Snaga stezanja ključna je za proizvodnju visokokvalitetnih oblikovanih proizvoda. Ali koliko je sile dovoljno? U tome ubrizgavanje, precizna sila stezanja osigurava da se plijesan tijekom postupka zaustavi, sprečavajući nedostatke poput bljeska ili oštećenja. U ovom postu naučit ćete ulogu sile stezanja, kako ona utječe na proizvodnju i metode da je točno izračunate za najbolje rezultate.
Što je sila stezanja u injekcijskom oblikovanju?
Snaga stezanja je snaga koja drži polovice kalupa tijekom ubrizgavanja. To je poput divovskog zahvata, držeći sve na mjestu.
Ova sila dolazi iz hidrauličkog sustava ili električnih motora stroja. Oni guraju polovice kalupa zajedno s nevjerojatnom snagom.
Jednostavno rečeno, sila stezanja je tlak koji se primjenjuje kako bi se plijesni zatvorili. Mjeri se u tonama ili metričkim tonama.
Zamislite to kao mišićnu snagu stroja. Što je stezaljka jača, to je veći pritisak.
Uloga sile stezanja u postupku oblikovanja ubrizgavanja
Jedinica stezanja kritična je komponenta stroja za oblikovanje ubrizgavanja. Sastoji se od fiksnog ploča i pokretne ploče, koji drže dvije polovice kalupa. Mehanizam stezanja, obično hidraulički ili električni, stvara silu potrebnu da se kalup zatvori tijekom postupka ubrizgavanja.
Evo kako se sila stezanja primjenjuje tijekom tipičnog ciklusa oblikovanja:
Kalup se zatvara, a jedinica stezanja nanosi početnu silu stezanja kako bi se kalup za držanje polovica kalupa.
Jedinica za ubrizgavanje rastopi plastiku i ubrizgava je u šupljinu kalupa pod visokim tlakom.
Dok rastopljena plastika ispunjava šupljinu, ona stvara kontra pritisak koji pokušava razdvojiti polovice kalupa.
Jedinica stezanja održava silu stezanja kako bi se odupirala ovom kontra-tlaku i drži kalup zatvorenim.
Jednom kada se plastika ohladi i očvrsne, stezalna jedinica otvara kalup, a dio se izbacuje.
Bez odgovarajuće sile stezanja, dijelovi bi mogli imati oštećenja poput:
Važnost održavanja odgovarajuće sile stezanja
Ispravljanje sile stezanja ključno je za kvalitetu i učinkovitost,
Pravilna sila stezanja osigurava:
Visokokvalitetni dijelovi
Duži život plijesni
Učinkovita upotreba energije
Brže vrijeme ciklusa
Smanjeni materijalni otpad
Čimbenici koji utječu na silu stezanja u oblikovanju ubrizgavanja
Nekoliko ključnih čimbenika određuje silu stezanja potrebnom za ubrizgavanje oblikovanja, osiguravajući da kalup ostaje zatvoren tijekom postupka i sprječava oštećenja. Ti čimbenici uključuju projicirano područje, tlak šupljine, svojstva materijala, dizajn kalupa i uvjete obrade.
Projicirano područje i njegov utjecaj na silu stezanja
Definicija projiciranog područja :
Projektirano područje odnosi se na najveću površinu oblikovanog dijela, kako se gleda iz smjera stezanja. Predstavlja izloženost dijela unutarnjim silama koje nastaju rastopljenom plastikom tijekom ubrizgavanja.
Kako odrediti projicirano područje :
Za kvadratne dijelove izračunajte područje množenjem duljine s širinom. Za kružne dijelove koristite formulu:
Ukupna projicirana površina povećava se s brojem šupljina u kalupu.
Odnos između projiciranog područja i sile stezanja :
veće projicirano područje zahtijeva veću silu stezanja kako bi se spriječilo otvaranje plijesni tijekom ubrizgavanja. To je zato što veća površina rezultira većim unutarnjim tlakom.
Primjeri :
Dio debljina stijenke : Tanki zidovi povećavaju unutarnji tlak, zahtijevajući veću silu stezanja da bi se kalup zatvorio.
