Силата на затягане е от решаващо значение за производството на висококачествени формовани продукти. Но колко сила е достатъчна? В инжекционно формоване, прецизната сила на затягане гарантира, че мухълът остава затворен по време на процеса, предотвратявайки дефекти като светкавица или повреда. В тази публикация ще научите ролята на силата на затягане, как се отразява на производството и методите, за да я изчислите точно за най -добри резултати.
Какво представлява затягащата сила при формоването на инжектиране?
Силата на затягане е мощността, която поддържа половината от плесен заедно по време на инжектиране. Това е като гигантска хватка, държейки всичко на място.
Тази сила идва от хидравличната система на машината или електрическите двигатели. Те бутат половинките на формата заедно с невероятна сила.
Най -просто казано, силата на затягане е налягането, приложено за поддържане на форми затворени. Измерва се в тонове или метрични тонове.
Мислете за това като за мускулната сила на машината. Колкото по -силна е скобата, толкова повече налягане може да се справи.
Роля на силата на затягане в процеса на формоване на инжектиране
Захващащата единица е критичен компонент на машина за подреждане на инжектиране. Състои се от неподвижна вата и движеща се вата, които държат двете половини на формата. Механизмът на затягане, обикновено хидравличен или електрически, генерира силата, необходима за поддържане на формата затворена по време на процеса на инжектиране.
Ето как се прилага затягаща сила по време на типичен цикъл на формоване:
Мухълът се затваря, а затягащият блок прилага първоначална сила на затягане, за да поддържа половината на формата заедно.
Инжекционната единица разтопява пластмасата и я инжектира в кухината на формата под високо налягане.
Тъй като разтопената пластмаса запълва кухината, тя генерира контра налягане, което се опитва да избута половината на формата.
Захващащата единица поддържа силата на затягане, за да устои на това контра налягане и да държи формата затворена.
След като пластмасата се охлади и се втвърди, затягащата единица отваря формата и частта се изхвърля.
Без подходяща сила на затягане, частите могат да имат дефекти като:
Значение на поддържането на правилната сила на затягане
Получаването на силата на затягане е от решаващо значение за качеството и ефективността,
Правилната сила на затягане гарантира:
Висококачествени части
По -дълъг живот на плесен
Ефективно използване на енергия
По -бързи времена на цикъла
Намалени материални отпадъци
Фактори, влияещи върху силата на затягане при инжекционното формоване
Няколко ключови фактора определят силата на затягане, необходима при инжекционното формоване, като се гарантира, че формата остава затворена по време на процеса и предотвратяване на дефекти. Тези фактори включват прогнозираната зона, налягането на кухината, свойствата на материала, дизайна на плесен и условията на обработка.
Прогнозирана зона и нейното въздействие върху силата на затягане
Определение на прогнозираната площ :
Прогнозираната зона се отнася до най -голямата повърхност на формованата част, гледана от посоката на затягане. Той представлява излагането на частта на вътрешните сили, генерирани от разтопена пластмаса по време на инжектиране.
Как да определите прогнозираната площ :
За квадратни части изчислете площта, като умножите дължината по ширината. За кръгли части използвайте формулата:
Общата прогнозна зона се увеличава с броя на кухините във формата.
Връзка между прогнозираната зона и силата на затягане :
По -голямата прогнозна зона изисква повече сила на затягане, за да се предотврати отварянето на формата по време на инжектиране. Това е така, защото по -голяма повърхност води до по -голямо вътрешно налягане.
Примери :
Дебелина на стената на частта : Тънките стени увеличават вътрешното налягане, което изисква по -висока сила на затягане, за да задържи формата затворена.
Коефициентът на потока към дебелината : Колкото по-високо е съотношението, толкова повече налягане се натрупва вътре в кухината, увеличавайки нуждата от затягаща сила.
Налягане на кухината и нейното влияние върху силата на затягане
Определение на налягането на кухината :
Налягането на кухината е вътрешното налягане, упражнявано от разтопената пластмаса, докато запълва формата. Зависи от свойствата на материала, скоростта на инжектиране и геометрията на частта.
