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氣輔注塑與水輔注塑知多少

瀏覽次數(shù)：2601 發(fā)布時間：2016年07月21日 10:30:11

[導讀] 氣輔注塑與水輔注塑基于相似的工藝技術，因此，其適用范圍也類似。那么，這兩種技術之間的差別在哪里？這兩種技術各自的適用范圍都在哪里？

氣輔注塑與水輔注塑基于相似的工藝技術，因此，其適用范圍也類似。那么，這兩種技術之間的差別在哪里？這兩種技術各自的適用范圍都在哪里？

氣輔注塑成型作為一項非常成熟的技術已經(jīng)在塑料加工業(yè)有了多年的應用歷史，其中該技術一個最重要的應用領域就是厚壁塑件的生產(chǎn)，例如生產(chǎn)手柄及其類似產(chǎn)品等。板型件或其他具有局部加厚區(qū)的塑件也是氣輔注塑重要的應用領域。

與之相對應的水輔注塑成型技術卻是一項新技術，從德國塑料加工研究所（IKV）公布水輔注塑技術的初步成果到現(xiàn)在還只有六個年頭，然而，這種技術一直快速發(fā)展著。水輔注塑技術發(fā)明不久，人們便利用該技術加工出一種超市手推車配件。之后，人們利用水輔注塑成型批量生產(chǎn)的手柄與截面積大的桿形塑件。從實際生產(chǎn)來看，具有功能空間或流道的塑件開始越來越多地應用水輔注塑成型技術。

巴頓菲爾以IKV完成的基礎研究和其在氣輔注塑技術領域的經(jīng)驗為基礎，開發(fā)出了組合式水輔注塑成型生產(chǎn)系統(tǒng)。該生產(chǎn)系統(tǒng)由壓力產(chǎn)生器、壓力控制模塊和控制裝置組成。同時，適應特殊要求的專用注射器組件也被開發(fā)出來。巴頓菲爾擁有經(jīng)銷商標名為“Airmold”（氣輔注塑）和“Aquamold”(水輔注塑)的兩種產(chǎn)品。

水與氮氣的比較優(yōu)勢
氣輔注塑技術被用于生產(chǎn)桿型部件時能夠減輕部件重量與周期時間。氣輔注塑也有助于大幅降低或者完全消除平面塑件的壁厚區(qū)域、變形和皺縮痕跡，從而提高塑件質(zhì)量。

水的導熱率約為氮氣的40倍，熱容量是氮氣的4倍。除了普通模具冷卻以外，注水會引起塑件的“內(nèi)部冷卻”，與氣體相比，冷卻時間縮短達70%，塑件達到所需脫模溫度要快很多。同時，水也是一種不可壓縮和價廉的介質(zhì)。
用水來代替氮氣將使模腔內(nèi)表面質(zhì)量更好。除了可以加工更大的部件以外，水輔注塑形成更均勻的壁厚，降低了殘余壁厚。

水輔注塑與氣輔注塑可以被用于不同的工藝方法中。他們在機器的使用方面并無不同，但在模具設計與工藝控制上有所區(qū)別。水輔注塑是類似氣輔注塑的兩步過程：首先模腔部分完全地被熔體填充；在第二步中，注射水形成空腔。

水輔注塑設備的特點
水輔注塑設備的設計必須滿足與氣輔注塑相近的條件。這是因為多數(shù)工藝技術是以氣輔注塑為基礎。但是，水輔注塑也有其自身的特點。從塑件上看，除排水與排除氮氣相比更為復雜，需要通過重力以及通入壓縮氣體完成塑件的“排水”。為了防止腐蝕，水一定不能與模具表面接觸。

水輔注塑需要極高的注水能力確保壁厚分布均勻以及高的表面質(zhì)量。為此，巴頓菲爾開發(fā)出了合適的壓力控制模式。供水裝置在極高的流速下運轉，可以達到350bar的壓力。為了把水注入到熔體中，必須利用截面積比氣輔注塑大的注射組件，這對于水以足夠速度滲透到熔體中是必不可少的。

巴頓菲爾的水輔注塑壓力生成裝置被設計成獨立式裝置，能同時向多臺注塑機提供壓力。通過Unilog B4移動控制裝置對水壓調(diào)控組件進行控制，一般來說，它們也可以被用在其他制造商出品的機器上。

氣輔與水輔的經(jīng)濟性對比
為了對塑件的經(jīng)濟生產(chǎn)做出正確決策，巴頓菲爾與科隆理工大學合作，利用實驗性模具比較了以下5種工藝：
傳統(tǒng)注塑

為了獲得有意義的結果，有必要利用在所有工藝中都采易于處理的材料。然而，原材料制造商剛剛開始優(yōu)化水輔注塑用材料。當由水輔注塑進行塑料加工時，一些材料易于形成泡沫、縮孔或側槽。另外，還有一些材料會因為水的原因引起開裂、起泡與不可復制的性能。在一些玻纖填充材料中，玻纖可能會被洗掉，導致粗糙的內(nèi)表面。因此，本實驗選擇了以下三種材料：
拜耳的PA66 Durethan BKV 30GH
杜邦的PBT Crastin T803
帝斯曼的PP。

塑件是在巴頓菲爾TM 4500/2800 Unilog B4注塑機上進行加工的。該塑機鎖模力為4500kN，裝備有用于氣輔與水輔注塑模式的界面。水輔注塑模具一般比氣輔模具要貴，其原因是制造模具所用的鋼材不同。水輔注塑模具所用的鋼材質(zhì)量更高（堅固的鍍鎳層或氮化鈦涂層對于保護水輔注塑模具不受腐蝕是必不可少的）。

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