Omjer duljine protoka i debljine : što je veći omjer, to se više tlaka povećava unutar šupljine, povećavajući potrebu za silom stezanja.
Pritisak šupljine i njegov utjecaj na silu stezanja
Definicija tlaka šupljine :
Tlak šupljine je unutarnji tlak koji vrši rastopljena plastika dok ispunjava kalup. Ovisi o svojstvima materijala, brzini ubrizgavanja i geometriji dijela.
Odnos debljine stijenke tlaka šupljine i omjera staze i debljine
Čimbenici koji utječu na pritisak šupljine :
Debljina stijenke : Dijelovi tankog zida dovode do većeg tlaka šupljine, dok deblji zidovi smanjuju tlak.
Brzina ubrizgavanja : Brže brzine ubrizgavanja rezultiraju većim tlakom šupljine unutar kalupa.
Materijalna viskoznost : Plastika veće viskoznosti stvara veću otpornost, povećavajući pritisak.
Kako tlak šupljine utječe na zahtjeve sile stezanja :
Kako se tlak šupljine povećava, potrebna je veća sila stezanja kako bi se spriječilo otvaranje plijesni. Ako je sila stezanja preniska, može doći do razdvajanja plijesni, što dovodi do oštećenja poput bljeskalice. Pravilno izračunavanje tlaka šupljine pomaže u određivanju odgovarajuće sile stezanja.
Svojstva materijala i dizajn kalupa
Svojstva materijala :
Viskoznost : Plastika visoke viskoznosti teče manje lako, što zahtijeva više sile.
Gustoća : gušće materijale trebaju veće pritiske da bi se kalup pravilno ispunio.
Čimbenici dizajna kalupa :
Brzina ubrizgavanja i temperatura
I brzina ubrizgavanja i temperatura kalupa utječu na to kako plastična teče i očvrsne. Brže brzine ubrizgavanja i niže temperature kalupa uglavnom povećavaju unutarnju šupljinu, čime je potrebno veću silu stezanja kako bi se kalup zatvorio tijekom postupka.
Kako izračunati silu stezanja u oblikovanju ubrizgavanja
Izračunavanje sile stezanja nije raketna znanost, ali ključno je za uspješno oblikovanje. Istražimo razne metode, od osnovnih do naprednih.
1. Osnovna formula
Temeljna jednadžba sile stezanja je:
sila stezanja = projicirano područje × tlak šupljine
Objašnjenje komponenti:
Pomnožite ih i imate svoju procijenjenu silu stezanja.
2. Empirijske formule
Ponekad su potrebne brze procjene. Tu su dobro stigle empirijske metode.
KP metoda
sila stezanja (t) = KP × Projektirano područje (CM⊃2;)
KP vrijednosti razlikuju se od materijala:
PE/PP: 0,32
ABS: 0,30-0,48
PA/POM: 0,64-0,72
350 bara metoda
stezanja (t) = (350 × projicirano područje (cm²)) / 1000
Ova metoda pretpostavlja standardni tlak šupljine od 350 bara.
Prednosti i nedostaci empirijskih metoda
Pros:
Protiv:
3. Napredne metode izračunavanja
Za preciznije proračune razmotrite karakteristike materijala i uvjete obrade.
Karakteristike termoplastike protoka Grupiranje
| protoka | termoplastičnih materijala | koeficijenata |
| 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 |
Tablica koeficijenata protoka uobičajenih termoplastičnih materijala
Postupak izračuna korak po korak
Odrediti projicirano područje
Izračunajte tlak šupljine koristeći omjer duljine protoka i debljine
Primijenite konstantu množenja materijala grupe
Pomnožite područje prilagođenim tlakom
Primjer: za PC dio s 380cm² Područje i bazni tlak od 160 bara:
sila stezanja = 380 cm² × (160 bara × 1.9) = 115,5 tona
4. CAE proračuni softvera
Za složene dijelove ili potrebe visoke preciznosti, CAE softver je neprocjenjiv.
Uvod u Moldflow i sličan softver
Ovi programi simuliraju postupak oblikovanja ubrizgavanja. Predviđaju pritiske šupljine i stežu sile s velikom točnošću.
