图1 注塑原理
气辅注塑工艺利用了气体具有的高效压力传递性原理，使流程长的部位迅速充满而不至于产生缩痕，达到消除变形、降低注塑压力、减轻产品重量、提高设计自由度、节省塑料以及降低成本等目的。
气辅注塑工艺在实践中通常与注射量、注射速度及保压、气体压力及注气速度以及延迟时间等因素有关。
1．注射量
气辅注塑工艺是采用所谓的“短射”方法，即先在模腔内注入一定量的料（通常为70%～99%），然后再注入气体，实现全充满过程。熔胶的注射量与模具气道大小及模腔结构有很大的关系。气道截面越大，气体越易穿透，掏空率也就越高，适宜采用较大的“短射率”。但料量过多，则易发生熔料堆积，出现缩痕；料太少，则会导致吹穿。
这种气辅工艺中，保证气道与流料方向完全一致是非常重要的，因为这样才最有利于气体的穿透，气道的掏空率也能达到最大。因此在模具设计时应尽可能实现气道与流料方向的一致性。
2．注射速度及保压
实际生产中，在保证制品表面不出现缺陷的情况下，应该尽可能使用较高的注射速度，使熔料尽快充填模腔，这样熔料的温度保持性较好，有利于气体的穿透及充模。在这一过程中，气体在推动熔料充满模腔后仍保持有一定的压力，相当于传统注塑工艺中的保压阶段，因此一般情况下气辅注塑工艺可以省却用注塑机来保压的过程。但有些制品由于结构原因仍需使用一定的注塑保压来保证产品的质量。不可使用高的保压，因为保压过高会使气针封死，腔内气体不能回收，开模时极易产生吹爆现象。此外，保压高亦会使气体穿透受阻，加大注塑保压有可能使制品出现更大缩痕。
3．气体压力及注气速度
气体压力与材料的流动性关系最大。流动性好的材料（如PP）应采用较低的注气压力（见表1）。
表1 几种常用材料注塑压力数值
气体压力大，虽易于穿透，但容易吹穿；气体压力小，又可能出现充模不足、填不满或制品表面有缩痕等情况。注气速度高，可在熔料温度较高的情况下充满模腔，而对流程长或气道小的模具，提高注气速度有利于熔胶的充模，可改善产品表面的质量。但注气速度太快则有可能出现吹穿，对气道粗大的制品则可能会产生表面流痕、气纹等缺陷。
4．延迟时间
延迟时间是从注塑机射胶开始到气辅控制单元开始注气时的时间段，可以理解为反映射胶和注气“同步性”的参数。延迟时间短，即在熔胶还处于较高温度的情况下开始注气，显然有利于气体穿透及充模，但延迟时间太短，则气体容易发散，掏空形状不佳，掏空率亦不够。
案例解析
我公司生产的汽车右前门护板下部护板制造中采用了气辅注塑工艺。该部件材料为PP塑料，外形尺寸为795mm×306mm×75mm（长×宽×高），重量为420g，模具气道尺寸长740mm、截面积9 855mm2，溢料重73g（见图1）。
图2 修正气道形状
1．注射量
在生产中为了保证能够有效控制产品表面除气道外的其他部位的缩影和整体装配尺寸，我们采用了满注射的方法。生产初期我们发现气嘴附近窜气比较严重，非气道部位形成空层影响了产品的强度和外部质量。经过分析，我们将气道的形状进行了修改（见图2），从而解决了窜气现象，使气流按设计的气道流动，提高了产品质量的稳定性。
2．注射速度及保压
该产品的结构特点要求不允许出现熔接痕，所以我们设计了中间一点潜伏式矩形浇口，尺寸为1.5mm×4mm，只要采用较高的注射压力，就可以让塑料充满整个模腔。
注射速度较高时，料温较高，利于气体在气道内流动，气体在推动熔料充满模腔后保持一定的压力。
3．气体压力及注气速度
表2所示为气辅设备选用合适的压力在单位时间内通入气体的体积。
表2 气辅设备工作参数
4．延迟时间
本产品中的溢料槽设在进胶点的对面最后成形的壁厚的位置，溢料槽与产品的连接部位要尽量短一点，溢料槽设计成可调节大小的，根据产品中空的程度来决定。因此，通过调节溢料槽的大小与延迟时间的长短，可以实现较好的掏空率。
（1）操作顺序
第一阶段：溢料槽开关关闭，注塑机注塑99%的料。这个阶段塑料注射，熔体进入型腔，遇到温度较低的模壁，形成一个较薄的凝固层。第二阶段：溢料槽开关打开，氮气吹入，气道内多余的料通过引流槽，进入溢料槽。这个阶段气体推动中心未凝固的塑料进入尚未充满的型腔。第三阶段：排气开关打开，插入溢料包里，气体排出。这个阶段气体入射结束，气体继续推动塑料熔体流动直到熔体充满整个型腔。第四阶段：开模产品顶出，拿出产品和溢料包。这个阶段气体保压，在保压状态下，气道中的气体压缩熔体，进行补料确保制件的外观。第五阶段：关闭溢料槽开关，进行下一次动作。
（2）注意事项
溢料槽开关可采用气动也可采用液压缸保证能产生足够的力；N2吹入，通过调试选择适当的压力与注气速度；排气开关插入溢料槽，也可采用通气管把排出的气体进行回收利用，可节约N2成本。
结语
气辅注塑工艺在国外已得到广泛应用，在国内处于初级阶段。相信随着各厂商对气辅工艺认识的加深，这项新工艺会应用得越来越普遍。
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