Gaz Destekli Enjeksiyon Kalıplama Nedir?

Gas Assisted injection molding is a process that uses gas to help push plastic material into the mold. This makes the process faster, more efficient, and results in a higher quality product.

Gas-Assisted Injection Molding (GRIM) is a new type of injection molding process, which has been widely used abroad in recent years and is increasingly used in China.

Gas-assisted injection molding is a process that uses pressurized gas to help injection molded parts cool faster and cure more quickly.

Gas assist molding is a low-pressure plastic injection molding process where pressurized nitrogen gas is injected into the mold, pushing the molten plastic into the mold extremities, while hollowing out thicker sections in the part.

This blog post will discuss what gas-assisted injection molding is and how it works!

Gaz Destekli Enjeksiyon Kalıplama Prensibi

Prensip, basıncı korumak için geleneksel kalıplama işleminin boşluğundaki reçinenin bir kısmını değiştirmek için nispeten düşük basınçlı inert gaz (nitrojen, düşük maliyeti ve güvenliği ve ayrıca 0,5 ila 300 MPa'lık bir basınçla soğutucu rolü nedeniyle yaygın olarak kullanılır) kullanmaktır. ürünün daha iyi kalıplama performansı elde etmek için.

Gaz Destekli Enjeksiyon Kalıplamanın Avantajları

Gas-assisted injection molding overcomes the limitations of traditional plastic injection molding and foam molding and has the following advantages:

Parçaların iyi performansı

(1) Takviye çubuklarında ve parçaların farklı et kalınlıklarının birleşim yerlerinde kurulan tırnaklarda makul bir şekilde gaz kanalları açarak ve alt malzemenin enjeksiyonundan sonra gaz vererek gözenekleri ve çöküntüleri ortadan kaldırın.

Soğutma işlemi sırasında eriyiğin büzülmesini telafi eder ve gözeneklerin ve çöküntülerin oluşmasını önler.

Dikkate alınması gereken bu süreç, geleneksel bir kalıplama işlemiyle çukur izlerine neden olabilecek kalın geometriyi paketleyebilme yeteneğidir.

(2) İç gerilimi ve çarpılma deformasyonunu azaltın Parçanın soğutma işlemi sırasında, gaz nozülünden malzeme akışının sonuna kadar basınç kaybı olmadan sürekli bir gaz kanalı oluşturulur ve hava basıncı her yerde tutarlıdır, böylece artık gerilimi azaltır ve parçanın çarpılma deformasyonunu önler.

(3) Parçanın mukavemetinin artırılması Parça üzerindeki içi boş takviye ve tırnakların tasarımı, mukavemet-ağırlık oranını benzer katı parçalardan yaklaşık 5 daha yüksek hale getirir ve parçanın atalet momenti önemli ölçüde artar, böylece parçanın mukavemeti artar.

(4) Tasarımın esnekliğini artırmak için gaz destekli enjeksiyon, düz olmayan duvar kalınlığına sahip ürünler oluşturmak için kullanılabilir, böylece parçaların montajını kolaylaştırmak için orijinalin tek bir kalıplama elde etmek için ayrı kalıplama ürünlerinin birkaç parçasına bölünmesi gerekir.

Örneğin, yabancı bir şirket başlangıçta GAI M teknolojisi ve tek bir kalıplama elde etmek için plastik alaşımlı malzemelerin kullanımı yoluyla ana gövde, karmaşık araba kapı panellerinin şekli olarak düzinelerce metal parça üretti.

Düşük maliyetli

(1) Save raw materials by gas-assisted injection molding in the thicker parts of the product to form a cavity, which can reduce the weight of the finished product by up to 10% to 50%

(2) Reduce equipment costs gas-assisted injection requires less injection pressure and clamping force than ordinary injection molding (25% to 50% savings) while saving energy by up to 30%.