Връзка между дебелината на стената на налягането на кухината и съотношението на пътя към дебелината
Фактори, влияещи върху налягането на кухината :
Дебелина на стената : части с тънкостенни части водят до по-високо налягане на кухината, докато по-дебелите стени намаляват налягането.
Скорост на инжектиране : По -бързите скорости на впръскване водят до по -високо налягане на кухината във формата.
Вискозитет на материала : Пластмасите с по-висока вискозитет генерират по-голяма устойчивост, увеличавайки налягането.
Как налягането на кухината влияе върху изискванията на затягането на силата :
С увеличаването на налягането на кухината е необходима по -голяма сила на затягане, за да се предотврати отварянето на формата. Ако силата на затягане е твърде ниска, може да се появи разделяне на мухъл, което води до дефекти като светкавица. Правилното изчисляване на налягането на кухината помага да се определи подходящата сила на затягане.
Свойства на материала и дизайн на формата
Свойства на материала :
Вискозитет : Пластмасите с висока вискозитет текат по-малко лесно, изисквайки повече сила.
Плътност : По -плътните материали се нуждаят от по -високо налягане, за да запълнят правилно формата.
Фактори за дизайн на плесени :
Система за бегачи : По -дългите или сложни бегачи могат да увеличат изискванията за налягане.
Размер и местоположение на портата : По -малките или лошо позиционираните порти увеличават нуждата от по -високи сили за затягане.
Скорост и температура на инжектиране
Както скоростта на инжектиране, така и температурата на плесен влияят върху това как пластмасата тече и се втвърдява. По -бързите скорости на впръскване и по -ниските температури на плесен обикновено увеличават налягането на вътрешното кухина, като по този начин изискват по -голяма сила на затягане, за да се запази формата затворена по време на процеса.
Как да изчислим силата на затягане при инжекционното формоване
Изчисляването на силата на затягане не е ракетна наука, но е от решаващо значение за успешното формоване. Нека да изследваме различни методи, от основни до напреднали.
1. Основна формула
Основното уравнение за сила на затягане е:
сила на затягане = прогнозна зона × налягане на кухината
Обяснение на компонентите:
Проектирана зона: Най -голямата повърхност на вашата част, перпендикулярна за отваряне на формата.
Налягане на кухината: Силата, упражнена от разтопена пластмаса във формата.
Умножете тези и сте получили прогнозната си сила на затягане.
2. Емпирични формули
Понякога са необходими бързи оценки. Именно там емпиричните методи са полезни.
KP метод
затягаща сила (t) = kp × прожектирана площ (cm²)
Стойностите на KP варират в зависимост от материала:
PE/PP: 0,32
ABS: 0.30-0.48
PA/POM: 0.64-0.72
350 бар метод
на затягане (t) = (350 × прогнозна площ (cm²)) / 1000
Този метод предполага стандартно налягане на кухината от 350 бара.
Плюсове и минуси на емпиричните методи
Плюсове:
Минуси:
3. Методи за разширено изчисление
За по -прецизни изчисления помислете за характеристиките на материалите и условията на обработка.
Термопластични характеристики на потока Групиране
| Степен | термопластични материали | Коефициенти на потока |
| 1 | GPPS, HIPS, LDPE, LLDPE, MDPE, HDPE, PP, PP-EPDM | × 1.0 |
| 2 | PA6, PA66, PA11/12, PBT, PETP | × 1.30 ～ 1.35 |
| 3 | CA, CAB, CAP, CP, EVA, PUR/TPU, PPVC | × 1.35 ～ 1.45 |
| 4 | ABS, ASA, SAN, MBS, POM, BDS, PPS, PPO-M | × 1,45 ～ 1.55 |
| 5 | PMMA, PC/ABS, PC/PBT | × 1,55 ～ 1.70 |
| 6 | PC, PEI, UPVC, PEEK, PSU | × 1.70 ～ 1.90 |
Таблица на коефициентите на потока на общи термопластични материали
Процес на изчисление стъпка по стъпка
Определете прогнозираната зона
Изчислете налягането на кухината, като използвате съотношението дължина към дебелината на потока
Прилагайте константата на умножение на групата на материала
Умножете площ по коригирано налягане
Пример: За PC част с 380cm² площ и 160 барово налягане:
сила на затягане = 380cm² × (160 bar × 1.9) = 115,5 тона
4. Софтуерни изчисления на CAE
За сложни части или нужди с висока точност софтуерът CAE е безценен.
