一、前言
　　1.氣體輔助注塑成型優點本文特別針對產品應用實例---板件產品或塑膠件取代金屬件，其中以家電產品，以電視機外殼等產品為例，講述氣輔注塑的應用大大降低了鎖模力，克服了外觀縮水，并提供優良尺寸收縮及結構強度，另外特別針對PP材料的電腦馬桶與電鍋蓋，由于外觀平整性與強度非常重要，因此如何完成氣道設計亦是關鍵。
　　2.氣體輔助注塑成型流程
　　氣體輔助注塑成型gasmold成型過程，氮氣主要是取代注塑機保壓功能，因此氣體進氣時間與壓力大小都要配合產品厚度、材料、流動長度及氣道大小、氣針位置，因此過程中氮氣不可漏氣或有壓力不足現象，另外其它如設備氣針塑料等因素都要考量，生產現場要留意設備與氣壓控制監視壓力曲線。(如圖1所示)

圖1 gasmold成型過程
　　3.氣體輔助注塑成型投資效能
　　如果希望投入與產出能達成高回報率，就目前注塑業者而言，其一次投入成本較高，如果要降低成本則以產品開發者占優勢，無論是結構強度與尺寸收縮小，或外觀品質提升皆可以獲得較高競爭力，如果有零件減少、一體化設計與工藝取代金屬件SMC制程，則成本將大為降低，整體而言此技術非常有競爭力，本文就注塑、模具、成品等分別分析回報利益與成本風險，如圖2、3所示。

圖2 氣體輔助注塑技術之投資成本

圖3 氣體輔助注塑技術之回收利益
二、內容
　　氣體輔助注塑成型早期都以粗厚件成品為主，因為節省材料及縮短成型時間，但提高了產量，并降低了成本，然而因為目前產品大型化，如LCD大尺寸電視，背影式投影電視機，產品必須有很大的長寬比設計，此類模具非常大而昂貴，變形量與縮水更不易克服，此類產品都屬于板件產品，特別以喇叭音箱前殼為例，其為氣體輔助注塑技術應用代表作，技術優點說明如下：
　　（1）取代厚重木質材料：其塑料厚度大，有吸振性。
　　（2）造型優良：取代木質曲面加工，減少人工成本。
　?。?）零件減少：內部固定栓一體化設計。
　　（4）喇叭密孔網：低壓成型網孔，無短射或毛邊。
　?。?）強度佳音質好：因為氣道非常大，產品明顯減低共振共鳴。
　　以下將針對家電業，汽車業，電腦資訊業者提供的產品開發應用實例，并做相關技術分析，期望業界可快速撐握該技術，進一步掌握先機并提升產品競爭力。 [-page-]
　　1.家電應用實例
　　此技術在電視機制造中早廣泛使用，目前該行業幾乎都采用此方法生產，尤其LCD液晶電視更是如此。
　　除了電視機外，冷氣機導流板與電冰箱塑膠件都普遍使用，其中優點與技術說明如下：
　　1）電視機應用

圖4 42寸LCD電視前殼
　  （1）結構強度佳：CRT固定Boss底部氣道設計克服了強度與縮水問題。
　?。?）少注塑澆口：少熔合線。
　　（3）低保壓成型：無毛邊或短射問題，產品尺寸穩定，變形量少。
　　2）冷氣機應用
　　（1）冷氣機導流板：尺寸變形量非常講究，此技術能提供有力保障。
　　（2）結構簡易化：模具減少滑塊機構，減少模具費，并提高結構強度與尺寸精確度。
　　（3）噪音低：主要因為導流板變形量少，此為冷氣機之核心品質重點，因此冷氣機應用非常廣泛。
　　就技術本身而言，此產品注塑澆口與氣針位置都與傳統設計不一樣，因為氮氣永遠往阻力小，也就是溫度高、壓力小的地方流動，(如圖5所示)如流動末端或厚度較厚處，因此模具設計與產品設計必須同步整合完成，除了氣道中空之外，同時要考量有關品質，如縮水、熔合線、包風等

圖5 氮氣射出動能壓力曲線監控
3）PP材料之電鍋蓋及電腦馬桶坐應用
　　由于PP材料收縮率大，氣道設計明顯加大，氣體非常容易穿透氣道，造成橫向滲透而發生開模厚，產品表面突起，因此電腦馬桶坐應用澆道設計及斷面尺寸非常重要，如圖6所示。
采用此技術其主要好處如下：
　?。?）結構強度佳：提供承受重壓力的強度，因為底部氣道設計克服了強度與縮水問題。
　　（2）節省內部墊圈：零件減少，降低成本。
　?。?）組合尺寸密合度：氣道設計變形量低，避免了因PP防菌材料造成的產品易變形，從而保證了組合品質優良。
　?。?）表面品質佳：因保壓良好而避免表面凹陷等不良現象。
　　2、電腦資訊應用（如圖7所示）

