نیروی بستن برای تولید محصولات با کیفیت بالا بسیار مهم است. اما چقدر نیرو کافی است؟ در قالب تزریقی، نیروی بستن دقیق تضمین می کند که قالب در طی فرآیند بسته می شود و از نقص مانند فلش یا آسیب جلوگیری می کند. در این پست ، شما می توانید نقش نیروی بستن ، چگونگی تأثیر آن بر تولید و روش هایی برای محاسبه دقیق آن برای بهترین نتیجه را بیاموزید.
نیروی بستن در قالب تزریق چیست؟
نیروی بستن نیرویی است که در هنگام تزریق نیمه های قالب را به هم نگه می دارد. این مانند یک چنگال غول پیکر است که همه چیز را در جای خود نگه می دارد.
این نیرو از سیستم هیدرولیک دستگاه یا موتورهای برقی حاصل می شود. آنها نیمه های قالب را با قدرت باورنکردنی فشار می دهند.
به عبارت ساده ، نیروی بستن فشار اعمال شده برای بسته نگه داشتن قالب ها است. این در تن یا تن متریک اندازه گیری می شود.
آن را به عنوان قدرت عضلانی دستگاه فکر کنید. هرچه گیره قوی تر باشد ، فشار بیشتری می تواند تحمل کند.
نقش نیروی بستن در فرآیند قالب گیری تزریق
واحد بستن یک مؤلفه مهم دستگاه قالب گیری تزریق است. این شامل یک پلاتین ثابت و یک پلاتین در حال حرکت است که دو نیمه قالب را در خود نگه می دارد. مکانیسم بستن ، معمولاً هیدرولیک یا برقی ، نیروی مورد نیاز برای بسته نگه داشتن قالب را در طی فرآیند تزریق تولید می کند.
در اینجا نحوه استفاده از نیروی گیره در طی یک چرخه قالب بندی معمولی آورده شده است:
قالب بسته می شود و واحد بستن یک نیروی بستن اولیه را برای نگه داشتن نیمی از قالب در کنار هم اعمال می کند.
واحد تزریق پلاستیک را ذوب می کند و تحت فشار زیاد آن را به داخل حفره قالب تزریق می کند.
از آنجا که پلاستیک مذاب حفره را پر می کند ، ضد فشار ایجاد می کند که سعی می کند نیمی از قالب را از هم جدا کند.
واحد بستن نیروی بستن را برای مقاومت در برابر این ضد فشار و نگه داشتن قالب بسته می کند.
پس از خنک شدن و جامد شدن پلاستیک ، واحد بستن قالب را باز می کند و قسمت بیرون می رود.
بدون نیروی بستن مناسب ، قطعات می توانند نقص هایی مانند:
اهمیت حفظ نیروی بستن مناسب
گرفتن درست نیروی بستن برای کیفیت و کارآیی بسیار مهم است ،
نیروی بستن مناسب تضمین می کند:
قطعات با کیفیت بالا
عمر طولانی تر
استفاده از انرژی کارآمد
زمان چرخه سریعتر
کاهش زباله های مواد
عوامل مؤثر بر نیروی بستن در قالب تزریق
چندین عامل مهم ، نیروی بستن مورد نیاز در قالب تزریق را تعیین می کنند و اطمینان حاصل می کنند که قالب در طی فرآیند بسته می شود و از نقص جلوگیری می کند. این عوامل شامل ناحیه پیش بینی شده ، فشار حفره ، خصوصیات مواد ، طراحی قالب و شرایط پردازش است.
منطقه پیش بینی شده و تأثیر آن بر نیروی بستن
تعریف منطقه پیش بینی شده :
منطقه پیش بینی شده به بزرگترین سطح قسمت قالب دار ، همانطور که از جهت بستن مشاهده می شود ، اشاره دارد. این نشان دهنده قرار گرفتن در معرض قسمت در برابر نیروهای داخلی است که توسط پلاستیک مذاب در هنگام تزریق ایجاد می شود.