Въведение в Moldflow и подобен софтуер
Тези програми симулират процеса на инжекционно формоване. Те прогнозират налягането на кухината и затягащите сили с висока точност.
Ползи от използването на CAE
Отчита сложните геометрии
Разглежда материалните свойства и условията на обработка
Осигурява карти за разпределение на визуалното налягане
Помага за оптимизиране на параметрите за дизайн и обработка на плесента
Пример: Изчисляване на силата на затягане за държач на поликарбонатна лампа
Нека се потопим в пример в реалния свят. Ще изчислим силата на затягане за държач на поликарбонатна лампа.
Разбиране на примера
Нашият притежател на лампата има тези спецификации:
Външен диаметър: 220 мм
Дебелина на стената: 1.9-2.1mm
Материал: Поликарбонат (PC)
Дизайн: Централна порта във формата на щифтове
Пътят с най -дълъг поток: 200 мм
Поликарбонатът е известен с високия си вискозитет. Това означава, че ще се нуждае от повече натиск, за да запълни формата.
Стъпка по стъпка изчисление
Нека разбием процеса:
Изчислете съотношението дължина на потока към дебелината на стената:
съотношение = най -дълъг път на потока / най -тънка стена = 200 mm / 1,9mm = 105: 1
Определете налягането на основата на кухината:
Използване на графика за налягане на кухината/дебелина на стената
За дебелина 1,9 мм и съотношение 105: 1
Базово налягане: 160 бара
Регулирайте за свойствата на материала:
PC е във Viscosity Group 6
Коефициент на умножение: 1.9
Регулирано налягане = 160 bar * 1.9 = 304 bar
Изчислете прогнозираната площ:
площ = π * (диаметър/2) ⊃2; = 3.14 * (22/2) ⊃2; = 380 cm²
Изчисляване на затягаща сила:
сила = налягане * площ = 304 bar * 380 cm² = 115,520 kg = 115,5 тона
Корекции за безопасност и ефективност
За безопасност се закръглим до следващия наличен размер на машината. 120-тонна машина би била подходяща.
Помислете за тези фактори за ефективност:
Започнете със 115,5 тона и се регулирайте въз основа на качеството на части
Монитор за светкавица или къси снимки
Постепенно намалява силата, ако е възможно, без да компрометира качеството
Избор на инжекционно формоване на машината и притискане на сила
Изборът на подходяща машина за леене на инжектиране е от решаващо значение за успеха. Не става въпрос само за затягаща сила - няколко фактора влизат в игра.
Връзка между затягащата сила и параметрите на машината
Силата на затягане не е изолирана. Тя е тясно обвързана с други спецификации на машината:
Капацитет на инжектиране:
Размер на винта:
По -големите винтове могат да инжектират повече материал по -бързо
Това може да изисква по -висока сила на затягане, за да се противодейства на повишеното налягане
Удар за отваряне на мухъл:
TIE BAR разстояние:
Референтни диапазони за обикновени пластмасови продукти
Необходимостта на затягащата сила варира значително. Ето общо ръководство: Проектирана от
| продуктовия | материал | зона (CM⊃2;) | Необходима сила на затягане (тонове) |
| Контейнери с тънки стени | Полипропилен (pp) | 500 cm² | 150-200 тона |
| Автомобилни компоненти | ABS | 1000 cm² | 300-350 тона |
| Електронни корпуси | Поликарбонат (PC) | 700 cm² | 200-250 тона |
| Капачки на бутилката | Hdpe | 300 cm² | 90-120 тона |
Таблицата по -горе предоставя грубо ръководство за съвпадение на типовете продукти с необходимата сила на затягане. Тези цифри могат да варират в зависимост от сложността на части, свойствата на материала и дизайна на плесени.
Последици от неправилна сила на затягане
Направянето на силата на затягане надясно е от решаващо значение за формоването на инжектиране. Твърде малко или твърде много може да доведе до сериозни проблеми. Нека проучим потенциалните проблеми.