(3) Çekirdek malzemenin daha kalın kısımlarının çıkarılması nedeniyle nispeten daha kısa kalıplama döngüsü süresi, soğutma süresini 50%'ye kadar azaltır.

Bu avantajlara dayanarak, gaz destekli enjeksiyon, masa tablaları, kapılar, tahtalar vb. gibi büyük düz ürünlerin; ev aletleri muhafazaları, TV muhafazaları, ofis makineleri muhafazaları vb. gibi büyük dolapların; tabanlar, otomotiv gösterge panelleri, tamponlar, otomotiv far kapakları ve diğer otomotiv iç ve dış parçaları gibi yapısal bileşenlerin kalıplanması için uygundur.

Gaz destekli enjeksiyon kalıplama için malzeme seçimi

In theory, all thermoplastics that can be used in conventional injection molding methods are suitable for gas-assisted injection molding, including some filled resins and reinforced plastics.

Termoplastik poliüretan gibi çok iyi akışkanlığa sahip ve doldurulması zor olan bazı plastiklerin kalıplanması zor olabilir; yüksek viskoziteli reçineler yüksek gaz basıncı gerektirir ve teknik olarak zordur ve cam elyaf takviye malzemeleri ekipman için aşındırıcı olabilir.

Gaz destekli kalıplama işleminde, parçaların kalıplama duvar kalınlığı ve yüzey kusurları büyük ölçüde hammaddelerin performansı tarafından belirlendiğinden, işlem parametrelerini değiştirmenin bunlar üzerinde büyük bir etkisi yoktur, bu nedenle kalıplama hammaddelerinin seçimi son derece önemlidir.

Gaz Destekli Kalıplamada Kullanılan Malzemeler Yapısal köpükte olduğu gibi, gaz destekli bir uygulamada - Polikarbonat - Polifenilen Oksit - PPO (Noryl) - Polibütilen tereftalat - PBT (Valox) - Akrilonitril Bütadien Stiren - ABS dahil olmak üzere hemen hemen her termoplastik malzeme kullanılabilir.

PA (polyamide) and PBT (polybutylene terephthalate) have unique crystalline stability and are particularly suitable for gas-assisted injection molding;

PA6, PA66 ve PP de genellikle gaz destekli kalıplama için kullanılır; bazı kısmen kristal reçineler için, hava kanalına yakın kalıplamanın iç tarafında nispeten yavaş soğutma hızı nedeniyle belirgin bir amorf sınır tabakası yoktur, ancak dış taraf, ürünün kalitesini etkileyen kalıp duvarının hızlı soğuması nedeniyle amorf bir sınır tabakası üretecektir.

Cam elyaf takviyeli plastikler için, kalıp duvarında hafif bir moleküler yönelim üretilecek ve maksimum kalıplama yüksek mukavemetli parçalar, malzeme akış yönü boyunca kalıp duvarının altında belirli bir mesafede (ürünün dış yüzeyinden yaklaşık 1 mm) yüksek elastik modüle sahip reçinelerden seçilebilir ve uygun reçine malzemeleri, parçaların gereksinimlerine ve gerçek üretim sürecindeki özel kalıplama koşullarına göre seçilmelidir.

Gaz destekli enjeksiyon kalıplı parçalarda gaz kanalı tasarımı

Gaz kanalı tasarımı, gaz destekli kalıplama teknolojisinde sadece ürünün sertliğini değil aynı zamanda işleme davranışını da etkileyen en kritik tasarım faktörlerinden biridir. Gazın akış durumunu önceden tanımladığından, ilk enjeksiyon aşamasında eriyiğin akışını da etkiler ve daha yüksek kaliteli ürünlerin kalıplanması için makul bir gaz kanalı seçimi şarttır.

Yaygın gaz kanallarının geometrisi

For large plate parts with reinforcement, the thickness of the substrate is generally taken as 3-6 mm for gas-assisted injection molding, which can be reduced to 1.5-2.5 mm for parts with a shorter gas flow distance or smaller sizes.

