李帥，紀佳會，孫雪梅，孫成通，盧世偉
（臨沂大學機械與車輛工程學院，山東 臨沂 276000）
摘要：本文以某型液晶電視機底座化學發泡注塑產品為研究對象，以產品表麵質量和產品重量為優化目標，利用氣體反壓技術提高產品表麵質量，同時，通過抽真空的方式加快卸壓速率，進一步降低了產品重量。
關鍵詞：化學發泡；注塑；氣體反壓；表麵質量
與未發泡塑料相比，發泡塑料具有減重、吸能、尺寸精度高、疲勞壽命長等優點。在發泡注塑過程中，因熔體流動前沿氣泡發生破裂，形成了產品表麵螺旋紋及銀紋等缺陷，導致產品無法作為外觀件直接應用，這在一定程度上阻礙了此技術的應用範圍。為解決上述問題，人們從發泡劑含量、成形新工藝 、提高模具溫度等方麵進行了研究，並取得了一定成效。
目前，提高發泡注塑產品表麵質量最為有效的方法為氣體反壓技術。然而，此技術在提高發泡注塑產品表麵質量的同時，降低了產品的泡孔密度，這對產品減重是不利的。針對上述問題，本文提出了一種利用幹燥壓縮空氣加壓、高壓容器穩壓、真空容器卸壓的新型氣體反壓技術，選用液晶電視機底座作為研究對象，研究了氣體反壓和抽真空技術對化學發泡注塑產品表麵質量和減重的影響規律，並指導生產實際獲得了表麵質量良好、減重率較大的化學發泡注塑外觀產品。
1 試驗設計
1.1 產品三維模型
塑件的三維模型尺寸及表征測量位置 P1 ～ P6 如圖1所示。為提高氣體反壓壓力的控製精度，對試驗所用的注塑模具進行密封設計。
1.2 成型設備及材料
選用寧波海天塑機集團有限公司生產的型號為HTF470W1的注塑機作為成型設備。氣體反壓控製裝置為自主研發，實現成型過程中模具型腔氣體壓力的動態變化。
選用以沃特新材料有限公司生產的型號為7000- NR700的PP作為成型材料。選用武漢富蒂亞新型材料有限公司生產的型號為EY04的AC發泡劑作為發泡介質。
1.3 試驗方案
首先，采用單因素變化的方法，研究氣體反壓壓力對塑件表麵質量的影響規律，並獲得消除產品表麵氣痕缺陷的最小反壓壓力。其次，在最小反壓壓力基礎上，利用壓力為-0.6MPa 的抽真空卸壓技術進一步減小產品重量。成型參數設定如下：注射延時5s，注射壓力85MPa，注射時間2s，AC含量0.15wt%，熔體溫度210℃，模具溫度40℃，冷卻時間30s，反壓壓力維持時間2.5s，反壓壓力分別為0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa。
1.4 測量及表征
選用直接觀察和表麵光澤度測量兩種方式進行塑件表麵質量表征。測量位置為圖1中 P1 ~ P6，計算平均值作為塑件的表麵光澤度值。
利用電子秤測量常規塑件和化學發泡塑件重量，並計算不同反壓壓力下塑件的減重率。
2 試驗結果與討論
2.1 表麵質量
圖2給出了不同的反壓壓力下塑件表麵觀察照片的對比情況。可以看出，氣體反壓技術可以有效提高化學發泡注塑件的表麵質量。
隨著反壓壓力的增大，塑件的氣痕缺陷逐漸減少直至消失，當反壓壓力達到0.6MPa時，塑件氣痕缺陷完全消失。
2.2 表麵光澤度
反壓壓力對塑件表麵光澤度的影響規律如圖3所示。提高反壓壓力可大幅度提高塑件的表麵光澤度。當反壓壓力達到0.6MPa後，氣體反壓壓力的提高對塑件表麵光澤度的影響較小。
化學發泡注塑產品表麵的氣痕缺陷導致其表麵光澤度低。氣體反壓技術可有效抑製填充過程中熔體流動前沿泡孔的破裂行為，從而大幅度提高塑件的表麵光澤度。然而，當氣體反壓壓力達到某一臨界值時，熔體流動前沿泡孔的破裂行為被完全抑製，塑件表麵氣痕完全消失，在此基礎上，進一步提高氣體反壓壓力對塑件表麵光澤度的影響不大。
2.3 塑件減重
圖4為不同成型條件下塑件的減重情況。隨著反壓壓力的增大，產品的減重率逐漸降低。因此，在實際生產中，選擇較小的氣體反壓壓力，有利於產品的減重。
同時，考慮產品表麵質量和減重，反壓壓力選取0.6MPa最為合適。由圖4還可看出，抽真空卸壓技術可進一步提高塑件的減重率，這是因為快速卸壓可提高未冷卻熔體的二次發泡行為，增大塑件泡孔密度，降低塑件重量。
3 應用
使用0.6MPa的反壓壓力，並采用抽真空卸壓技術，進行液晶電視機底座的實際生產，獲得了可直接應用的化學發泡注塑外觀產品，如圖5所示。
4 結語
（1）提高氣體反壓壓力，可有效減少甚至消除化學發泡注塑產品表麵的氣痕缺陷，然而，會提高產品重量，降低產品的減重率。
（2）抽真空技術可提高氣體反壓化學發泡注塑過程中氣體卸壓速率，促進卸壓後熔體的二次發泡行為，進一步降低產品重量。
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