Forța de prindere este crucială pentru producerea de produse turnate de înaltă calitate. Dar cât de multă forță este suficientă? În Turnare prin injecție, forța de prindere precisă asigură că mucegaiul rămâne închis în timpul procesului, prevenind defecte precum bliț sau deteriorare. În această postare, veți învăța rolul forței de prindere, cum afectează producția și metodele de calculare a acesteia cu exactitate pentru cele mai bune rezultate.
Ce este forța de prindere în modelarea prin injecție?
Forța de prindere este puterea care menține jumătățile de mucegai în timpul injecției. Este ca o prindere gigantică, care ține totul în loc.
Această forță provine din sistemul hidraulic al mașinii sau din motoarele electrice. Ei împing jumătățile de matriță împreună cu o putere incredibilă.
Mai simplu spus, forța de prindere este presiunea aplicată pentru a menține matrițele închise. Este măsurat în tone sau tone metrice.
Gândiți -vă la ea ca la puterea musculară a mașinii. Cu cât este mai puternică clema, cu atât se poate descurca mai multă presiune.
Rolul forței de prindere în procesul de modelare prin injecție
Unitatea de prindere este o componentă critică a unei mașini de modelare prin injecție. Este format dintr -o placă fixă și un platou în mișcare, care dețin cele două jumătăți ale matriței. Mecanismul de prindere, de obicei hidraulic sau electric, generează forța necesară pentru a menține matrița închisă în timpul procesului de injecție.
Iată cum se aplică forța de prindere în timpul unui ciclu tipic de modelare:
Mucegaiul se închide, iar unitatea de prindere aplică o forță inițială de prindere pentru a menține jumătățile matriței împreună.
Unitatea de injecție topește plasticul și o injectează în cavitatea matriței sub presiune ridicată.
Pe măsură ce plasticul topit umple cavitatea, generează o contrapresiune care încearcă să împingă jumătățile de matriță.
Unitatea de prindere menține forța de prindere pentru a rezista la această contra-presiune și pentru a menține matrița închisă.
Odată ce plasticul se răcește și se solidifică, unitatea de prindere deschide matrița, iar partea este ejectată.
Fără o forță de prindere adecvată, părțile ar putea avea defecte precum:
Importanța menținerii forței de prindere adecvate
Obținerea dreptului forței de prindere este crucială pentru calitate și eficiență,
Forța de prindere corectă asigură:
Părți de înaltă calitate
Viața de mucegai mai lungă
Utilizare eficientă a energiei
Timpuri de ciclu mai rapide
Deșeuri de materiale reduse
Factori care afectează forța de prindere în modelarea prin injecție
Câțiva factori cheie determină forța de prindere necesară în modelarea prin injecție, asigurând că matrița rămâne închisă în timpul procesului și prevenind defectele. Acești factori includ zona proiectată, presiunea cavității, proprietățile materialului, proiectarea mucegaiului și condițiile de procesare.
Zona proiectată și impactul acesteia asupra forței de prindere
Definiția zonei proiectate :
zona proiectată se referă la cea mai mare suprafață a părții modelate, așa cum este privită din direcția de prindere. Reprezintă expunerea părții la forțele interne generate de plasticul topit în timpul injecției.
Cum să determinați zona proiectată :
pentru piese pătrate, calculați zona înmulțind lungimea cu lățimea. Pentru piese circulare, utilizați formula:
Suprafața totală proiectată crește odată cu numărul de cavități din matriță.
Relația dintre zona proiectată și forța de prindere :
o zonă proiectată mai mare necesită mai multă forță de prindere pentru a preveni deschiderea matriței în timpul injecției. Acest lucru se datorează faptului că o suprafață mai mare are ca rezultat o presiune internă mai mare.
Exemple :
Grosimea peretelui părții : pereții subțiri cresc presiunea internă, necesitând o forță de prindere mai mare pentru a menține matrița închisă.
Raportul de lungime-grosime a fluxului : cu cât raportul este mai mare, cu atât mai multă presiune se acumulează în interiorul cavității, crescând nevoia de forță de prindere.