نحوه تعیین منطقه پیش بینی شده :
برای قطعات مربع ، منطقه را با ضرب طول به عرض محاسبه کنید. برای قطعات دایره ای ، از فرمول استفاده کنید:
کل منطقه پیش بینی شده با تعداد حفره های موجود در قالب افزایش می یابد.
رابطه بین منطقه پیش بینی شده و نیروی بستن :
یک منطقه پیش بینی شده بزرگتر برای جلوگیری از باز شدن قالب در هنگام تزریق نیاز به نیروی بستن بیشتری دارد. این امر به این دلیل است که یک مساحت بزرگتر منجر به فشار داخلی بیشتر می شود.
مثالها :
ضخامت دیواره قسمت : دیواره های نازک فشار داخلی را افزایش می دهند و برای بسته نگه داشتن قالب به نیروی بستن بالاتر نیاز دارند.
نسبت طول به ضخامت جریان : هرچه نسبت بالاتر باشد ، فشار بیشتری در داخل حفره ایجاد می شود و نیاز به نیروی بستن را افزایش می دهد.
فشار حفره و تأثیر آن بر نیروی بستن
تعریف فشار حفره :
فشار حفره فشار داخلی است که توسط پلاستیک مذاب اعمال می شود زیرا قالب را پر می کند. بستگی به خصوصیات مواد ، سرعت تزریق و هندسه جزئی دارد.
رابطه بین ضخامت دیواره فشار حفره و نسبت به ضخامت
عوامل مؤثر بر فشار حفره :
ضخامت دیواره : قطعات دیواره نازک منجر به فشار حفره بالاتر می شوند ، در حالی که دیواره های ضخیم تر فشار را کاهش می دهند.
سرعت تزریق : سرعت تزریق سریعتر منجر به فشار بیشتر حفره در داخل قالب می شود.
ویسکوزیته مادی : پلاستیک های ویسکوزیته بالاتر مقاومت بیشتری ایجاد می کنند و فشار را افزایش می دهند.
چگونه فشار حفره بر نیازهای نیروی بستن تأثیر می گذارد :
با افزایش فشار حفره ، برای جلوگیری از باز شدن قالب ، نیروی بستن بیشتری لازم است. اگر نیروی بستن خیلی کم باشد ، جداسازی قالب ممکن است رخ دهد و منجر به نقص هایی مانند فلش شود. محاسبه صحیح فشار حفره به تعیین نیروی بستن مناسب کمک می کند.
خصوصیات مواد و طراحی قالب
خصوصیات مواد :
عوامل طراحی قالب :
سرعت و درجه حرارت تزریق
هر دو سرعت تزریق و دمای قالب بر نحوه جریان و جامد شدن پلاستیک تأثیر می گذارد. سرعت تزریق سریعتر و دمای قالب پایین به طور کلی فشار حفره داخلی را افزایش می دهد ، بنابراین نیاز به نیروی بستن بیشتر برای بسته نگه داشتن قالب در طی فرآیند دارد.
نحوه محاسبه نیروی بستن در قالب تزریق
محاسبه نیروی بستن علوم موشکی نیست ، اما برای قالب گیری موفق بسیار مهم است. بیایید روشهای مختلف را از پایه تا پیشرفته کشف کنیم.
1 فرمول اساسی
معادله اساسی برای نیروی بستن:
Clamping Force = منطقه پیش بینی شده × فشار حفره
توضیح مؤلفه ها:
این موارد را ضرب کنید ، و شما نیروی بستن تخمین زده شده خود را دریافت کرده اید.
2. فرمول های تجربی
بعضی اوقات ، برآورد سریع لازم است. اینجاست که روشهای تجربی مفید است.
