動性好，易於進行氣體注入。
- 尼龍材料具有出色的強度和耐磨性。
- 玻璃纖維增強尼龍材料具有極高的剛性。這些材料適用於需要在應力下保持耐久性的結構部件。
日用塑料
- 聚丙烯具有耐化學性和柔韌性。
- 高密度聚乙烯具有韌性和防潮性，應用範圍包括容器、把手和戶外設備。此工藝可製造輕巧耐用的零件。
特種和高性能材料
- PEEK材料可連續承受高達250°C的高溫。它耐化學腐蝕和輻射。航空航太和醫療植入物等應用領域使其較高的材料成本物有所值。
- PPS具有優異的耐化學性和耐熱性。氣體輔助加工可在保持結構完整性的同時減輕重量。
| 材料 | 關鍵屬性 | 應用例子 | 氣體輔助適用性 |
| 聚碳酸酯（PC） | 高衝擊強度、光學透明度、耐熱性達135°C | 汽車照明、醫療器材、安全設備 | 極佳－空心部分也保持清晰度 |
| ABS | 抗衝擊性好，表面光潔度優異，易於加工 | 消費性電子產品、汽車裝飾件、家電 | 優異的流動特性 |
| 尼龍 (PA) | 高強度、耐磨、耐化學性 | 結構件、齒輪、工業零件 | 非常好——玻璃纖維增強型玻璃纖維性能優異 |
| 聚丙烯（PP） | 耐化學腐蝕性、柔韌性、低成本 | 汽車內裝、包裝、消費品 | 優點－對於大件零件來說性價比高 |
| PC/ABS 共混物 | 結合了PC和ABS的優點，在極端溫度下具有優異的衝擊性能 | 汽車外飾、電動工具、戶外設備 | 優異－兼具強度與加工性能 |
| TPE（熱塑性彈性體） | 橡膠般的柔韌性，觸感柔軟，可回收利用 | 握把、密封件、軟觸感組件 | 中等－需要嚴格的過程控制 |
氣體輔助注塑成型工藝
模具準備和封閉
模具在高鎖模力下閉合，以防止注塑過程中分離。溫度控制系統將模具調整到最佳加工溫度。
塑膠注射階段
熔融塑膠在高壓下注入型腔。當型腔填充至70-95%時，注射停止。
氣體注入階段
塑膠注射完成後立即註入氮氣。氣體壓力通常在1,000至3,000磅/平方英寸之間，具體取決於零件尺寸和材料。
包裝和儲存階段
在整個包裝階段，氣體壓力保持不變。此壓力可補償冷卻開始時塑膠的收縮。
冷卻階段
在氣體壓力持續作用下，塑膠逐漸固化。模具中的冷卻通道將塑膠中的熱量排出。氣體形成的空心部分從內外表面同時冷卻。
氣體排出和部件彈出
當塑膠達到足夠的強度後，氣體就會從零件中排出。模具打開，頂針將零件頂出。
流程效率
現代雙色射出成型機完成整個成型週期僅需30-90秒，具體時間取決於零件尺寸和複雜程度。與製造和組裝單獨的零件相比，這可以顯著節省時間。
氣體輔助注塑成型的設計考量
成功的設計能帶來巨大的好處，但前提是設計要符合氣體流動原則。以下幾點考慮因素可確保最佳效果。
壁厚對氣體流動行為有顯著影響。氣體自然會向較厚的區域遷移，因為塑膠在這些區域保持熔融狀態的時間更長。設計人員會在需要空心結構的地方有意設計較厚的區域。
零件壁厚均勻會限制氣體輔助燃燒的優點。壁厚變化能夠更可預測地引導氣體流動。厚薄壁之間的過渡區域需要逐漸改變壁厚，以防止應力集中。
最小壁厚取決於材料選擇和零件尺寸。大多數應用場景下，壁厚在 2.5 毫米至 6 毫米之間效果最佳。過薄的壁厚可能無法保證足夠的氣體滲透，而過厚的壁厚則會不必要地延長冷卻時間。
- 厚壁段和薄壁段之間的壁厚比應保持在 2:1 或 3:1。
- 設計氣體通道時，其厚度至少應為相鄰壁厚的1.5倍。
- 避免因厚度突然變化而擾亂氣體流動
- 將最厚的部分放置在最需要結構強度的地方。
氣體注入點的位置決定了製程的有效性。注入點必須與所需的氣體流動路徑對齊。位置不當會導致氣體滲透不完全或表面缺陷。
多點噴射適用於大型或結構複雜的零件。每個噴射點都會形成一個獨立的氣體通道。這些通道不應交叉，否則會導致流動模式無法預測。
注塑點會在零件表面留下細小的痕跡。巧妙地佈置注塑點位置可以將這些痕跡隱藏在不顯眼的地方。把手、底部和組裝介面都是理想的注塑點位置。
加強筋在模塑件中起到結構加強作用。傳統模塑製程限制加強筋的厚度以防止縮痕。而氣體輔助模塑製程則完全消除了這個限制。
當氣體在肋條內部形成空心結構時，肋條的厚度可以超過相鄰壁厚。這造就了輕盈且剛性極高的結構。空心肋條在保持強度的同時，也能減輕零件的整體重量。
凸台設計同樣受惠於氣體輔助技術。用於螺絲或嵌件的厚凸台通常會造成縮痕。氣體注入技術可使凸台內部中空，消除表面缺陷，同時保持緊固強度。
氣體輔助注塑成型技術打破了傳統注塑成型的限制，實現了創新設計，從而優化了性能並降低了成本。
- 肋條厚度可以超過壁厚而不會有缺陷。
- 空心截面完全消除了縮痕