Presiunea cavității și influența sa asupra forței de prindere
Definiția presiunii cavității :
presiunea cavității este presiunea internă exercitată de plasticul topit, deoarece umple matrița. Depinde de proprietățile materialului, viteza de injecție și geometria părții.
Relația dintre grosimea peretelui presiunii cavității și raportul de cale la grosime
Factorii care influențează presiunea cavității :
Grosimea peretelui : părțile cu pereți subțiri duc la o presiune mai mare a cavității, în timp ce pereții mai groși reduc presiunea.
Viteza de injecție : viteza de injecție mai rapidă duc la o presiune mai mare a cavității în interiorul matriței.
Vâscozitatea materială : materialele plastice cu vâscozitate mai mare generează mai multă rezistență, crescând presiunea.
Modul în care presiunea cavității afectează cerințele forței de prindere :
Pe măsură ce presiunea cavității crește, este necesară mai multă forță de prindere pentru a împiedica deschiderea matriței. Dacă forța de prindere este prea mică, poate apărea separarea mucegaiului, ceea ce duce la defecte precum blițul. Calcularea corectă a presiunii cavității ajută la determinarea forței de prindere corespunzătoare.
Proprietățile materialului și designul matriței
Proprietăți materiale :
Vâscozitate : materialele plastice cu vâscozitate ridicată curg mai puțin ușor, necesitând mai multă forță.
Densitate : Materialele mai dense au nevoie de presiuni mai mari pentru a umple matrița în mod corespunzător.
Factori de proiectare a mucegaiului :
Sistem alergător : alergătorii mai lungi sau complexi pot crește cerințele de presiune.
Dimensiunea și locația porții : porțile mai mici sau slab poziționate cresc nevoia de forțe de prindere mai mari.
Viteza de injecție și temperatură
Atât viteza de injecție, cât și temperatura mucegaiului afectează modul în care curge plasticul și se solidifică. Vitezele de injecție mai rapide și temperaturile mai scăzute ale matriței cresc, în general, presiunea internă a cavității, necesitând astfel mai multă forță de prindere pentru a menține matrița închisă în timpul procesului.
Cum se calculează forța de prindere în modelarea prin injecție
Calcularea forței de prindere nu este știința rachetelor, dar este crucială pentru modelarea cu succes. Să explorăm diverse metode, de la BASIC la Advanced.
1. Formula de bază
Ecuația fundamentală pentru forța de prindere este:
forța de prindere = zona proiectată × presiunea cavității
Explicația componentelor:
Înmulțiți acestea și aveți forța dvs. de prindere estimată.
2. Formule empirice
Uneori, sunt necesare estimări rapide. Acolo metodele empirice vin la îndemână.
Forța de prindere a metodei KP
(T) = KP × Zona proiectată (CM⊃2;)
Valorile KP variază în funcție de material:
PE/PP: 0,32
ABS: 0,30-0.48
PA/POM: 0,64-0,72
350 de bar
Forța de prindere a metodei (T) = (350 × Zona proiectată (CM⊃2;)) / 1000
Această metodă presupune o presiune standard a cavității de 350 de bar.
PRO -uri și contra metodelor empirice
Pro:
Contra:
3. Metode avansate de calcul
Pentru calcule mai precise, luați în considerare caracteristicile materiale și condițiile de procesare.
Caracteristici ale fluxului termoplastic de grupare
| gradul de | grupuri termoplastice | coeficienți de flux |
| 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 |
Tabelul coeficienților de flux ai materialelor termoplastice comune
Proces de calcul pas cu pas
Determinați zona proiectată
Calculați presiunea cavității folosind raportul de lungime-grosime a fluxului
Aplicați constanta de înmulțire a grupului de materiale
Înmulțiți zona cu presiunea reglată
Exemplu: pentru o parte a PC -ului cu 380cm² suprafață și 160 de baruri de bază:
forță de prindere = 380cm² × (160 bar × 1,9) = 115,5 tone
4. Calcule software CAE
Pentru piese complexe sau nevoi de înaltă precizie, software-ul CAE este de neprețuit.
