南昌大學(xué)柳和生教授承擔(dān)的第二批江西省主要學(xué)科跨世紀(jì)學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目———氣體輔助注塑成型技術(shù)研究及氣輔注塑成型機(jī)研制項(xiàng)目，日前在南昌通過江西省科技廳主持的驗(yàn)收。該項(xiàng)目的研制成功，為推動我國注塑成型技術(shù)進(jìn)步，為塑料制品企業(yè)改進(jìn)氣輔注塑工藝，奠定了扎實(shí)的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

    專家認(rèn)為，該項(xiàng)目在國內(nèi)外率先對氣輔注塑成型進(jìn)行了較為成熟的理論和實(shí)驗(yàn)研究，建立了三維薄壁制件的氣輔注塑成型充填過程數(shù)學(xué)模型，自主開發(fā)的一套基于Windows平臺的氣輔注塑成型注氣控制系統(tǒng)軟件，實(shí)用性較強(qiáng)，可以通過模擬注塑過程，提前發(fā)現(xiàn)成型工藝缺陷。據(jù)此建立的氣輔注塑成型實(shí)驗(yàn)裝置，成功地實(shí)現(xiàn)了氣輔擠出，氣輔壓力控制范圍大，相對誤差小。

    該項(xiàng)目通過對氣體輔助注塑成型過程中充模流動過程CAE分析以及成型工藝和制品形成缺陷進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究，得出了氣體輔助注塑制品的表觀及內(nèi)在質(zhì)量與氣體輔助注塑模具結(jié)構(gòu)、操作工藝參數(shù)和原料物性參數(shù)之間的規(guī)律性關(guān)系，進(jìn)而提出了可用于指導(dǎo)模具設(shè)計(jì)、工藝路線制定和操作的準(zhǔn)則，并對氣體注塑裝置及相應(yīng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了研制，提出了變積分—不完全微分—帶死區(qū)的多模態(tài)智能PID跟蹤控制算法。同時(shí)，在自主開發(fā)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備上，對氣輔成型的關(guān)鍵因素———氣墊膜層的形成和影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，對不同截面口模在不同工藝參數(shù)、不同物性參數(shù)條件下的氣輔擠出進(jìn)行了三維、非等溫粘彈數(shù)值模擬，得到了各種場量分布。研究表明，和傳統(tǒng)工藝相比，應(yīng)用該氣輔技術(shù)，生產(chǎn)中口模壓降降低20％～30％，擠出脹大率由10％～28％降到1％以下。

    目前，該氣輔注塑裝置及技術(shù)已在江西省多家塑料制品企業(yè)投入運(yùn)行，使用效果明顯，能用傳統(tǒng)注塑機(jī)生產(chǎn)出工藝復(fù)雜的薄壁制品，成為傳統(tǒng)注塑成型機(jī)械技術(shù)改造的更新?lián)Q代產(chǎn)品。專家指出，該項(xiàng)目研究成果達(dá)國際先進(jìn)水平，應(yīng)進(jìn)一步完善氣輔注塑機(jī)，使其盡早實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

資料

    氣體輔助注塑成型是通過把高壓氣體引入制件的厚壁部位，在注塑件內(nèi)部產(chǎn)生中空截面，實(shí)現(xiàn)氣體保壓、消除制品縮痕的一項(xiàng)新穎塑料成型技術(shù)。傳統(tǒng)注塑工藝不能將厚壁和薄壁結(jié)合在一起成型，而且制件殘余應(yīng)力大，易翹曲變形，表面時(shí)有縮痕。新發(fā)展的氣輔技術(shù)通過把厚壁的內(nèi)部掏空，成功地生產(chǎn)出中空厚壁、偏壁制品，而且制品外觀表面性能優(yōu)異，內(nèi)應(yīng)力低，輕質(zhì)高強(qiáng)，并可降低原料成本。

    氣輔技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前國內(nèi)外日漸盛行的新型塑料制品加工技術(shù)。運(yùn)用該技術(shù)，可生產(chǎn)設(shè)計(jì)更加復(fù)雜的制件，并能夠簡化模具結(jié)構(gòu)，縮短生產(chǎn)周期。但該技術(shù)和設(shè)備長期為國外企業(yè)壟斷。迅速開發(fā)適合我國塑料加工企業(yè)應(yīng)用的氣輔裝置，以便滿足國內(nèi)注塑件成型加工的急需，擺脫國外公司對國內(nèi)市場與技術(shù)的壟斷，對提高我國塑料制品質(zhì)量、降低成本有著重要意義。