 
　  一般就成本效益而言，此類產品是為改良品質而導入，如電腦底座可增加強度，模具輔助數量減少、氣道強度要加以補充，加工簡單，可使電腦前殼與主機外蓋品質改良及尺寸精度提高，對于生產此類板件產品，設計者必須同時掌握模具與注塑成型技術要領。
　　此類產品數量非常龐大，但是毛利相對很低，因此材料成本顯得非常重要，所以開發此類產品準則就是降低材料重量，產品設計者需要整體考量，建議將產品厚度減少，追加局部氣道幫助流動與氣體全面保壓，也就是“全面打薄，局部加厚，進而使產品又輕又很牢固”。
　　3、汽車應用實例（如圖8所示）

圖8 氣體輔助注塑汽車產品應用
　　汽車應用多是美國與日本車種，尤其是美國福特汽車與通用汽車先期采用非常多，之后日本與臺灣陸續使用此技術，尤其裕隆汽車在臺灣使用亦很多；另外機車在光陽，山葉機車等皆陸續使用，氣輔注塑一般能克服PP材料易變形問題，如保險桿、門飾板、音響面板、安全帶門柱外殼等。 [-page-]
　　現就福特汽車門窗道槽及門柱殼、前乘客置物箱、及機車頭燈罩舉例說明。
　　3.1 福特汽車門柱蓋應用（如圖8右上所示）
　?。?）變形量?。篜P材料因氣輔技術使得產品變形量小,汽車組立縫障小，而減小噪音。
　　（2）強度佳：因中空氣道設計，造成門蓋強度大增。
　?。?）產品設計須注意：氣道末端須有緩動區（如圖9所示），以確保氣道完全穿透中空。

圖9 汽車之安全帶柱蓋
福特汽車門窗導槽應用設計（如圖10及11所示）

圖10 汽車之窗戶導軌
(塑膠件取代金屬件)

 
　  （1）塑膠化：采用塑膠件取代金屬件。
　?。?）變形量小：提供優異尺寸精度，使塑化成真。
　?。?）導槽氣道中空化：氣道必須全部穿透，否則會造成縮水及變形。
　　（4）產品設計須注意：因為導槽為U字型，左右兩側壁厚之氣道尺寸應考慮流動因素。
　　（5）采用CAE模流分析：設計者必須事先考慮。
　　3.2 前乘客置物箱應用（如圖8下所示）
　　（1）變形量?。寒a品變形量小，汽車組立縫障小，減小噪音。
　?。?）強度佳：因中空氣道強度大，增強產品強度。
　　（3）設計一體化：少一套模具，將內外件組合成一件化。
　?。?）降低成本：減少組裝費與成型費皆可大幅節省成本。
　?。?）模具設計須注意：如何充分中空化及固定孔位置需考量。
　　3.3 機車頭燈罩應用（如圖12左所示）

圖12 氣體輔助注塑機車頭燈罩應用
　?。?）塑膠化：采用塑膠件取代金屬件。
　?。?）必須使用PP材料：安全有彈性，抗彎性與耐厚性佳。
　?。?）PP材料：因為氣體中空成型，尺寸精度良好，此應用需要PP材料塑膠化才可行。
　?。?）造型優良：增加產品特色，創造潮流。
　　（5）模具設計須注意：如何充分中空化及固定孔位置需考量。
　　三、氣體輔助注塑技術要領
　　氣道設計與氣針要領氣體輔助注塑技術，產品氣道設計除了解決品質改善外，更需要注意成品生產優良率及降低成本，尤其是產品厚度大小與氣道斷面尺寸及氣道安排位置很重要，另需注意澆口與氣針。
　　(1)塑料結構：本文特別以大尺寸產品，采用PP塑料，結構設計為例。
　　(2)尺寸變形量?。阂驗闅怏w中空成型，氣道中空后無縮水凹陷情況，尺寸精確度良好。
　　(3)熱流道澆口：采用熱流道時其澆口務必為開式澆口，且要加工良好無溢料，否則會將氣針堵住造成排氣不良而出現氣爆。
　　(4)調整氣道成型壓力：因為PP材料收縮率大，易凹陷所以氣體壓力不宜太快與太大，調整氣道時間與壓力曲線，使產品氣道中空化得到改善很多。
　　(5)橫向滲透：主氣道附近產品厚度由4m m減為3m m，明顯減少橫向滲透，在無表面收縮狀況下加長進氣延遲時間及高壓保壓，壓力降低也可改變橫向滲透，但是采用PP材料時氣體更易穿透，因此一般厚度需要控制在3.0mm為佳，如為3.5mm以上時，其橫向滲透特別嚴重。（如圖13所示）

圖13 產品厚度橫向滲透關系
　  結束語
　　本文介紹氣輔注塑技術期望讀者能善用其優勢，并克服其缺點與瓶頸，從而可以達成公司營運目標：（1）產品快速完成導入批量生產；（2）提高產品優良率與設備稼動率；（3）善用此技術從整合多零件設計為一體化，減少零件費與組合成本，同時提高產品特殊外型或功能，進一步提升產品附加價值。