INTRODUCERE LA MOLDFLOW și software similar
Aceste programe simulează procesul de modelare prin injecție. Ei prezic presiunile cavității și forțele de prindere cu o precizie ridicată.
Avantajele utilizării CAE
Conturi pentru geometrii complexe
Ia în considerare proprietățile materiale și condițiile de procesare
Oferă hărți de distribuție a presiunii vizuale
Ajută la optimizarea proiectării mucegaiului și a parametrilor de procesare
Exemplu: Calculul forței de prindere pentru un suport pentru lămpi din policarbonat
Să ne scufundăm într-un exemplu din lumea reală. Vom calcula forța de prindere pentru un suport pentru lămpi din policarbonat.
Înțelegerea exemplului
Suportul nostru de lămpi are aceste specificații:
Diametru exterior: 220mm
Grosimea peretelui: 1,9-2.1mm
Material: Policarbonat (PC)
Proiectare: Poarta centrală în formă de știft
Cea mai lungă cale de flux: 200mm
Policarbonatul este cunoscut pentru vâscozitatea sa ridicată. Aceasta înseamnă că va avea nevoie de mai multă presiune pentru a umple matrița.
Calculul pas cu pas
Să descompunem procesul:
Calculați Raportul lungimii fluxului la perete:
raport = cea mai lungă cale de debit / perete mai subțire = 200mm / 1,9mm = 105: 1
Determinați presiunea cavității de bază:
Folosind un grafic de presiune a cavității/grosimea peretelui
Pentru grosimea de 1,9 mm și raportul 105: 1
Presiune de bază: 160 bar
Reglați pentru proprietățile materialului:
Calculați zona proiectată:
zona = π * (diametru/2) ⊃2; = 3,14 * (22/2) ⊃2; = 380 cm²
Forța de prindere a calculului:
forță = presiune * suprafață = 304 bar * 380 cm² = 115.520 kg = 115,5 tone
Ajustări pentru siguranță și eficiență
Pentru siguranță, ne -am dus până la următoarea dimensiune disponibilă a mașinii. O mașină de 120 de tone ar fi potrivită.
Luați în considerare acești factori pentru eficiență:
Începeți cu 115,5 tone și ajustați -vă pe baza calității părților
Monitorizați pentru flash sau fotografii scurte
Reduceți treptat forța, dacă este posibil, fără a compromite calitatea
Selectarea mașinii de modelare prin injecție și potrivirea forței de prindere
Alegerea mașinii de modelare a injecției potrivite este crucială pentru succes. Nu este vorba doar de forța de prindere - mai mulți factori intră în joc.
Relația dintre forța de prindere și parametrii mașinii
Forța de prindere nu este izolată. Este strâns legat de alte specificații ale mașinii:
Capacitate de injecție:
Dimensiunea șurubului:
Cursă de deschidere a matriței:
Distanțare a barelor de cravată:
Intervale de referință pentru produse din plastic obișnuit
Forța de prindere a nevoilor variază foarte mult. Iată un ghid general:
| produsului | Materialul | Proiectat (CM⊃2;) | Forța de prindere necesară (tone) |
| Containere cu pereți subțiri | Polipropilenă (pp) | 500 cm² | 150-200 tone |
| Componente auto | Abs | 1.000 cm² | 300-350 tone |
| Carcase electronice | Policarbonat (PC) | 700 cm² | 200-250 tone |
| Capace de sticlă | HDPE | 300 cm² | 90-120 tone |
Tabelul de mai sus oferă un ghid dur pentru potrivirea tipurilor de produse cu forța de prindere necesară. Aceste cifre pot varia în funcție de complexitatea părții, de proprietățile materialului și de proiectarea matriței.
Consecințele forței de prindere incorecte
Obținerea forței de prindere în dreapta este crucială în modelarea prin injecție. Prea puțin sau prea mult poate duce la probleme serioase. Să explorăm problemele potențiale.
