气辅注塑相较传统注塑工艺：成本优势全解析

一、引言及行业背景介绍

注塑工艺作为一种重要的塑料成型方法，其发展历史悠久。然而，随着注塑模具加工、塑胶模具加工、塑料制品结构的日益复杂和市场对产品品质的更高要求，传统注塑工艺逐渐暴露出原料浪费、能耗高、生产效率低等问题。在此背景下，气辅注塑技术应运而生，以其独特的优势迅速在行业内得到推广和应用。本文将深入探讨气辅注塑相交于传统注塑工艺的成本优势解析。

二、原材料成本对比

1. 传统注塑原材料消耗情况

薄壁制品：传统注塑在薄壁制品的生产过程中，由于熔体在薄壁处流动阻力大，为防飞边、确保成型完整，常需过量填充。以小型薄壁塑料盒为例，可能多填充 10% - 15% 原料；若产品有精细花纹或倒扣等复杂结构，额外增加原料量可达 5% - 10%。

厚壁制品：厚壁制品内部冷却慢，传统注塑为防凹陷缩痕，需保持高保压压力和时间。大型厚壁塑料桶原料填充量比气辅注塑多 30% - 50% ；且因无法控制内部材料分布致密度不均，还可能多消耗 15% - 25% 原料。

影响因素：产品结构设计复杂（如多腔室、多层嵌套或密集加强筋）以及成型工艺参数（如注射速度过快或保压压力过高）均会导致原料的额外消耗。

2. 气辅注塑的原材料节省原理

气体推动熔体：气辅注塑先注入适量熔体（约占型腔 60% - 90%），再注 入高压气体（5 - 32MPa），气体推动熔体均匀填充，有效减少因过度填充而消耗的原料。如塑料椅子，传统注塑需 1.2 千克原料，气辅注塑仅 0.7 千克，节省约 42%；带细长加强筋制品，气辅注塑相比传统注塑 可 节省 30% - 50%的原料。

形成中空结构：厚壁制品生产中，气体在熔体内部形成中空部分，显著减少原料用量。如大型塑料管道，气辅注塑可减少原料用量 40% - 60% ；塑料储物箱等封闭型腔且内部强度要求不高的制品，气辅注塑可节省原料 35% - 55%。

3. 成本数据对比示例

同产品不同工艺对比：以汽车塑料保险杠为例，传统注塑原料用量约 8 千克，气辅注塑降至 4.5 千克左右，节省 44%；家用塑料洗衣机桶，传统注塑需10 千克，气辅注塑 仅6 千克，节省约 40%。

成本核算对比：设塑胶原料单价 15 元 / 千克。汽车保险杠在传统注塑中的原材料成本为120 元，气辅注塑 67.5 元，节省 52.5 元；洗衣机桶传统注塑成本 150 元，气辅注塑 90 元，节省 60 元。

三、能源成本对比

1. 传统注塑能源消耗环节

注射阶段：传统注塑注射时需高压力（80 - 150MPa），如 500 吨锁模力注塑机注射功率峰值 可达100 - 150kW，每次注射 5 - 10 秒，复杂制品可能 需多次注射，增加能源消耗。

保压阶段：传统注塑保压压力 50 - 100MPa，时长 10 - 30 秒甚至更长，如大型容器保压能耗占成型周期 30% - 40%，且因难以精准调控，易导致能源浪费。

冷却阶段：传统注塑靠冷却水道，冷却水泵功率 5 - 10kW 且持续运行，厚壁或大型制品冷却 30 - 60 秒甚至数分钟，如带金属嵌件制品因热传导差异延长冷却时间，增加能耗。

2. 气辅注塑的能源节约机制

缩短成型周期：气辅注塑注射时气体辅助熔体快速均匀填充，如大型部件注射时间缩短 20% - 30%，冷却时 ，中空结构或气体通道加速散热，如塑料管材冷却时间缩短 10% - 20%，减少能耗。

降低压力需求：气辅注塑保压用气体，压力仅为5 - 32MPa，如塑料家具部件保压压力仅为传统 50% - 70% ，显著降低保压能耗并减少设备磨损维护成本。

3. 能源成本量化对比

同产品不同工艺对比：塑料椅子在传统注塑中单个能耗 2.5 - 3 度电，气辅注塑 1.5 - 2 度电，节省 30% - 40%；塑料垃圾桶传统注塑能耗 4 - 5 度电，气辅注塑 2.5 - 3.5 度电，节省 25% - 35%。

成本核算对比：以工业用电单价 1 元 / 度计算，塑料椅子传统注塑能源成本 2.5 - 3 元，气辅注塑 1.5 - 2 元，节省 1 - 1.5 元；塑料垃圾桶传统注塑 4 - 5 元，气辅注塑 2.5 - 3.5 元，节省 1.5 - 2 元。

四、生产效率与成本关联

1. 传统注塑生产效率局限

充填速度限制：传统注塑螺杆推熔体入型腔，受塑胶粘度、模具流道型腔阻力影响，大型薄壁品如塑料面板充填慢，生产周期或延长 20% - 30%；复杂结构 制品熔体绕过内部结构时速度降，整体充填时间增加。

冷却时间制约：传统注塑模具导热有限，厚壁品如机械外壳冷却时间长，占生产周期 40% - 60% ；壁厚不均 制品因无法精准控制冷却速度，厚壁处冷却时间长，影响整体效率。

2. 气辅注塑对生产效率的提升

快速充填模具：气辅注塑在注入熔体后引入高压气体，气体推动熔体克服阻力，大型薄壁制品充填速度比传统注塑高 30% - 50% ；气体促进熔体均匀填充，带细密加强筋的制品填充速度更快。

缩短注塑周期：气辅注塑形成的中空结构或气道改善热传导，厚壁品冷却时间减少 20% - 30%；整个工艺 流程更加流畅，减少工艺调整耗时，整体周期缩短 25% - 40%。

3. 成本分摊优势

固定成本分摊：气辅注塑提高产量，降低固定成本分摊。列如，原传统注塑日产量 500 件，固定成本 5000 元，单件分摊 10 元；气辅注塑日产量提升至  800 件后，单件分摊降至 6.25 元，省 3.75 元。人工成本同理，传统注塑单件人工成本 60 元（2 小时，时薪 30 元），气辅注塑 36 元（1.2 小时），省 24 元。

综合成本降低：气辅注塑降底固定与人工成本分摊，显著提升产品竞争力与企业效益。以塑料玩具为例，传统注塑综合成本为 8 元，气辅 注塑后降至 5 元，降底 37.5%。

五、具体实施建议

1. 技术引进与培训：企业应积极引进气辅注塑技术，并对相关人员进行专业培训，确保技术能够得到有效应用。

2. 模具设计与优化：针对气辅注塑的特点，对模具进行合理设计与优化，以更好地适应气体推动熔体的填充方式。

3. 设备升级与维护：为确保气辅注塑设备的稳定运行，企业应对现有设备进行升级，并加强日常维护保养工作。

4. 流程监控与管理：建立完善的生产流程监控与管理机制，及时发现并解决生产过程中的问题，提高生产效率与产品质量。

六、结论

综上所述，气辅注塑相较传统注塑工艺在成本方面具有显著优势。