Prednosti korištenja CAE
Računa za složene geometrije
Razmatra svojstva materijala i uvjete obrade
Omogućuje karte distribucije vizualnog tlaka
Pomaže u optimizaciji parametara dizajna i obrade kalupa
Primjer: izračunavanje sile stezanja za držač polikarbonatne svjetiljke
Zaronimo u primjer iz stvarnog svijeta. Izračunat ćemo silu stezanja za držač polikarbonatne svjetiljke.
Razumijevanje primjera
Naš držač svjetiljke ima ove specifikacije:
Vanjski promjer: 220 mm
Debljina zida: 1,9-2,1 mm
Materijal: Polikarbonat (PC)
Dizajn: središnja vrata u obliku pin
Najduži put protoka: 200 mm
Polikarbonat je poznat po visokoj viskoznosti. To znači da će mu trebati veći pritisak za ispunjavanje kalupa.
Detaljno izračunavanje
Razdvojimo postupak:
Izračunajte omjer duljine duljine protoka i zida:
omjer = najduži put protoka / najtanji zid = 200 mm / 1,9 mm = 105: 1
Odredite tlak bazne šupljine:
Prilagodite svojstva materijala:
Izračunajte projicirano područje:
područje = π * (promjer/2) ⊃2; = 3.14 * (22/2) ⊃2; = 380 cm²
Izračunavanje sile stezanja:
sila = tlak * površina = 304 bara * 380 cm² = 115,520 kg = 115,5 tona
Podešavanja sigurnosti i učinkovitosti
Radi sigurnosti, zaokružujemo sljedeću dostupnu veličinu stroja. Stroj od 120 tona bio bi prikladan.
Razmotrite ove čimbenike za učinkovitost:
Započnite s 115,5 tona i prilagodite se na temelju kvalitete dijela
Monitor za bljeskali ili kratke pucnjeve
Postepeno smanjuje silu ako je moguće bez ugrožavanja kvalitete
Izbor strojeva za ubrizgavanje i podudaranje sile stezanja
Odabir pravog stroja za oblikovanje ubrizgavanja presudan je za uspjeh. Ne radi se samo o sili stezanja - nekoliko čimbenika dolazi u igru.
Odnos između sile stezanja i parametara stroja
Snaga stezanja nije izolirana. Usko je vezan za druge specifikacije strojeva:
Kapacitet ubrizgavanja:
Veličina vijka:
Stroj za otvaranje kalupa:
Prostor za kravatu bara:
Referentni rasponi za uobičajene plastične proizvode
Snaga stezanja treba se uvelike razlikovati. Evo općeg vodiča: Područje
| ( | projiciranog materijala | CM⊃2;) | Potrebna sila stezanja (TONS) |
| Spremnici s tankom zidom | Polipropilen (PP) | 500 cm² | 150-200 tona |
| Automobilske komponente | Abs | 1.000 cm² | 300-350 tona |
| Elektronička kućišta | Polikarbonat (PC) | 700 cm² | 200-250 tona |
| Kape za boce | Hdpe | 300 cm² | 90-120 tona |
Gornja tablica pruža grubi vodič za usklađivanje vrsta proizvoda s potrebnom silom stezanja. Te brojke mogu varirati ovisno o složenosti dijela, svojstvima materijala i dizajnu kalupa.
Posljedice pogrešne sile stezanja
Dobivanje sile stezanja točno je ključno u oblikovanju ubrizgavanja. Premalo ili previše može dovesti do ozbiljnih problema. Istražimo potencijalne probleme.
