3DShapes公司主席兼設(shè)計顧問MarkHowards認為，氣體輔助系統(tǒng)可以解決壓力的問題。事實上，氣體輔助系統(tǒng)可以自動糾正很多由于模腔內(nèi)部壓力引起的問題。借助于對目標的有限元分析技術(shù)，氣體輔助系統(tǒng)可以被設(shè)計成一個非常精確的氣體輔助系統(tǒng)組件。Howards采用Moldflow軟件完成了對上述組件的分析，分析結(jié)果表明，這些組件可以有效克服由于模腔內(nèi)壓力的存在而產(chǎn)生的一系列問題。
原理
事實上，在模制品的生產(chǎn)中一定會產(chǎn)生壓力。一般說來，模腔內(nèi)的壓力產(chǎn)生于微小的收縮，并且它的影響是累加的，這種累加效應(yīng)最終將會導(dǎo)致次品的產(chǎn)生。Howards解釋說，通常當(dāng)部件第一次從模具中被取出時，能夠抵制模內(nèi)壓力對制品結(jié)構(gòu)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(chǎn)生裂紋。在實際應(yīng)用中，所有的模參數(shù)都會引起微小的形變，從而產(chǎn)生模內(nèi)壓力。當(dāng)這些力一起作用于同一部件時，就會產(chǎn)生很大的額外應(yīng)力。作用于部件上的力導(dǎo)致了壓力的產(chǎn)生。當(dāng)壓力很小時，不會產(chǎn)生明顯的影響。但是如果壓力足夠大，模內(nèi)壓力就變成了一個必須要考慮的因素，因為它和外力的聯(lián)合作用將超過制品所能承受的最大值，最嚴重的后果是導(dǎo)致產(chǎn)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(tǒng)采用了改善流動性的方法。如果能夠應(yīng)用大型導(dǎo)流桿設(shè)計，那么這種成型過程就會更加理想化，因為這些導(dǎo)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(tǒng)的導(dǎo)流桿由于不夠大，無法提供足夠的流動性。因此，新的設(shè)計是在一個交匯點設(shè)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(tǒng)也可能改變澆注口的數(shù)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(tǒng)有助于降低制品成型所必須的壓力。首先，導(dǎo)流桿提供了一個無阻力的通道。在測試中，采用傳統(tǒng)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(tǒng)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(chǎn)生的收縮。如果提供了低阻力的氣體通道，則氣體輔助系統(tǒng)可以有效地降低剪切力。
4、填充壓力
一個傳統(tǒng)的模塑制品往往還會受到相當(dāng)大的填充壓力。在傳統(tǒng)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(tǒng)中，它只占最大注射壓力的25%。氣體注射可以在注塑的結(jié)束階段或者快速注塑的開始階段進行。當(dāng)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(chǎn)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(tǒng)時，當(dāng)零件的氣體進口和被填充的部分之間已經(jīng)冷卻凝結(jié)時，填充還可以繼續(xù)進行，因為氣體提供了原料的通路。
因此，應(yīng)用氣體輔助系統(tǒng)，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(tǒng)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(tǒng)生產(chǎn)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(yōu)勢會對制品不同部分之間的溫度差產(chǎn)生很大的影響。在傳統(tǒng)的模制品中，溫度高的部分會產(chǎn)生較大的收縮，從而擠壓已經(jīng)冷卻的部分。氣體輔助可以在制品內(nèi)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(chǎn)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(jié)束后，制品整體的溫度將比較均衡，從而改善了產(chǎn)品的質(zhì)量。