- 輕量化結構保持高剛度
- 零件整合減少了組裝工序
拔模斜度有助於零件從模具中順利脫模。氣體輔助脫模的零件需要標準的拔模斜度，通常為每側 1-3 度。較深的空心截面可能需要稍大的拔模斜度才能確保可靠脫模。
表面光潔度取決於模具表面紋理和加工條件。氣輔成型零件的外表面可獲得優異的表面品質。氣道內的內表面則會因氣體流動路徑而呈現紋理。
紋理選擇會影響零件的外觀和功能。光滑紋理適用於可見表面和滑動接觸區域。紋理表面可以掩蓋細微瑕疵，並提供更好的抓地力。
氣體輔助成型能夠實現傳統方法難以實現的複雜幾何形狀。彎曲的管道、不同橫截面以及整合結構都成為可能。氣體沿著預設路徑流經複雜的形狀。
倒扣仍然需要側向作用或塌陷型芯。氣體注射成型並不能取代合理的模具設計。然而，根據零件的柔性，氣道內的內部倒扣可能是可以接受的。
設計合理的充氣成型零件能夠保持嚴格的公差。氣體壓力確保零件與模具壁緊密貼合，從而確保生產批次間尺寸的一致性。
關鍵尺寸應位於與模具接觸的外表面。內部空心截面的尺寸變化比實心壁大。因此，需要嚴格公差的設計特徵也應隨之調整。
收縮補償遵循標準成型工藝，但略有改進。氣體輔助成型零件的收縮率通常低於同等尺寸的實心零件。材料選擇和壁厚對收縮率有顯著影響。
與傳統塑膠射出成型相比
氣體輔助注塑成型的優勢
與傳統注塑製程相比，氣體輔助注塑成型具有顯著優勢。這些優勢涵蓋降低成本、提高品質和增強設計靈活性等方面。
降低材料成本
在典型應用中，空心型材可減少 25% 至 40% 的材料消耗。對於昂貴的工程塑料，這種成本優勢更為顯著。大批量生產可使數百萬個零件的成本節約更加巨大。材料用量的減少也有助於降低運輸成本。
消除表面缺陷
氣體注入技術透過從內部掏空較厚的部分來消除縮痕。外表面保持光滑無缺陷。這省去了填充、打磨或噴漆等昂貴的二次加工工序來掩蓋缺陷。零件從模具中取出即可達到A級表面光潔度。
縮短週期時間
採用氣體輔助成型技術，通常可將成型週期縮短 20% 至 50%。空心型材的冷卻速度比同等厚度的實心材料更快。氣體產生的內部表面積可加速散熱。更短的成型週期還能降低能耗。
提高零件強度和剛度
氣體形成能夠抵抗彎曲和扭轉的幾何形狀。與相同重量的實心部件相比，其結構完整性通常更高。均勻冷卻可防止導致延遲失效的內部應力。加厚壁厚而不產生缺陷也成為可能。
增強設計彈性
借助氣體輔助技術，零件整合成為可能。多個組件可以合併成單一零件。這減少了裝配工序，省去了緊固件，並提高了可靠性。不同的橫斷面、整合式把手和結構加強筋等設計都能很好地發揮作用。
降低夾緊力要求
傳統射出成型製程需要使用體積龐大、成本昂貴的模具來生產大型厚壁零件，以承受巨大的鎖模力和注射壓力。而氣體輔助注塑則能降低鎖模力，降低注射壓力，進而達到更輕的模具結構。對於大型零件而言，模具成本的節省可謂相當可觀。
考慮採用氣體輔助注塑成型的產業
消費品和電子產品
電視和顯示器邊框
電動工具外殼
家電面板
冰箱門襯等家電部件
體育休閒器材
自行車車架部件
健身器材框架與把手
休閒車部件
塑膠看台座椅
關於氣體輔助注塑成型的常見問題
氣體輔助成型技術在各種尺寸範圍內都能有效發揮作用。重量小於 50 克的小型零件，在需要空心芯材的厚截面情況下，能夠從中受益。重量超過 5 公斤的大型零件，則能顯著節省材料和成本。
對於尺寸超過 150 毫米（任何方向）的零件，該技術最為經濟。對於較小的零件，除非大量生產能夠帶來自動化優勢，否則增加模具複雜性可能並不划算。
是的，氣體輔助成型製程能夠維持外部表面嚴格的公差。氣體壓力將塑膠緊密地壓緊在模具壁上，確保尺寸一致性。根據材料和零件尺寸的不同，外部尺寸通常可以達到±0.1毫米或更優。
內部空心截面的尺寸變化比外部表面更大。盡可能在模具接觸面上設計關鍵尺寸。適當的製程控制可達到與傳統注塑成型相當的重複性。
是的，多腔模具非常適合氣體輔助成型技術。每個型腔都需要獨立的氣體注入控制，以確保成型效果的一致性。
均衡的氣體分佈確保所有型腔產生完全相同的零件。製程監控驗證所有型腔的氣體滲透情況是否一致。多腔模具可最大限度地提高大量生產效率。
是的，採用氣體輔助加工技術可以成功加工再生材料。使用優質再生料時，物料流動特性和氣體滲透行為保持穩定。再生料的典型含量為10%至25%，視性能要求而定。
大多數氣體輔助成型零件所需的二次加工工序極少。其優異的表面品質省去了傳統模塑零件所需的精加工步驟。某些應用可能需要修剪溢出材料或去除注塑點痕跡。
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