射出成形は 、現代の製造業で重要であり、自動車部品から日常のプラスチックアイテムまですべてを生産しています。正確な計算式このプロセスを最適化し、効率と品質を確保します。この投稿では、射出成形操作を強化するために、クランプ力、噴射圧力などに不可欠な式を学びます。
射出成形
射出成形は、さまざまな機械コンポーネントとプロセスパラメーターの複雑な相互作用に依存する複雑なプロセスです。この製造技術の基本を把握するには、関係する重要な要素を理解することが重要です。
射出成形機のコンポーネントとその機能
射出成形機の主要な成分には次のものがあります。
噴射ユニット：プラスチック材料を型型の空洞に溶かして注入する責任があります。
クランプユニット：注入中にカビを閉じた金型を保持し、圧力下でカビが開くのを防ぐために必要なクランプ力を適用します。
金型：最終製品の形状を形成する2つの半分（空洞とコア）で構成されています。
制御システム：射出成形プロセス全体を調整および監視し、一貫性と品質を確保します。
各コンポーネントは、マシンの滑らかな動作に重要な役割を果たし、成形部品の品質に直接影響します。
射出成形の重要なパラメーター
最適な結果を達成するには、次の重要なパラメーターを理解して制御することが不可欠です。
クランプ力：注射中に金型を閉じたままにするために必要な力、材料が逃げるのを防ぎ、適切な部品形成を確保します。
噴射圧力：溶融プラスチックに加えられた圧力は、カビの空洞に注入され、充填速度と部分の品質に影響します。
注入量：各サイクル中にカビの空洞に注入されたプラスチック材料の量は、最終製品のサイズと重量を決定します。
その他の重要なパラメーターには、噴射速度、溶融温度、冷却時間、排出力が含まれます。これらの各要因は、一貫した高品質の部品を確保するために、慎重に監視および調整する必要があります。
機械仕様と成形要件の関係
射出成形機の選択は、成形プロジェクトの特定の要件に依存します。考慮すべき要因は次のとおりです。
ショットサイズ：機械が1つのサイクルで注入できるプラスチックの最大容積。
クランプ力：必要な噴射圧力の下で金型を閉じたままにする機械の能力。
噴射圧力：機械の空洞を満たすために機械が生成できる最大圧力。
| 成形要件 | 関連マシン仕様 |
| 部品サイズ | ショットサイズ |
| 一部の複雑さ | クランプ力、注入圧力 |
| 材料タイプ | 噴射圧力、溶融温度 |
クランプ力の計算
射出成形の世界では、クランプ力は最終製品の品質と一貫性を確保する上で重要な役割を果たします。しかし、クランプ力とは正確には何ですか、そしてなぜそれがそんなに重要なのですか？
クランプ力の定義と重要性
クランプ力とは、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指します。注入されたプラスチックの高圧下でカビが開くのを防ぎ、溶融物質が空洞を完全に満たし、望ましい形状を形成することを保証します。
十分なクランプ力がなければ、フラッシュ、不完全な充填、寸法の不正確さなどの問題が発生し、欠陥のある部品や生産コストの増加につながる可能性があります。
クランプ力式
特定の成形プロジェクトに必要なクランプ力は、次の式を使用して計算できます。
f = am * pv / 1000
どこ：
F：クランプ力（トン）
AM：キャビティ投影エリア（CM^2）
PV：充填圧力（kg/cm^2）
この式を効果的に使用するには、使用されている材料の空洞投影領域と適切な充填圧力を決定する必要があります。
クランプ力に影響する要因
いくつかの要因が必要なクランプ力に影響を与える可能性があります。
材料特性：
部分ジオメトリ：
これらの要因がクランプ力にどのように影響するかを理解することは、射出成形プロセスを最適化し、一般的な欠陥を回避するために重要です。
例と実用的なアプリケーション
クランプフォーミュラの実用的な応用を説明する例を考えてみましょう。推奨充填圧力180 kg/cm^2の材料を使用して、250 cm^2の空洞投影面積を持つ部品を成形しているとします。
式の使用：
