クランプ力は、高品質の成形製品を生産するために重要です。しかし、どれくらいの力で十分ですか？で 射出成形、正確なクランプ力により、プロセス中は金型が閉じたままであり、フラッシュや損傷などの欠陥を防ぎます。この投稿では、クランプ力の役割、生産にどのように影響するか、および最良の結果を得るために正確に計算する方法を学びます。
射出成形のクランプ力とは何ですか？
クランプ力は、注入中にカビの半分を一緒に保つ力です。それは、すべてを所定の位置に保持している巨大なviseグリップのようなものです。
この力は、機械の油圧システムまたは電気モーターから来ています。彼らは信じられないほどの強さと一緒にカビの半分を押します。
簡単に言えば、クランプ力は、金型を閉じたままにするための圧力です。トンまたはメトリックトンで測定されます。
機械の筋肉力と考えてください。クランプが強いほど、より多くの圧力を処理できます。
射出成形プロセスにおけるクランプ力の役割
クランプユニットは、射出成形機の重要な成分です。固定されたプラテンと移動するプラテンで構成され、型の2つの半分を保持します。通常、油圧または電気のクランプメカニズムは、注入プロセス中にカビを閉じたままにするために必要な力を生成します。
典型的な成形サイクル中にクランプ力がどのように適用されるかは次のとおりです。
型が閉じ、クランプユニットは初期クランプ力を適用して金型の半分を一緒に保ちます。
注入ユニットはプラスチックを溶かし、高圧下でカビの空洞に注入します。
溶融プラスチックが空洞を満たすと、カビの半分を引き離そうとする反圧力が生成されます。
クランプユニットは、この対抗圧力に抵抗し、金型を閉じたままにするためにクランプ力を維持します。
プラスチックが冷えて固化すると、クランプユニットが金型を開き、部分が排出されます。
適切なクランプ力がなければ、部品には次のような欠陥があります。
適切なクランプ力を維持することの重要性
クランプ力を正しく取得することは、品質と効率のために重要です。
適切なクランプ力が保証されます：
高品質の部品
より長いカビの寿命
効率的なエネルギー使用
より速いサイクル時間
材料廃棄物の減少
射出成形におけるクランプ力に影響する要因
いくつかの重要な要因が、射出成形に必要なクランプ力を決定し、プロセス中にカビが閉じたままで、欠陥を防ぎます。これらの要因には、投影領域、空洞圧、材料特性、カビの設計、および処理条件が含まれます。
投影エリアとクランプ力への影響
投影領域の定義：
予測された領域は、クランプ方向から見られるように、成形部分の最大の表面を指します。注射中に溶融プラスチックによって生成された内部力への部品の暴露を表します。
投影領域の決定方法：
正方部分の場合、長さに幅を掛けて面積を計算します。円形の部分には、式を使用します。
カビ内の空洞の数とともに、総予測面積は増加します。
投影領域とクランプ力の関係：
より大きな投影領域には、注入中にカビが開くのを防ぐためにより多くのクランプ力が必要です。これは、表面積が大きいと内部圧力が大きくなるためです。
例：
空洞圧とクランプ力への影響
空洞圧の定義：
キャビティ圧力は、金型を満たす際に溶融プラスチックによって及ぼす内圧です。材料特性、噴射速度、および部分ジオメトリに依存します。
空洞圧の壁の厚さと厚さの経路との関係
空洞圧に影響する要因：
壁の厚さ：薄い壁の部分は、空洞圧が高くなりますが、壁が厚くなると圧力が低下します。
噴射速度：噴射速度が速くなると、カビ内の空洞圧が高くなります。
材料の粘度：高粘度プラスチックは、より多くの抵抗を生成し、圧力を高めます。
空洞圧がクランプ力の要件にどのように影響するか：
空洞圧が上昇するにつれて、金型が開くのを防ぐために、より多くのクランプ力が必要です。クランプ力が低すぎると、カビ分離が発生し、フラッシュのような欠陥が生じる可能性があります。空洞圧を適切に計算すると、適切なクランプ力が決定されます。
材料特性と金型の設計
材料特性：
カビの設計要因：
噴射速度と温度
注入速度とカビの温度の両方が、プラスチックが流れて固化する方法に影響します。噴射速度の速度とカビの温度が低下すると、一般に内部空洞圧が増加するため、プロセス中に金型を閉じたままにするためにより多くのクランプ力が必要です。
射出成形におけるクランプ力を計算する方法
クランプ力の計算はロケット科学ではありませんが、成功するためには重要です。基本から高度なものまで、さまざまな方法を探りましょう。
