注射成型有A级表面光洁度和加强筋或凸台的制品一直被认为是注射成型加工厂商的一个类似幻想式的目标，尽管他们为此在通常的注射成型和内部气体辅助注射成型技术方面做出了最大的努力。而对于广泛多样的工业制品，却还在不断提高对于有加强筋或凸台的制品表面进行毫无缩痕凹陷成型的要求。在薄壁应用方面，如手机、汽车车体侧边成型件、轿车内装饰板和计算机监视器等制品，对这一要求是特别关键性的。除薄壁制品外，供应商说，外部气体注射成型(EGM)在大型、平板状制品，如盖板、机壳、仪表板和格栅等零部件成型方面有巨大的潜力。
从1990年代早期开始就有两种可以选择的加工技术专门用于补救注射成型表面缺料的缺陷。一种办法是在 模具被充模到大约98%-99%后，通入气体到制品的一个外表面。此气体从型芯一侧进入 模具，并向相对一侧的 模具表面推压，使关键的要求外观的表面紧贴 模具壁。另一种办法是气体反压法。在反压法中，一种气体，通常是空气，在熔体注射前预先对 模具增压，以确保在型腔充模前持续加压，使熔体压向 模具表面。两种办法的作用都是在熔体冷却时保证材料贴合到 模具表面。“它们影响材料的方式类似于压缩成型，”巴顿菲尔(Battenfeld)公司加工工程和开发经理Juergen Ehritt说。
三种外部气体注射成型技术正被五家美国公司应用推广，它们是美国巴顿菲尔公司的Airmold Contour工艺；由日本Asahi Kasei公司开发，Incoe公司和CGI气辅注塑公司获得许可证的外部气体成型技术；以及由Textron汽车公司通过它的IntelliMold系统部门提供的气体反压工艺，也即IntelliMold工艺。
虽然外部气体注射成型技术的采用一直很缓慢，但供应商宣称说∶成型厂商的兴趣正在增长 — 因为客户保密的原因，这种增长不可能加以证实。“我们当前具有数以十计的有效利用的例子和商业性应用，但是全部都是专利所有的，”Incoe公司业务开发副总裁John Blundy说。
图2 在Incoe公司的EGM加工方法中,气
体通过一块多孔金属嵌件进入型腔
Textron 汽车公司称，它在自己的密歇根州Troy的 Trim部门有三个商业应用采用气体反压技术。现在为IntelliMold工艺的运转配备了24台成型机，它们中的大多数超过1000t，并计划在今年年底最少有100个系统安装到公司的机器设备上，制造部门执行副总裁Jerry Mosingo说。在Textron汽车公司去年买来该项技术前，此加工工艺的十几个许可已经被授予其他公司，也还有它的原始开发商，密歇根州Ann Arbor的M & C 先进加工工艺公司。
CGI公司的主席及董事Terry Pearson说，外部气体辅助工艺在欧洲和亚洲有许多商业应用，并且至少有一家北美的成型加工厂商正在为一项汽车应用而关注它。CGI公司是在八月间由两家英国公司 — Cinpres，一家内部气体辅助技术供应商和Gas Injection公司，Asahi公司的外部气体工艺较早期的推动者 — 合并建立的。Pearson说，Asahi Kasei公司从1990年代中期开始发出了30个许可证。“几种应用正在用于汽车零部件开发，那里用任何其他方法不可能消除缩痕凹陷，”Pearson 说。 巴顿菲尔公司的Ehritt说，它的外部气体加工工艺被商业应用于北美，但是详细的细节是专属于客户的。
突破
零部件典型的内部支撑结构厚于外部的零件壁厚时，支撑结构部分冷却得较慢。在冷却上的这一差异在制品内造成了内应力，可能在制品表面表现为缩痕、斑点、压陷、光斑和翘曲。“当结构部分(加强筋或者凸台)冷却时，由于正常的体积收缩，它拉动周围的材料，吸引制品表面的材料，”Incoe公司的Blundy解释说。
内部气体辅助注射成型一直用于解决凹陷的问题，办法是制成较厚的加强筋，然后用气体部分地充入以挤空加强筋。这一方法的缺点包括可能的较高的材料用量、较高的充模压力和较长的冷却时间，而这一切还不能保证不出现凹陷。
这些考虑打开了外部气体注射成型之门。除了解决表面质量问题，从而可以免除后阶段的涂饰工作以外，外部气体注射成型技术还能产生多种加工好处。其一是缩短或者无需周期中的保压或者锁模阶段。“保压阶段至少需要50%的合模力吨数，”巴顿菲尔公司的Ehritt说。保压由气体压力实现了，所以对合模力吨数的要求可以降低30%以上。较低的合模力可能意味着延长 模具寿命，Pearson补充说。
外部气体注射成型是一种低压成型方法，甚至在薄壁成型时最高也只要求13.79 Mpa(2000 lbf/in2)的压力来消除凹陷。一种内部气体注射成型技术可能需要两到三倍的气体压力，大约为6.89 到25.51 Mpa(1000到3700 lbf/in2)，而通常的注射成型甚至需要更高的压力，大约为30.34到68.95 Mpa(4400到10000 lbf/in2)，而且还未必一定能解决问题，Pearson说。
外部气体也能帮助将制品从型芯上推出，以减少或者消除顶杆痕迹。它能允许成型的制品壁较薄，从而降低材料用量。较低的合模压力以及消除过度充模现象，有利于生产无内应力制品。较薄的壁厚以及与 模具接触的改善也能带来较快冷却和缩短整个周期时间的好处。 |