f = am pv / 1000 = 250 180 /1000 = 45トン
この場合、適切なカビの閉鎖と部分品質を確保するために、45トンのクランプ力が必要です。
注入圧力計算
噴射圧力は、射出成形プロセスのもう1つの重要なパラメーターです。成形部品の品質に直接影響し、それを計算する方法を理解することは、プロセスを最適化するために不可欠です。
注入圧力の定義と重要性
噴射圧力とは、金型空洞に注入される溶融プラスチック材料に加えられる力を指します。材料が空洞をどれだけ迅速かつ効率的に満たすかを決定し、適切な部品形成を確保し、短いショットや不完全な充填などの欠陥を最小限に抑えます。
最適な噴射圧力を維持することは、サイクル時間と材料廃棄物を最小限に抑えながら、一貫した高品質の部品を達成するために重要です。
噴射圧力式
注入圧力は、次の式を使用して計算できます。
pi = p * a / ao
どこ：
PI：噴射圧（kg/cm^2）
P：ポンプ圧（kg/cm^2）
A：注入シリンダー有効エリア（CM^2）
AO：断面領域（cm^2）ネジ
このフォーミュラを適用するには、ポンプの圧力、注入シリンダーの有効な領域、およびネジの断面積を知る必要があります。
注入圧力に影響する要因
いくつかの要因が必要な注射圧力に影響を与える可能性があります。
物質的な粘度：
ゲートのサイズとデザイン：
フローパスの長さと厚さ：
例と実用的なアプリケーション
注入圧力式の実用的な応用を実証する例を考えてみましょう。 150 kg/cm^2のポンプ圧力、120 cm^2の注入シリンダー有効面積があるとします。
式の使用：
pi = p a / ao = 150 120 /20 = 900 kg / cm^2
この場合、注入圧力は900 kg/cm^2になります。
注入量と体重計算
噴射量と体重は、射出成形プロセスにおける2つの重要なパラメーターです。それらは、成形部品のサイズ、品質、コストに直接影響し、プロセスを最適化するために正確な計算が重要になります。
注入量と体重の定義と重要性
注入量とは、各サイクル中にカビの空洞に注入された溶融プラスチック材料の量を指します。最終製品のサイズと形状を決定します。
一方、注入重量は、カビの空洞に注入されたプラスチック材料の質量です。成形部品の全体的な重量とコストに影響します。
これらのパラメーターを正確に計算することは、一貫した部分品質を確保し、材料の廃棄物を最小限に抑え、生産効率を最適化するために不可欠です。
注入量式
注入量は、次の式を使用して計算できます。
v =π （do/2）^2 st
どこ：
V：注入量（cm^3）
do：ネジ径（cm）
ST：注射ストローク（cm）
この式を適用するには、射出成形機のネジの直径と噴射ストロークを知る必要があります。
注入重量式
注入重量は、次の式を使用して計算できます。
= Vηδ VW
どこ：
VW：噴射体重（g）
V：注入量（cm^3）
η：材料固有の重力
δ：機械的効率
この式を使用するには、注入量、使用されている材料の比重、射出成形機の機械的効率を知る必要があります。
注入量と体重に影響する要因
いくつかの要因が注入の量と体重に影響を与える可能性があります。
壁の厚さの一部：
ランナーシステム設計：
ゲートのサイズと場所：
例と実用的なアプリケーション
注入容積と体重式の実用的な応用を説明する例を考えてみましょう。ネジ直径4 cm、10 cmの注入ストローク、比重が1.2の材料、および0.95の機械的効率があるとします。
注入量式の使用：
v =π （do/2）^2 st =π （4/2）^2 10 = 62.83 cm^3
注入重量式の使用：
VW =Vηδ = 62.83 1.2 0.95 = 71.63 g
この場合、注入量は62.83 cm^3で、注入重量は71.63 gになります。
注入速度と速度の計算
噴射速度と速度は、射出成形プロセスにおける2つの重要なパラメーターです。それらは、成形部品の品質、サイクル時間、および全体的な生産効率に大きな影響を与えます。
注入速度と速度の定義と重要性