1。基本式
クランプ力の基本方程式は次のとおりです。
クランプ力=投影面積×キャビティ圧力
コンポーネントの説明：
これらを掛けると、推定クランプ力があります。
2。経験式
時々、迅速な推定が必要です。それが経験的な方法が役立つ場所です。
KPメソッド
クランプ力（T）= KP×投影エリア（CM⊃2;）
KP値は素材によって異なります：
PE/PP：0.32
ABS：0.30-0.48
PA/POM：0.64-0.72
350 barメソッド
クランプ力（t）=（350×投影エリア（cm²）） / 1000
この方法では、350 barの標準的な空洞圧を想定しています。
経験的方法の長所と短所
長所：
短所：
精度が低い
特定の材料特性や処理条件を考慮していません
3。高度な計算方法
より正確な計算については、材料の特性と処理条件を考慮してください。
熱可塑性流量特性グループ化
| グレード | 熱可塑性材料 | フロー係数 |
| 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 |
一般的な熱可塑性材料の流れ係数の表
段階的な計算プロセス
投影エリアを決定します
流れの長さと厚さ比を使用して空洞圧を計算します
材料グループの乗算定数を適用します
領域に調整された圧力を掛けます
例：380cm⊃2のPC部品の場合;面積と160バーベース圧力：
クランプ力=380cm² ×（160 bar×1.9）= 115.5トン
4。CAEソフトウェア計算
複雑な部品または高精度のニーズについては、CAEソフトウェアは非常に貴重です。
Moldflowおよび同様のソフトウェアの紹介
これらのプログラムは、射出成形プロセスをシミュレートします。彼らは、空洞の圧力とクランプ力を高精度で予測します。
CAEを使用することの利点
複雑な幾何学を説明します
材料の特性と処理条件を考慮します
視覚的な圧力分布マップを提供します
金型の設計と処理パラメーターの最適化に役立ちます
例：ポリカーボネートランプホルダーのクランプ力計算
現実世界の例に飛び込みましょう。ポリカーボネートランプホルダーのクランプ力を計算します。
例を理解する
ランプホルダーにはこれらの仕様があります。
外径：220mm
壁の厚さ：1.9-2.1mm
材料：ポリカーボネート（PC）
デザイン：ピン型のセンターゲート
最長のフローパス：200mm
ポリカーボネートは、その高い粘度で知られています。これは、金型を満たすためにより多くの圧力が必要になることを意味します。
段階的な計算
プロセスを分解しましょう：
フローの長さを壁の厚さ比の計算：
比率=最長の流れパス /薄い壁= 200mm / 1.9mm = 105：1
ベースキャビティ圧力を決定します：
キャビティ圧力/壁の厚さグラフを使用します
1.9mmの厚さと105：1の比率
基本圧力：160バー
材料特性を調整します：
投影面積を計算します：
面積=π *（直径/2）⊃2; = 3.14 *（22/2）⊃2; = 380cm²
計算クランプ力：
力=圧力 *面積= 304 bar * 380cm² = 115,520 kg = 115.5トン
安全性と効率の調整
安全のために、次の利用可能なマシンサイズにまとめます。 120トンのマシンが適しています。
効率のためのこれらの要因を考慮してください。
射出成形機の選択とクランプ力のマッチング
適切な射出成形機を選択することは、成功に不可欠です。クランプ力だけではありません - いくつかの要因が作用します。
クランプ力と機械パラメーターの関係
クランプ力は分離されていません。それは他のマシン仕様と密接に結びついています：
注射能力：
ネジのサイズ：
カビのオープニングストローク：
ネクタイバー間隔：
一般的なプラスチック製品の参照範囲
クランプ力のニーズは大きく異なります。一般的なガイドは次
| の | 。 | です | とおり |
| 薄壁の容器 | ポリプロピレン（PP） | 500cm² | 150-200トン |
| 自動車コンポーネント | 腹筋 | 1,000cm² | 300-350トン |
| 電子ハウジング | ポリカーボネート（PC） | 700cm² | 200-250トン |
| ボトルキャップ | HDPE | 300cm² | 90-120トン |
上の表は、製品タイプを必要なクランプ力と一致させるためのラフなガイドを提供します。これらの数値は、部分の複雑さ、材料特性、金型の設計によって異なります。