Takviyenin et kalınlığı, bir çöküntü oluşturmadan bağlı olduğu parçanın et kalınlığının 100%-125%'sine ulaşabilir.

Gaz kanalının geometrisi kapıya göre simetrik veya tek yönlü olmalı, gaz kanalı sürekli olmalı ve hacim tüm parça hacminin 10%'sinden az olmalıdır.

Parçanın mukavemetinin analizi

Takviyeli geleneksel parçalar genellikle ezik, çarpık ve deforme olmuş durumdadır. Gaz destekli kullanım enjeksiyon kalıplama for reinforced parts with various cross-sectional geometries not only ensures the strength of the products but also overcomes the shortcomings of traditional injection molding.

Genellikle, aynı alt tabaka kalınlığı altında, içi boş geniş T-şekilli takviyeli parçanın mukavemeti, içi boş dar T-şekilli takviyeli parçanın mukavemetinden daha yüksektir, bu da aynı kesite sahip içi boş yarım daire takviyeli parçanın mukavemetinden daha yüksektir.

Ürünün mukavemeti, kuvvetin boyutuna ve biçimine göre büyük ölçüde değişir, takviye kullanımı ürünün sertliğini artırabilse de, yerel stres konsantrasyonu uygulanırsa, ürünün mukavemetini büyük ölçüde zayıflatacaktır.

Gaz kanalı boyutu

Gaz kanalının boyut tasarımı, akış kanalında her zaman en az direnç yönünde akan dolum gazının akış yönüyle yakından ilgilidir.

D çapında dairesel bir tüpten geçen kararlı Newton sıvısı, basınç düşüşü formülü ΔP = 32μVL/D'dir, burada μ sıvı viskozitesidir, V ortalama akış hızıdır, L sıvı bölümünün uzunluğudur, D tüpün çapıdır, çünkü gaz tam viskozitesi çok küçüktür, reçinenin 0.1%'sinden daha azdır ve uzunluk yönündeki basınç düşüşü göz ardı edilebilir ve bu nedenle sadece reçine basınç düşüşü tarafından üretilen direncin dikkate alınması gerekir.

Dairesel bir tüp basınç düşüşü formülü ve Newton akışkan formundaki psödoplastik akışkan akışı benzerdir, bu nedenle gerçek akışkan ve gaz koşullarını dikkate almadan yukarıdaki formülün kullanılması, farklı basınç düşüşü ΔP yönlerinin dökülme noktasına yakın gaza dayalı olarak karşılaştırılır (yani, L ve D'nin her bölümünün boyutunu karşılaştırın), gaz Zhu doldurma yönü ΔP gaz akışının tercih edilen yönü olan küçük yön sorununu niteliksel olarak çözebilir.

Akış kanalının boyutunun değiştirilmesi doğrudan farklı yönlerdeki basınç düşüşünün değişmesine yol açar, bu da gazın akış yönünü değiştirir ve kalıplanmış parçanın kalitesini etkiler.

Gaz Destekli Enjeksiyon Kalıp Tasarımı

Since internal gas-assist injection molding uses relatively low injection pressure and clamping force, the mold can be made of zinc-based alloy, forged aluminum, and other light alloy materials, in addition to the general mold steel.

The mold design of the gas-assisted injection molding process is similar to that of normal plastic injection molding. The defects caused by the design of the mold and part structure cannot be compensated by adjusting the parameters of the molding process, but the design of the mold and part structure should be modified in time.

design principles required in general plastic injection molding are still applicable in the gas-assisted enjeksiyon kalıplama süreci ve tasarımın farklı bölümleri için ana hususlar aşağıda belirtilmiştir:

(1) Enjeksiyon olgusundan kaçının İnce duvarlı ürünlere ve özel şekilli dirseklerin üretimine yönelik bir gaz enjeksiyonu eğilimi olmasına rağmen, geleneksel gaz enjeksiyonu hala büyük boşluk hacimli parçalar üretmek için kullanılmaktadır, kapıdan geçen malzeme akışı yüksek kesme gerilimine maruz kalmaktadır, enjeksiyon ve sürünme gibi eriyik kopma olaylarına eğilimlidir.