注入速度とは、溶融塑性材料がカビの空洞に注入される速度を指します。通常、1秒あたりのセンチメートル（cm/秒）で測定されます。
一方、注入速度は、通常、1秒あたりのグラムで発現する時間あたりの金型空洞に注入されたプラスチック材料の質量（g/sec）です。
これらのパラメーターを最適化することは、金型キャビティの適切な充填、短いショットやフラッシュなどの欠陥を最小限に抑え、一貫した部分品質を達成するために不可欠です。
注入速度式
注入速度は、次の式を使用して計算できます。
s = q / a
どこ：
S：噴射速度（cm/秒）
Q：ポンプ出力（CC/SEC）
A：注入シリンダー有効エリア（CM^2）
この式を適用するには、ポンプの出力と噴射シリンダーの有効な領域を知る必要があります。
注入率式
注入率は、次の式を使用して計算できます。
sv = s * ao
どこ：
SV：注入率（g/秒）
S：噴射速度（cm/秒）
AO：断面領域（cm^2）ネジ
この式を使用するには、噴射速度とネジの断面積を知る必要があります。
注入速度と速度に影響する要因
いくつかの要因が注入速度と速度に影響を与える可能性があります。
材料特性：
ゲートのサイズとデザイン：
部分ジオメトリ：
例と実用的なアプリケーション
注入速度と速度式の実用的な応用を示す例を考えてみましょう。 150 cc/秒のポンプ出力、50 cm^2の噴射シリンダー有効面積、10 cm^2のネジ断面積があるとします。
注入速度式の使用：
s = q / a = 150 /50 = 3 cm /秒
注入率式の使用：
sv = s ao = 3 10 = 30 g/秒
この場合、注入速度は3 cm/秒で、注入速度は30 g/秒になります。
注入シリンダー面積の計算
噴射シリンダー面積は、射出成形プロセスの重要なパラメーターです。機械の噴射圧、速度、および全体的な性能に直接影響します。
注入シリンダー領域の定義と重要性
注入シリンダー領域は、注入シリンダーボアの断面積を指します。溶融プラスチック材料が注入段階でプランジャーまたはネジによって押される領域です。
注入シリンダー面積は、溶融プラスチックに適用できる力の量を決定し、噴射圧力と速度に影響します。この領域を正確に計算することは、マシンのパフォーマンスを最適化し、一貫した部分品質を確保するために不可欠です。
注入シリンダー面積式
注入シリンダー面積は、次の式を使用して計算できます。
シングルシリンダー：
（注入シリンダー直径^2-プランジャー直径^2） * 0.785 =注入シリンダー面積（cm^2）
ダブルシリンダー：
（注入シリンダー直径^2-プランジャー直径^2） 0.785 2 =注入シリンダー面積（cm^2）
これらの式を適用するには、注入シリンダーとプランジャーの直径を知る必要があります。
注入シリンダー領域に影響する要因
いくつかの要因は、以下を含む注入シリンダー領域に影響を与える可能性があります。
マシンの種類とサイズ：
噴射ユニットの構成：
プランジャーまたはネジの設計：
例と実用的なアプリケーション
注入シリンダー面積式の実用的な用途を説明する例を考えてみましょう。噴射シリンダー直径10 cmとプランジャー直径8 cmの単気筒射出成形機があるとします。
単気筒フォーミュラの使用：
注入シリンダー面積=（注入シリンダー直径^2 -プランジャー直径^2） 0.785 =（10^2-8^2） 0.785 =（100-64） * 0.785 = 28.26 cm^2
この場合、注入シリンダー面積は28.26 cm^2になります。
単一の革命量計算をポンプします
ポンプの単一革命ボリュームは、射出成形プロセスに不可欠なパラメーターです。ポンプの革命ごとに注入ユニットによって供給される溶融プラスチック材料の量を決定します。
ポンプの単一革命量の定義と重要性
ポンプの単一革命容積とは、1つの完全な革命中に注入ユニットのポンプによって変位した溶融プラスチック材料の体積を指します。通常、1秒あたりの立方センチメートル（CC/SEC）で測定されます。
このパラメーターは、射出成形プロセスの噴射速度、圧力、および全体的な効率に直接影響します。ポンプの単一革命ボリュームを正確に計算することは、マシンのパフォーマンスを最適化し、一貫した部分品質を確保するために重要です。