誤ったクランプ力の結果
クランプ力を右にすることは、射出成形において重要です。少なすぎる、または多すぎると、深刻な問題につながる可能性があります。潜在的な問題を探りましょう。
不十分なクランプ力
十分な力を適用しないと、いくつかの問題が発生する可能性があります。
フラッシュフォーメーション
カビの半分の間に過剰な材料が浸透します
部分に薄くて望まない突起を作成します
追加のトリミングが必要で、生産コストが増加します
品質が悪い
カビ分離による寸法の不正確さ
特に薄壁のセクションでは、不完全な詰め物
生産走行全体の一貫性のない部分の重み
カビの損傷
過度のクランプ力
あまりにも多くの力を適用することも答えではありません。原因となる可能性があります：
機械摩耗
油圧成分に対する不必要なストレス
タイバーとプラテンの加速摩耗
機械の寿命を短くします
エネルギー廃棄物
より高い力にはより多くの電力が必要です
生産コストが増加します
全体的な効率が低下します
カビの損傷
空洞圧の解放が難しい
最適なクランプ力を維持することの重要性
クランプ力のバランスは成功するための鍵です。これが重要な理由です：
一貫した部分品質
寸法の精度を保証します
フラッシュやショートショットなどの欠陥を防ぎます
拡張機器寿命
金型と機械の両方の摩耗を減らします
メンテナンスコストを削減します
エネルギー効率
より速いサイクル時間
適切な力により、最適な冷却が可能になります
より簡単な部品排出は生産を高速化します
スクラップレートの低下
最適な力は静的ではないことを忘れないでください。に基づいて調整する必要がある場合があります。
材料の変更
時間の経過とともにカビの摩耗
処理条件の変動
クランプ力の定期的な監視と微調整は、高品質で効率的な生産を維持するために不可欠です。
最適なクランプ力を確保するためのベストプラクティス
完璧なクランプ力を達成することは、1回限りのタスクではありません。継続的な注意と調整が必要です。射出成形プロセスをスムーズに実行し続けるために、いくつかのベストプラクティスを探りましょう。
適切な金型設計上の考慮事項
優れた金型デザインは、最適なクランプ力に不可欠です。
バランスの取れたランナーシステムを使用して、圧力を均等に分配します
閉じ込められた空気と圧力のスパイクを減らすために適切な通気を実装する
可能であれば投影領域を最小限に抑えるために、部分ジオメトリを検討してください
圧力分布を促進するための均一な壁の厚さのデザイン
材料の選択とその影響
異なる材料には異なるクランプ力が必要です：
| 材料 | 相対クランプ力が必要です |
| PE、pp | 低い |
| 腹筋、ps | 中くらい |
| PC、POM | 高い |
素材を賢く選択してください。部品の要件と処理の両方を容易にします。
機械のメンテナンスとキャリブレーション
定期的なメンテナンスにより、正確なクランプ力が保証されます。
生産中の監視と調整
クランプフォースはセットアンドフォーゲットではありません。これらの指標を監視してください：
部品重量の一貫性
フラッシュの発生
ショートショットまたは不完全な詰め物
排出力が必要です
問題に気付いた場合は、力を調整します。小さな変更は大きな違いを生む可能性があります。
定量的指標と制御方法
データを使用してプロセスを微調整します。
ベースラインクランプ力を確立します
部分品質に基づいて5〜10％の増分で調整します
調整ごとに結果を記録します
データベースの相関力を作成して品質を部分的に作成します
将来のセットアップとトラブルシューティングには、このデータを使用します
コントロールチャートの例：
| クランプ力（％） | フラッシュ | ショートショットの | 重量の一貫性 |
| 90 | なし | 少し | ±0.5％ |
| 95 | なし | なし | ±0.2％ |
| 100 | わずか | なし | ±0.1％ |
すべての品質指標が最適なスイートスポットを見つけてください。
結論
クランプ力の理解と計算は、射出成形を成功させるために不可欠です。部分の品質を保証し、欠陥を防ぎ、カビの寿命を延ばします。重要なテイクアウトには、正しいクランプ力の決定における投影エリアの役割、材料特性、および処理パラメーターが含まれます。この知識をプロジェクトに適用して、より良い結果を達成し、生産効率を最適化します。