Nedovoljna sila stezanja
Kad ne primijenite dovoljno sile, može se dogoditi nekoliko problema:
Formiranje bljeskalice
Višak materijala prodire između polovica kalupa
Stvara tanke, neželjene izbočine na dijelovima
Zahtijeva dodatno obrezivanje, povećavajući troškove proizvodnje
Loša kvaliteta dijela
Dimenzionalne netočnosti zbog razdvajanja plijesni
Nepotpuno punjenje, posebno u tanko zidovima
Nedosljedni dio utega u proizvodnji
Oštećenje kalupa
Prekomjerna sila stezanja
Primjena previše sile nije odgovor. Može uzrokovati:
Nošenje stroja
Nepotrebni stres na hidrauličkim komponentama
Ubrzano trošenje kravata i ploče
Skraćeni životni vijek stroja
Energetski otpad
Veća sila zahtijeva više snage
Povećava troškove proizvodnje
Smanjuje ukupnu učinkovitost
Oštećenje kalupa
Poteškoće u oslobađanju pritiska šupljine
Važnost održavanja optimalne sile stezanja
Snaga stezanja uravnoteženja ključna je za uspješno oblikovanje. Evo zašto je to važno:
Dosljedna kvaliteta dijela
Prošireni život opreme
Energetska učinkovitost
Brže vrijeme ciklusa
Smanjene stope otpadaka
Zapamtite, optimalna sila nije statična. Možda će trebati prilagoditi na temelju:
Redovito nadgledanje i fino podešavanje sile stezanja ključni su za održavanje visokokvalitetne, učinkovite proizvodnje.
Najbolje prakse za osiguranje optimalne sile stezanja
Postizanje savršene sile stezanja nije jednokratni zadatak. To zahtijeva stalnu pažnju i prilagodbe. Istražimo neke najbolje prakse kako bi vaš postupak oblikovanja ubrizgavao glatko.
Pravilna razmatranja dizajna kalupa
Dobar dizajn kalupa presudan je za optimalnu silu stezanja:
Koristite uravnotežene sustave trkača za ravnomjerno raspoređivanje tlaka
Provedite pravilno odzračivanje kako biste smanjili zarobljeni zračni i pritisak
Razmotrite geometriju dijela kako biste minimizirali projicirano područje gdje je to moguće
Dizajn s ujednačenom debljinom stijenke za promicanje čak i raspodjele tlaka
Odabir materijala i njegov utjecaj
Različiti materijali zahtijevaju različite sile stezanja:
| materijalna relativna sila stezanja | potrebna |
| PE, PP | Nizak |
| ABS, PS | Srednji |
| PC, POM | Visok |
Pametno odaberite materijale. Razmotrite i zahtjeve dijela i lakoću obrade.
Održavanje i kalibracija stroja
Redovito održavanje osigurava točnu silu stezanja:
Provjerite hidrauličke sustave na curenje ili habanje
Godišnje senzori kalibracije tlaka
Pregledajte kravate na znakove stresa ili neusklađenosti
Održavajte ploče čistim i dobro podmazanim
Nadzor i prilagođavanje tijekom proizvodnje
Snaga stezanja nije postavljena i zategnuta. Pratite ove pokazatelje:
Konzistencija dijela težine
Bljeskalica
Kratki snimci ili nepotpuno punjenje
Potrebna sila izbacivanja
Prilagodite silu ako primijetite probleme. Male promjene mogu napraviti velike razlike.
Kvantitativni pokazatelji i kontrolne metode
Upotrijebite podatke za fino podešavanje vašeg postupka:
Uspostaviti osnovnu silu stezanja
Prilagodite u koracima od 5-10% na temelju kvalitete dijela
Zabilježite rezultate za svako prilagođavanje
Stvorite bazu podataka korelacijske sile s dijelom kvalitete
Koristite ove podatke za buduće postavke i rješavanje problema
Primjer kontrolne grafikone:
| sila stezanja (%) | Flash | Kratki snimci | konzistentnost težine |
| 90 | Nijedan | Nekoliko | ± 0,5% |
| 95 | Nijedan | Nijedan | ± 0,2% |
| 100 | Zatega | Nijedan | ± 0,1% |
Pronađite slatko mjesto na kojem su svi pokazatelji kvalitete optimalni.
Zaključak
Razumijevanje i izračunavanje sile stezanja ključno je za uspješno oblikovanje ubrizgavanja. Osigurava kvalitetu dijela, sprečava oštećenja i proširuje život plijesni. Ključni potezi uključuju ulogu projiciranog područja, svojstava materijala i parametara obrade u određivanju ispravne sile stezanja. Primijenite ovo znanje u svojim projektima kako biste postigli bolje rezultate i optimizirali učinkovitost proizvodnje.