シングルレボリューションボリュームフォーミュラをポンプします
ポンプの単一革命ボリュームは、次の式を使用して計算できます。
注入シリンダー面積（CM^2） 噴射速度（CM/秒） 60秒/モーター速度=ポンプ単一革命ボリューム（CC/SEC）
このフォーミュラを適用するには、射出成形機の注入シリンダー領域、噴射速度、およびモーター速度を知る必要があります。
ポンプの単一革命量に影響する要因
いくつかの要因がポンプの単一革命ボリュームに影響を与える可能性があります。
注入シリンダー寸法：
噴射速度設定：
モーター速度：
例と実用的なアプリケーション
ポンプの単一革命ボリュームフォーミュラの実用的なアプリケーションを実証する例を考えてみましょう。 50 cm^2の注入シリンダー面積、10 cm/秒の噴射速度、1000 rpmのモーター速度を備えた射出成形機があるとします。
式の使用：
ポンプシングル革命量=注入シリンダー面積 噴射速度 60秒 /モーター速度= 10 50/1000 = 30 cc /秒
この場合、ポンプの単一革命量は30 cc/秒になります。
総噴射圧力計算
総噴射圧力は、射出成形プロセスの重要なパラメーターです。注入段階で溶融塑性材料に加えられた最大力を表します。
総噴射圧力の定義と重要性
総噴射圧力とは、金型空洞に注入される溶融プラスチック材料に作用する力の合計を指します。これは、注入ユニットによって生成される圧力と、金型を流れる材料によって遭遇する抵抗の組み合わせです。
総噴射圧を正確に計算することは、カビの空洞の適切な充填を確保し、材料の劣化を防ぎ、全体的な射出成形プロセスを最適化するために不可欠です。
総噴射圧力式
総噴射圧力は、次の式を使用して計算できます。
（1）最大システム圧力（kg/cm^2） *注入シリンダー面積（cm^2）=総噴射圧（kg）
（2）噴射圧（kg/cm^2） *ネジ領域（cm^2）=総噴射圧（kg）
これらの式を適用するには、最大システム圧力、噴射シリンダー領域、噴射圧力、および射出成形機のネジ領域を知る必要があります。
総噴射圧力に影響する要因
いくつかの要因が総噴射圧に影響を与える可能性があります。
材料特性：
カビのデザイン：
ランナーとゲートサイズ
キャビティジオメトリと複雑さ
機械の特性：
例と実用的なアプリケーション
総噴射圧力式の実用的な応用を説明する例を考えてみましょう。 2000 kg/cm^2の最大システム圧力、50 cm^2の注入シリンダー面積、10 cm^2のネジ領域を備えた射出成形機があるとします。注入圧力は1500 kg/cm^2に設定されています。
フォーミュラの使用（1）：
総噴射圧=最大システム圧力 注入シリンダー面積= 2000 50 = 100,000 kg
式（2）の使用：
総噴射圧=噴射圧力 ネジ領域= 1500 10 = 15,000 kg
この場合、式（1）を使用して総噴射圧力は100,000 kgと式（2）を使用して15,000 kgになります。
ねじ速度と油圧モーターの単一革命ボリューム計算
ねじ速度と油圧モーターの単一革命容積は、射出成形プロセスにおける2つの重要なパラメーターです。彼らは、注入ユニットの可塑化能力と全体的な効率を決定する上で重要な役割を果たします。
ネジ速度と油圧モーターの単一革命ボリュームの定義と重要性
ネジ速度とは、通常、1分あたりの回転で測定される噴射ユニットのネジの回転速度を指します（rpm）。プラスチック材料のせん断速度、混合、融解に直接影響します。
一方、油圧モーターの単一革命量は、1つの完全な革命中に油圧モーターによって変位する流体の量です。通常、革命あたり1立方センチメートル（CC/Rev）で測定されます。
これらのパラメーターは密接に関連しており、可塑化プロセスを制御し、一貫した材料の準備を確保し、射出成形サイクルを最適化する上で重要な役割を果たします。
ねじ速度と油圧モーター単一革命ボリュームフォーミュラ
ネジ速度と油圧モーターの単一革命ボリュームの関係は、次の式を使用して表現できます。