نیروی بستن روش KP
(T) = KP inaste منطقه پیش بینی شده (CM⊃2 ؛)
مقادیر KP براساس مواد متفاوت است:
PE/PP: 0.32
ABS: 0.30-0.48
PA/POM: 0.64-0.72
350 بار روش
بستن نیروی بستن (T) = (350 × منطقه پیش بینی شده (CM⊃2 ؛)) / 1000
این روش فشار حفره استاندارد 350 بار را فرض می کند.
جوانب مثبت و منفی روشهای تجربی
جوانب مثبت:
منفی ها:
3. روش های محاسبه پیشرفته
برای محاسبات دقیق تر ، ویژگی های مواد و شرایط پردازش را در نظر بگیرید.
ویژگی های جریان ترموپلاستیک گروه بندی
| درجه درجه | ترموپلاستیک | ضرایب جریان |
| 1 | GPPS ، HIPS ، LDPE ، LLDPE ، MDPE ، HDPE ، PP ، PP-EPDM | 1.0 پوند |
| 2 | PA6 ، PA66 ، PA11/12 ، PBT ، PETP | 1.35 × 1.35 |
| 3 | CA ، CAB ، CAP ، CP ، EVA ، PUR/TPU ، PPVC | 1.45 × 1.45 |
| 4 | ABS ، ASA ، SAN ، MBS ، POM ، BDS ، PPS ، PPO-M | 1.55 × 1.45 |
| 5 | PMMA ، PC/ABS ، PC/PBT | 1.70 × 1.55. |
| 6 | PC ، PEI ، UPVC ، PEEK ، PSU | 1.90 × 1.90 |
جدول ضرایب جریان مواد ترموپلاستیک مشترک
فرآیند محاسبه گام به گام
منطقه پیش بینی شده را تعیین کنید
فشار حفره را با استفاده از نسبت طول به ضخامت محاسبه کنید
ضرب گروه مواد ثابت را ثابت کنید
با فشار تنظیم شده منطقه را ضرب کنید
مثال: برای یک قسمت PC با 380cm⊃2 ؛ مساحت و 160 نوار فشار پایه:
نیروی بستن = 380cm⊃2 ؛ × (160 بار × 1.9) = 115.5 تن
4. محاسبات نرم افزار CAE
برای قطعات پیچیده یا نیازهای با دقت بالا ، نرم افزار CAE بسیار ارزشمند است.
آشنایی با Moldflow و نرم افزار مشابه
این برنامه ها روند قالب گیری تزریق را شبیه سازی می کنند. آنها فشارهای حفره و نیروهای بست را با دقت بالا پیش بینی می کنند.
مزایای استفاده از CAE
برای هندسه های پیچیده حساب می کند
خصوصیات مواد و شرایط پردازش را در نظر می گیرد
نقشه های توزیع فشار بینایی را ارائه می دهد
به بهینه سازی پارامترهای طراحی و پردازش قالب کمک می کند
مثال: محاسبه نیروی بستن برای نگهدارنده لامپ پلی کربنات
بیایید به یک مثال در دنیای واقعی شیرجه بزنیم. ما نیروی بستن را برای نگهدارنده لامپ پلی کربنات محاسبه خواهیم کرد.
درک مثال
نگهدارنده لامپ ما این مشخصات را دارد:
قطر بیرونی: 220 میلی متر
ضخامت دیوار: 1.9-2.1 میلی متر
مواد: پلی کربنات (PC)
طراحی: دروازه مرکز پین شکل
طولانی ترین مسیر جریان: 200 میلی متر
پلی کربنات به دلیل ویسکوزیته بالا شناخته شده است. این بدان معنی است که برای پر کردن قالب به فشار بیشتری نیاز دارد.