Tasarım, giriş kapısının boyutunu uygun şekilde artırabilir ve durumu iyileştirmek için kapıyı ince ürünlere ayarlayabilir.

(2) Alt dolgu miktarındaki gaz enjeksiyonu, gaz enjeksiyon basıncı, zaman ve diğer parametrelerin tutarlı bir şekilde kontrol edilmesi zor olduğundan boşluk tasarımı, bu nedenle gaz enjeksiyonu genellikle, özellikle ürün kalitesi gereksinimlerinin yüksek olması gerektiğinde bir kalıp boşluğu gerektirir.

Gerçek üretimde, bir kalıpta dört gözlü örnekler vardır ve çok gözlü bir tasarım kullanıldığında, dengeli dökme sistemi düzenlemesinin kullanılması gerekir.

(3) Kapı tasarımında genellikle tek bir kapı kullanılır ve bu kapının konumu, alttan enjekte edilen parçanın eriyiğinin kalıp boşluğuyla eşit şekilde doldurulmasını sağlayacak ve püskürtmeyi önleyecek şekilde ayarlanmalıdır.

Gaz iğnesi enjektör memesine ve dökme sistemine monte edilmişse, geçit boyutu gaz enjeksiyonundan önce eriyiğin burada yoğunlaşmasını önleyecek kadar büyük olmalıdır.

Gaz destekli enjeksiyonda en yaygın sorunlardan biri, gazın amaçlanan gaz kanalından parçanın mikro ince katmanına nüfuz ederek yüzeyde parmak benzeri veya yaprak benzeri gaz parmakları oluşturmasıdır, bu tür birkaç "parmak izi" bile ürün için ölümcül olabilir ve her ne pahasına olursa olsun kaçınılmalıdır.

Araştırmalar, bu tür kusurların oluşmasının ana nedeninin uygun olmayan kapı boyutu ve gaz gecikme süresi ayarlarından kaynaklandığını ve bu iki faktörün genellikle etkileşime girdiğini göstermektedir; örneğin, daha küçük bir sığ ağız ve daha kısa bir gecikme süresi kullanıldığında, bu tür olumsuz sonuçlar üretmek çok kolaydır, sadece ürün kalitesinin görünümünü etkilemekle kalmaz ve parçanın gücünü büyük ölçüde azaltır.

Genel olarak, bu olumsuz durumdan kaçınmak için gaz kanalının uzunluğunu kısaltma, giriş kapısının boyutunu artırma ve gaz basıncını makul bir şekilde kontrol etme yöntemini kullanabiliriz.

(4) Yolluk geometrisi kapıya göre simetrik veya tek yönlü olmalı ve gaz akış yönü ile erimiş reçine akış yönü aynı olmalıdır.

(5) Akış dengesini düzenlemek için taşma alanı, ideal içi boş kanalı elde etmek için kalıpta tasarlanmalıdır.

Gaz destekli enjeksiyon kalıplamanın gelişim beklentileri

Son yıllarda, gaz destek teknolojisi ev aletleri, otomobiller, gaz destekli ofis malzemeleri ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılmakta ve ürünlerin boyutsal stabilitesini iyileştirme yönünde gelişmektedir, ince duvarlı ürünlerin imalatı mükemmel yüzey özelliklerine sahip, özel şekilli boruların üretilmesi, otomotiv endüstrisinde metal parçaların değiştirilmesi vb. Gaz enjeksiyon teknolojisinin gelecekteki endüstriyel üretimde hala önemli bir rol oynayacağına inanılmaktadır.