（1）ポンプ単一革命ボリューム（CC / Rev） *モーター速度（RPM） /油圧モーター単一革命ボリューム=ネジ速度
（2）ポンプ単一革命ボリューム（CC / Rev） *モーター速度（RPM） /ネジ速度=油圧モーター単一革命ボリューム
これらの式を適用するには、ポンプの単一革新ボリューム、モーター速度、およびネジ速度または油圧モーターの単一革命ボリュームのいずれかを知る必要があります。
ネジ速度と油圧モーターの単一革命ボリュームに影響する要因
いくつかの要因は、ネジ速度と油圧モーターの単一革命のボリュームに影響を与える可能性があります。
材料特性：
ネジのデザイン：
噴射ユニットの仕様：
例と実用的なアプリケーション
ネジ速度と油圧モーターの単一革命体積式の実用的なアプリケーションを実証する例を考えてみましょう。 100 cc/Revの単一革命体積、1500 rpmのモーター速度、および250 cc/Revの油圧モーター単一革命ボリュームを備えた射出成形機があるとします。
式（1）を使用してネジ速度を計算します。
ネジ速度=ポンプ単一革命ボリューム モーター速度 /油圧モーター単一革命ボリューム= 100 1500 /250 = 600 rpm
式（2）を使用して、油圧モーターの単一革命ボリュームを計算します。
油圧モーターシングルレボリューションボリューム=ポンプシングルレボリューションボリューム モータースピード /ネジ速度= 100 1500 /600 = 250 cc / rev
この場合、ネジ速度は600 rpmであり、油圧モーターの単一革命ボリュームは250 cc/revになります。
クランプ力の経験式
クランプ力の経験的式は、射出成形に必要なクランプ力を推定するための単純化された方法です。これらの式は、特定の成形プロジェクトの適切なマシンサイズを決定するための迅速かつ実用的な方法を提供します。
クランプ力のための経験式の定義と重要性
クランプ力の経験的式は、射出成形の実践的な経験と観察から導き出されます。それらは、製品の予測エリア、材料特性、安全マージンなどの重要な要因を考慮しています。
これらの式は、いくつかの理由で不可欠です。
経験式は適切な出発点を提供しますが、特定の成形アプリケーションのすべての複雑さを考慮していない可能性があることに注意することが重要です。
クランプ力のための経験的式1
クランプ力の最初の経験式は、クランプ力定数（kp）と製品の投影領域に基づいています。
クランプ力（T）=クランプ力定数KP 製品投影エリアS（CM^2） 安全係数（1+10％）
この式で：
この式は、製品のジオメトリと材料に基づいて、必要なクランプ力を推定するための簡単な方法を提供します。
クランプ力のための経験的フォーミュラ2
クランプ力の2番目の経験式は、材料成形圧力と製品の投影領域に基づいています。
クランプ力（t）=材料成形圧力 製品投影エリアs（cm^2） 安全係数（1+10％）= 350bar s（cm^2） / 1000 （1+10％）
この式で：
この式は、標準の成形圧力値に依存しているため、特定の材料特性が知られていない場合に特に役立ちます。
例と実用的なアプリケーション
クランプ力の経験式の実用的な応用を説明する例を考えてみましょう。 500 cm^2の予測面積を持つ製品があり、ABSプラスチックを使用しているとします（KP = 0.6）。
実証式の使用：
クランプ力（t）= kp s （1+10％）= 0.6 500 1.1 = 330 t
経験式2の使用：
クランプ力（t）= 350 s / 1000 （1+10％）= 350 500 /1000 1.1 = 192.5 t
この場合、経験的式は330 tのクランプ力を示唆し、経験的式2は192.5 Tのクランプ力を示唆しています。
可塑化能力計算
射出成形では、プロセスの効率と品質を決定する上で、可塑化能力が重要な役割を果たします。この概念をさらに探求し、それを計算する方法を学びましょう。
可塑化能力の理解
可塑化能力とは、特定の期間に射出成形機のネジとバレルシステムによって溶けて均質化できるプラスチック材料の量を指します。通常、1秒あたりのグラム（g/秒）で表されます。