محاسبه گام به گام
بیایید روند را تجزیه کنیم:
طول جریان را به ضخامت دیواره محاسبه کنید:
نسبت = طولانی ترین مسیر جریان / نازکترین دیوار = 200mm / 1.9mm = 105: 1
فشار حفره پایه را تعیین کنید:
برای خصوصیات مواد تنظیم کنید:
محاسبه منطقه پیش بینی شده:
مساحت = π * (قطر/2) ⊃2 ؛ = 3.14 * (22/2) ⊃2 ؛ = 380 cm⊃2 ؛
محاسبه نیروی گیره:
نیرو = فشار * مساحت = 304 بار * 380 cm⊃2 ؛ = 115،520 کیلوگرم = 115.5 تن
تنظیم برای ایمنی و کارآیی
برای ایمنی ، ما تا اندازه دستگاه موجود بعدی دور می شویم. یک دستگاه 120 تنی مناسب خواهد بود.
این عوامل را برای کارآیی در نظر بگیرید:
با 115.5 تن شروع کنید و بر اساس کیفیت قسمت تنظیم کنید
مانیتور برای فلاش یا عکس های کوتاه
در صورت امکان بدون به خطر انداختن کیفیت ، به تدریج نیرو را کاهش دهید
انتخاب دستگاه قالب گیری تزریق و تطبیق نیروی بستن
انتخاب دستگاه قالب سازی تزریق مناسب برای موفقیت بسیار مهم است. این فقط مربوط به نیروی بستن نیست - چندین عامل بازی می شوند.
رابطه بین نیروی بستن و پارامترهای دستگاه
نیروی گیره منزوی نیست. این نزدیک به سایر مشخصات دستگاه گره خورده است:
ظرفیت تزریق:
اندازه پیچ:
سکته مغزی قالب:
فاصله نوار کراوات:
محدوده مرجع محصولات پلاستیکی رایج
نیازهای نیروی گیره به طور گسترده ای متفاوت است. در اینجا یک راهنمای کلی وجود دارد: منطقه پیش
| ( | بینی شده مواد | CM⊃2 ؛) | نیروی بستن مورد نیاز (تن) |
| ظروف دیواری نازک | پلی پروپیلن (PP) | 500 cm⊃2 ؛ | 150-200 تن |
| اجزای خودرو | غضب | 1000 cm⊃2 ؛ | 300-350 تن |
| محوطه الکترونیکی | پلی کربنات (PC) | 700 cm⊃2 ؛ | 200-250 تن |
| درپوش بطری | HDPE | 300 cm⊃2 ؛ | 90-120 تن |
در جدول بالا یک راهنمای خشن برای تطبیق انواع محصول با نیروی بستن لازم ارائه شده است. این ارقام بسته به پیچیدگی جزئی ، خصوصیات مواد و طراحی قالب می توانند متفاوت باشند.
عواقب نیروی بستن نادرست
درست گرفتن نیروی بستن در قالب تزریق بسیار مهم است. خیلی کم یا زیاد می تواند منجر به مشکلات جدی شود. بیایید مشکلات احتمالی را بررسی کنیم.
نیروی بستن کافی
هنگامی که شما به اندازه کافی از نیروی کافی استفاده نمی کنید ، ممکن است چندین مشکل رخ دهد:
شکل گیری فلاش
مواد اضافی بین نیمی از قالب بیرون می رود
برآمدگی های نازک و ناخواسته روی قطعات ایجاد می کند
نیاز به پیرایش اضافی و افزایش هزینه های تولید دارد
کیفیت ضعیف
نادرستی های بعدی به دلیل جداسازی قالب
پر کردن ناقص ، به خصوص در بخش های نازک
وزنهای متناقض در طول تولید
خسارت
نیروی بستن بیش از حد
استفاده از نیروی بیش از حد نیز جواب نمی دهد. این می تواند باعث شود:
ماشین لباس
زباله های انرژی
نیروی بالاتر به قدرت بیشتری نیاز دارد
هزینه های تولید را افزایش می دهد
کارایی کلی را کاهش می دهد
خسارت
مشکل در آزاد کردن فشار حفره
اهمیت حفظ نیروی بستن بهینه
تعادل نیروی بستن برای قالب گیری موفق مهم است. در اینجا به همین دلیل مهم است:
کیفیت بخشی ثابت
عمر تجهیزات طولانی
کارایی انرژی
زمان چرخه سریعتر
نرخ قراضه کاهش یافته است
به یاد داشته باشید ، نیروی بهینه استاتیک نیست. ممکن است بر اساس:
تغییرات مادی
پوشیدن قالب به مرور زمان
تغییرات در شرایط پردازش
نظارت منظم و تنظیم دقیق نیروی بستن برای حفظ تولید با کیفیت بالا و کارآمد ضروری است.
