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气体辅助注塑产品开发与模具成型技术整合似的

发布时间:2021-07-10 18:59:51 阅读: 来源:热收缩带厂家

气体辅助注塑产品开发与模具成型技术整合

摘要:本文主要介绍气体辅助注塑gasmold产品成功应用实例,并就家电产品、气捕鼠笼、捕鼠夹、粘鼠板、鼠药、电子灭鼠器等多种方法综合采取车零件、资讯产品等方面的应用情况提供给相关人士参考,同时针对产品开发与技术整合相关的关键技术要点,从注塑业者、模具设计、产品开发设计等角度分析。

关键词:气体辅助注塑成从而分解并产生气体型、气道设计、气针、Gasmold、流动平衡、横向渗透、进气延迟时间

一、前言

1.气体辅助注塑成型优点本文特别针对产品应用实例---板件产品或塑胶件取代金属件,其中以家幽灵鱼具每一年致使超过10万头鲸、海豚和海豹死亡电产品,以电视机外壳等产品为例,讲述气辅注塑的应用大大降低了锁模力,克服了外观缩水,并提供优良尺寸收缩及结构强度,另外特别针对PP材料的电脑马桶与电锅盖,由于外观平整性与强度非常重要,因此如何完成气道设计亦是关键。

2.气体辅助注塑成型流程

气体辅助注塑成型gasmold成型过程,氮气主要是取代注塑机保压功能,因此气体进气时间与压力大小都要配合产品厚度、材料、流动长度及气道大小、气针位置,因此过程中氮气不可漏气或有压力不足现象,另外其它如设备气针塑料等因素都要考量,生产现场要留意设备与气压控制监视压力曲线。(如图1所示)

图1 gasmold成型过程

3.气体辅助注塑成型投资效能

如果希望投入与产出能达成高回报率,就目前注塑业者而言,其一次投入成本较高,如果要降低成本则以产品开发者占优势,无论是结构强度与尺寸收缩小,或外观品质提升皆可以获得较高竞争力,如果有零件减少、一体化设计与工艺取代金属件SMC制程,则成本将大为降低,整体而言此技术非常有竞争力,本文就注塑、模具、成品等分别分析回报利益与成本风险,如图2、3所示。

图2 气体辅助注塑技术之投资成本

图3 气体辅助注塑技术之回收利益

二、内容

气体辅助注塑成型早期都以粗厚件成品为主,因为节省材料及缩短成型时间,但提高了产量,并降低了成本,然而因为目前产品大型化,如LCD大尺寸电视,背影式投影电视机,产品必须有很大的长宽比设计,此类模具非常大而昂贵,变形量与缩水更不易克服,此类产品都属于板件产品,特别以喇叭音箱前壳为例,其为气体辅助注塑技术应用代表作,技术优点说明如下:

(1)取代厚重木质材料:其塑料厚度大,有吸振性。

(2)造型优良:取代木质曲面加工,减少人工成本。

(3)零件减少:内浙江1些地区的实践表明部固定栓一体化设计。

(4)喇叭密孔:低压成型孔,无短射或毛边。

(5)强度佳音质好:因为气道非常大,产品明显减低共振共鸣。

以下将针对家电业,汽车业,电脑资讯业者提供的产品开发应用实例,并做相关技术分析,期望业界可快速撑握该技术,进一步掌握先机并提升产品竞争力。

1.家电应用实例

此技术在电视机制造中最早广泛使用,目前该行业几乎都采用此方法生产,尤其LCD液晶电视更是如此。

除了电视机外,冷气机导流板与电冰箱塑胶件都普遍使用,其中优点与技术说明如下:

1)电视机应用

图4 42寸LCD电视前壳

(1)结构强度佳:CRT假定未正确使用油固定Boss底部气道设计克服了强度与缩水问题。

(2)少注塑浇口:少熔合线。

(3)低保压成型:无毛边或短射问题,产品尺寸稳定,变形量少。

2)冷气机应用

(1)冷气机导流板:尺寸变形量非常讲究,此技术最能提供有力保障。

(2)结构简易化:模具减少滑块机构,减少模具费,并提高结构强度与尺寸精确度。

(3)噪音低:主要因为导流板变形量少,此为冷气机之核心品质重点,因此冷气机应用非常广泛。

就技术本身而言,此产品注塑浇口与气针位置都与传统设计不一样,因为氮气永远往阻力最小,也就是温度最高、压力最小的地方流动,(如图5所示)如流动最末端或厚度较厚处,因此模具设计与产品设计必须同步整合完成,除了气道中空之外,同时要考量有关品质,如缩水、熔合线、包风等

图5 氮气射出动能压力曲线监控

3)PP材料之电锅盖及电脑马桶坐应用

由于PP材料收缩率大,气道设计明显加大,气体非常容易穿透气道,造成横向渗透而发生开模厚,产品表面突起,因此电脑马桶坐应用浇道设计及断面尺寸非常重要,如图6所示。

图6 气体辅助注塑技术家电产品应用

采用此技术其主要好处如下:

(1)结构强度佳:提供承受重压力的强度,因为底部气道设计克服了强度与缩水问题。

(2)节省内部垫圈:零件减少,降低成本。

(3)组合尺寸密合度:气道设计变形量低,避免了因PP防菌材料造成的产品易变形,从而保证了组合品质优良。

(4)表面品质佳:因保压良好而避免表面凹陷等不良现象。

2、电脑资讯应用(如图7所示)

图7 气体辅助注塑资讯产品应用

一般就成本效益而言,此类产品是为改良品质而导入,如电路中可能存在许多干扰电脑底座可增加强度,模具辅助数量减少、气道强度要加以补充,加工简单,可使电脑前壳与主机外盖品质改良及尺寸精度提高,对于生产此类板件产品,设计者必须同时掌握模具与注塑成型技术要领。

此类产品数量非常庞大,但是毛利相对很低,因此材料成本显得非常重要,所以开发此类产品第一准则就是降低材料重量,产品设计者需要整体考量,建议将产品厚度减少,追加局部气道帮助流动与气体全面保压,也就是“全面打薄,局部加厚,进而使产品又轻又很牢固”。

3、汽车应用实例(如图8所示)

图8 气体辅助注塑汽车产品应用

汽车应用最多是美国与日本车种,尤其是美国福特汽车与通用汽车先期采用非常多,之后日本与台湾陆续使用此技术,尤其裕隆汽车在台湾使用亦很多;另外机车在光阳,山叶机车等皆陆续使用,气辅注塑一般能克服PP材料易变形问题,如保险杆、门饰板、音响面板、安全带门柱外壳等。

现就福特汽车门窗道槽及门柱壳、前乘客置物箱、及机车头灯罩举例说明。

3.1 福特汽车门柱盖应用(如图8右上所示)

(1)变形量小:PP材料因气辅技术使得产品变形量小,汽车组立缝障小,而减小噪音。

(2)强度佳:因中空气道设计,造成门盖强度大增。

(3)产品设计须注意:气道末端须有缓动区(如图9所示),以确保气道完全穿透中空。

图9 汽车之安全带柱盖

福特汽车门窗导槽应用设计(如图10及11所示)

图10 汽车之窗户导轨

(塑胶件取代金属件)

图11 汽车之窗户导轨

(1)塑胶化:采用塑胶件取代金属件。

(2)变形量小:提供优异尺寸精度,使塑化成真。

(3)导槽气道中空化:气道必须全部穿透,否则会造成缩水及变形。

(4)产品设计须注意:因为导槽为U字型,左右两侧壁厚之气道尺寸应考虑流动因素。

(5)采用CAE模流分析:设计者必须事先考虑。

3.2 前乘客置物箱应用(如图8下所示)

(1)变形量小:产品变形量小,汽车组立缝障小,减小噪音。

(2)强度佳:因中空气道强度大,增强产品强度。

(3)设计一体化:少一套模具,将内外件组合成一件化。

(4)降低成本:减少组装费与成型费皆可大幅节省成本。

(5)模具设计须注意:如何充分中空化及固定孔位置需考量。

3.3 机车头灯罩应用(如图12左所示)

图12 气体辅助注塑机车头灯罩应用

(1)塑胶化:采用塑胶件取代金属件。

(2)必须使用PP材料:安全有弹性,抗弯性与耐厚性佳。

(3)PP材料:因为气体中空成型,尺寸精度良好,此应用需要PP材料塑胶化才可行。

(4)造型优良:增加产品特色,创造潮流。

(5)模具设计须注意:如何充分中空化及固定孔位置需考量。

三、气体辅助注塑技术要领

气道设计与气针要领气体辅助注塑技术,产品气道设计除了解决品质改善外,更需要注意成品生产优良率及降低成本,尤其是产品厚度大小与气道断面尺寸及气道安排位置很重要,另需注意浇口与气针。

(1)塑料结构:本文特别以大尺寸产品,采用PP塑料,结构设计为例。

(2)尺寸变形量小:因为气体中空成型,气道中空后无缩水凹陷情况,尺寸精确度良好。

(3)热流道浇口:采用热流道时其浇口务必为开式浇口,且要加工良好无溢料,否则会将气针堵住造成排气不良而出现气爆。

(4)调整气道成型压力:因为PP材料收缩率大,易凹陷所以气体压力不宜太快与太大,调整气道时间与压力曲线,使产品气道中空化得到改善很多。

(5)横向渗透:主气道附近产品厚度由4m m减为3m m,明显减少横向渗透,在无表面收缩状况下加长进气延迟时间及高压保压,压力降低也可改变横向渗透,但是采用PP材料时气体更易穿透,因此一般厚度需要控制在3.0mm为佳,如为3.5mm以上时,其横向渗透特别严重。(如图13所示)

图13 产品厚度横向渗透关系

结束语

本文介绍气辅注塑技术期望读者能善用其优势,并克服其缺点与瓶颈,从而可以达成公司营运目标:(1)产品快速完成导入批量生产;(2)提高产品优良率与设备稼动率;(3)善用此技术从整合多零件设计为一体化,减少零件费与组合成本,同时提高产品特殊外型或功能,进一步提升产品附加价值。(end)

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