可塑化能力の重要性は、次のような直接的な影響にあります。
プラスチック化能力が不十分な場合、サイクル時間が長くなり、混合が不十分、一貫性のない部品特性が発生します。一方、過度の可塑化能力は、物質的な劣化とエネルギー消費の増加をもたらす可能性があります。
可塑化能力を計算する方法は？
射出成形機の可塑化能力は、次の式を使用して計算できます。
w（g/sec）= 2.5×（d/2.54）^2×（h/2.54）×n×s×1000/3600/2
どこ：
W：可塑化容量（g/秒）
D：ネジ径（cm）
H：フロントエンドのネジチャネルの深さ（cm）
N：ネジ回転速度（rpm）
S：原材料密度
この式を使用するには、ネジのジオメトリ（直径とチャネルの深さ）、ネジ速度、および処理されるプラスチック材料の密度を知る必要があります。
計算プロセスを実証する例を考えてみましょう。次の仕様を備えた射出成形機があるとします。
これらの値を式に差し込む：
W = 2.5×（6 / 2.54）^2×（0.8 / 2.54）×120×1.05×1000 /3600 /2
W = 2.5×5.57×0.31×120×1.05×0.139
W = 7.59 g/秒
この例では、射出成形機の可塑化能力は1秒あたり約7.59グラムです。
実用的なアプリケーションと考慮事項
実際のシナリオで射出成形に計算式を適用する場合、最適な結果を確実にするために、いくつかの要因を考慮する必要があります。これらの考慮事項を調査し、特定の製品の射出成形機の選択にどのように影響するかを見てみましょう。
考慮すべき要因
望ましい部分の品質と生産効率を達成するには、次の重要なパラメーターを考慮することが重要です。
クランプ力：
噴射圧力：
カビの空洞の充填速度と梱包に影響を与える
部分密度、表面仕上げ、寸法の安定性に影響します
注入量：
生成できるショットサイズと最大部品量を決定します
適切なマシンサイズの選択に影響します
噴射速度：
これらの要因を慎重に分析し、適切な計算式を使用することにより、射出成形の専門家はプロセスパラメーターを最適化し、特定のアプリケーションに最適なマシンを選択できます。
機械の仕様を製品要件に一致させます
機械の仕様を製品の要件に合わせることの重要性を説明するために、いくつかのケーススタディを考えてみましょう。
ケーススタディ1：自動車用インテリアコンポーネント
素材：ABS
部品寸法：250 x 150 x 50 mm
壁の厚さ：2.5 mm
必要なクランプ力：150トン
注入量：150 cm^3
この場合、少なくとも150トンのクランプ力と150 cm^3以上の噴射容量容量を備えた射出成形機が適しています。また、マシンには、ABS材料に必要な注入圧力と速度を維持する機能も必要です。
ケーススタディ2：医療機器コンポーネント
素材：PC
部品寸法：50 x 30 x 10 mm
壁の厚さ：1.2 mm
必要なクランプ力：30トン
注入量：10 cm^3
この医療機器コンポーネントの場合、約30トンのクランプ力と10 cm^3の噴射容量容量を備えた小さな射出成形機が適切です。機械は、医療用途に必要な寸法精度と表面の品質を確保するために、注入圧力と速度を正確に制御する必要があります。
| ケーススタディの | 材料 | 部品寸法（mm） | 壁の厚さ（mm） | 必要なクランプ力（トン） | 噴射量（cm^3） |
| 1 | 腹筋 | 250 x 150 x 50 | 2.5 | 150 | 150 |
| 2 | PC | 50 x 30 x 10 | 1.2 | 30 | 10 |
結論
この記事では、必須の射出成形式を調査しました。クランプ力、噴射圧、速度の正確な計算が重要です。これらの式は、効率と製品の品質を保証します。
正確なフォーミュラを使用すると、射出成形プロセスを最適化することができます。正確な計算では、欠陥を防ぎ、生産効率を改善します。
常にこれらの式を慎重に適用してください。そうすることで、射出成形プロジェクトでより良い結果を得ることができます。