Недостатъчна сила на затягане
Когато не приложите достатъчно сила, могат да възникнат няколко проблема:
Флаш образуване
Излишният материал се прониква между половинките на формата
Създава тънки, нежелани изпъкналости на части
Изисква допълнително подстригване, увеличаване на производствените разходи
Лошо качество на част
Размерни неточности поради разделяне на плесен
Непълно пълнене, особено в тънкостенни участъци
Непоследователни тегла на част от производствените писти
Увреждане на мухъл
Прекомерна сила на затягане
Прилагането на твърде много сила също не е отговорът. Може да причини:
Машинно износване
Ненужен стрес върху хидравличните компоненти
Ускорено износване на вратовръзки и платни
Съкратен живот на машината
Енергийни отпадъци
По -високата сила изисква повече мощност
Увеличава производствените разходи
Намалява общата ефективност
Увреждане на мухъл
Трудност при освобождаването на налягането на кухината
Значение на поддържането на оптимална сила на затягане
Балансиращата сила на затягане е от ключово значение за успешното формоване. Ето защо има значение:
Постоянно качество на частта
Разширен живот на оборудването
Енергийна ефективност
По -бързи времена на цикъла
Намалени проценти на скрап
Не забравяйте, че оптималната сила не е статична. Може да се наложи да се коригира въз основа на:
Редовният мониторинг и фина настройка на силата на затягане са от съществено значение за поддържане на висококачествено, ефективно производство.
Най -добри практики за осигуряване на оптимална сила на затягане
Постигането на перфектната сила на затягане не е еднократна задача. Това изисква непрекъснато внимание и корекции. Нека да проучим някои най -добри практики, за да поддържате безпроблемно процеса на леене на инжекционно формоване.
Правилни съображения за дизайн на плесени
Добрият дизайн на плесен е от решаващо значение за оптимална сила на затягане:
Използвайте балансирани системи за бегачи, за да разпределяте налягането равномерно
Приложете правилното вентилация за намаляване на вложени скокове на въздуха и налягането
Помислете за геометрията на частта, за да се сведе до минимум прогнозираната зона, когато е възможно
Дизайн с еднаква дебелина на стената за насърчаване на равномерното разпределение на налягането
Избор на материали и неговото въздействие
Различните материали изискват различни сили за затягане: Необходима е
| относителна | сила на затягане |
| PE, стр | Ниско |
| ABS, PS | Среден |
| PC, POM | Високо |
Изберете материали разумно. Помислете както за изискванията на части, така и лекотата на обработка.
Поддръжка и калибриране на машината
Редовната поддръжка гарантира точна сила на затягане:
Проверете хидравличните системи за течове или износване
Калибрират сензорите за налягане годишно
Проверете вратовръзките за признаци на стрес или несъответствие
Дръжте Platens чисти и добре усъвършенствани
Мониторинг и регулиране по време на производството
Силата на затягане не е зададена и не се забрани. Следете тези показатели:
Консистенция на теглото на частта
Възникване на светкавица
Кратки изстрели или непълно пълнене
Необходима е сила на изхвърляне
Регулирайте силата, ако забележите проблеми. Малките промени могат да направят големи разлики.
Количествени показатели и методи за контрол
Използвайте данни, за да прецизирате процеса си:
Установете силата на затягане на базовата линия
Регулирайте с 5-10% стъпки въз основа на качеството на части
Запишете резултатите за всяка корекция
Създайте силата на корелация на база данни към качеството на части
Използвайте тези данни за бъдещи настройки и отстраняване на неизправности
Примерна контролна диаграма:
| Сила на затягане (%) | Светкавица | Кратки изстрели | Консистенция на тегло |
| 90 | Няма | Малко | ± 0,5% |
| 95 | Няма | Няма | ± 0,2% |
| 100 | Лек | Няма | ± 0,1% |
Намерете сладкото място, където всички индикатори за качество са оптимални.
Заключение
Разбирането и изчисляването на силата на затягане е от съществено значение за успешното формоване на инжектиране. Той гарантира качеството на части, предотвратява дефектите и удължава живота на плесен. Ключовите поемания включват ролята на прогнозираната област, свойствата на материала и параметрите на обработка при определяне на правилната сила на затягане. Прилагайте тези знания във вашите проекти, за да постигнете по -добри резултати и да оптимизирате ефективността на производството.