بهترین روشها برای اطمینان از نیروی بستن بهینه
دستیابی به نیروی گیره کامل یک کار یک بار نیست. نیاز به توجه و تنظیم مداوم دارد. بیایید برخی از بهترین شیوه ها را بررسی کنیم تا روند قالب گیری تزریق خود به راحتی انجام شود.
ملاحظات مناسب طراحی قالب
طراحی قالب خوب برای نیروی بستن بهینه بسیار مهم است:
برای توزیع فشار به طور مساوی از سیستم های دونده متعادل استفاده کنید
تهویه مناسب را برای کاهش سنبله های هوای به دام افتاده و فشار اجرا کنید
هندسه جزئی را در نظر بگیرید تا در صورت امکان منطقه پیش بینی شده را به حداقل برسانید
طراحی با ضخامت دیواره یکنواخت برای ترویج حتی توزیع فشار
انتخاب مواد و تأثیر آن
مواد مختلف به نیروهای مختلف بستن نیاز دارند:
| مواد مورد نیاز | نیروی بستن نسبی |
| PE ، PP | کم |
| ABS ، PS | واسطه |
| رایانه شخصی ، POM | عالی |
مواد را عاقلانه انتخاب کنید. هر دو مورد مورد نیاز و سهولت پردازش را در نظر بگیرید.
نگهداری و کالیبراسیون دستگاه
تعمیر و نگهداری منظم نیروی بستن دقیق را تضمین می کند:
سیستم های هیدرولیک را برای نشت یا سایش بررسی کنید
سنسورهای فشار را سالانه کالیبره کنید
برای علائم استرس یا سوء استفاده از میله های کراوات را بازرسی کنید
Platens را تمیز و خوب نگه دارید
نظارت و تنظیم در طول تولید
نیروهای گیره تنظیم و جلو نیست. نظارت بر این شاخص ها:
اگر متوجه مشکلات هستید ، نیرو را تنظیم کنید. تغییرات کوچک می تواند تفاوت های بزرگی ایجاد کند.
شاخص های کمی و روش های کنترل
از داده ها برای تنظیم دقیق روند خود استفاده کنید:
یک نیروی بستن پایه ایجاد کنید
در 5-10 ٪ افزایش بر اساس کیفیت قسمت تنظیم کنید
نتایج را برای هر تنظیم ضبط کنید
یک نیروی همبستگی پایگاه داده را برای کیفیت بخشی ایجاد کنید
از این داده ها برای تنظیمات آینده و عیب یابی استفاده کنید
نمودار کنترل مثال:
| نیروی بستن (٪) | فلش | کوتاه عکس های | وزن |
| 90 | هیچ کدام | چند | 0.5 ± |
| 95 | هیچ کدام | هیچ کدام | 0.2 ± |
| 100 | اندک | هیچ کدام | 1 /0 ٪ |
نقطه شیرین را پیدا کنید که تمام شاخص های کیفیت بهینه هستند.
پایان
درک و محاسبه نیروی بستن برای قالب گیری تزریق موفقیت آمیز ضروری است. این کیفیت بخشی را تضمین می کند ، از نقص جلوگیری می کند و عمر قالب را گسترش می دهد. غذاهای مهم شامل نقش منطقه پیش بینی شده ، خصوصیات مواد و پارامترهای پردازش در تعیین نیروی بستن صحیح است. برای دستیابی به نتایج بهتر و بهینه سازی راندمان تولید ، این دانش را در پروژه های خود اعمال کنید.