Forță de prindere insuficientă
Când nu aplicați suficientă forță, pot apărea mai multe probleme:
Formarea flash
Excesul de material se scurge între jumătățile de mucegai
Creează proeminențe subțiri și nedorite pe părți
Necesită tăiere suplimentară, creșterea costurilor de producție
Calitate slabă a părții
Inexactități dimensionale datorate separării mucegaiului
Umplutură incompletă, în special în secțiuni cu pereți subțiri
Greutăți de părți inconsistente pe parcursul producției
Deteriorarea mucegaiului
Forță excesivă de prindere
Aplicarea prea multă forță nu este nici răspunsul. Poate provoca:
Uzura mașinii
Stresul inutil asupra componentelor hidraulice
Uzura accelerată a barelor de cravată și a platourilor
Durata de viață a mașinii scurtată
Deșeuri energetice
Forța superioară necesită mai multă putere
Crește costurile de producție
Reduce eficiența generală
Deteriorarea mucegaiului
Dificultate în eliberarea presiunii cavității
Importanța menținerii forței de prindere optime
Echilibrarea forței de prindere este esențială pentru modelarea cu succes. Iată de ce contează:
Calitatea părții consecvente
Durată de viață extinsă
Eficiența energetică
Timpuri de ciclu mai rapide
Rate reduse de resturi
Nu uitați, forța optimă nu este statică. Este posibil să fie nevoie de ajustare pe baza:
Monitorizarea periodică și reglarea fină a forței de prindere sunt esențiale pentru menținerea producției de înaltă calitate și eficientă.
Cele mai bune practici pentru asigurarea forței de prindere optime
Realizarea forței de prindere perfectă nu este o sarcină unică. Necesită atenție continuă și ajustări. Să explorăm câteva cele mai bune practici pentru a menține procesul de modelare prin injecție fără probleme.
Considerații adecvate de proiectare a mucegaiului
Proiectarea bună a matriței este crucială pentru forța optimă de prindere:
Utilizați sisteme de alergător echilibrate pentru a distribui presiunea uniform
Implementați o ventilație corespunzătoare pentru a reduce vârfurile de aer și presiune prinse
Luați în considerare geometria părții pentru a minimiza zona proiectată, acolo unde este posibil
Proiectare cu grosime uniformă a peretelui pentru a promova distribuția uniformă a presiunii
Selectarea materialelor și impactul său
Diferite materiale necesită forțe de prindere diferite:
| a materialului necesar | Forța de prindere relativă |
| PE, pp | Scăzut |
| Abs, ps | Mediu |
| PC, pom | Ridicat |
Alege materiale cu înțelepciune. Luați în considerare atât cerințele părților, cât și ușurința de procesare.
Întreținerea și calibrarea mașinii
Întreținerea regulată asigură o forță de prindere exactă:
Verificați sistemele hidraulice pentru scurgeri sau uzură
Calibrați senzorii de presiune anual
Inspectați barele de legare pentru semne de stres sau aliniere greșită
Păstrați platoul curat și bine lubrifiat
Monitorizarea și reglarea în timpul producției
Forța de prindere nu este setată și-forget. Monitorizați acești indicatori:
Consistența greutății părți
Apariția flash
Fotografii scurte sau umplutură incompletă
Forța de ejecție necesară
Reglați forța dacă observați probleme. Schimbările mici pot face diferențe mari.
Indicatori cantitativi și metode de control
Utilizați date pentru a regla procesul:
Stabiliți o forță de prindere de bază
Reglați-vă în creșteri de 5-10% pe baza calității părților
Înregistrați rezultatele pentru fiecare ajustare
Creați o forță de corelație a bazei de date pentru calitatea piesei
Utilizați aceste date pentru configurații viitoare și depanare
Exemplu Grafic de control:
| forță de prindere (%) | Flash | Shot Shots | Consistență în greutate |
| 90 | Nici unul | Puțini | ± 0,5% |
| 95 | Nici unul | Nici unul | ± 0,2% |
| 100 | Uşor | Nici unul | ± 0,1% |
Găsiți locul dulce în care toți indicatorii de calitate sunt optimi.
Concluzie
Înțelegerea și calcularea forței de prindere este esențială pentru modelarea cu succes a injecției. Asigură calitatea părții, previne defectele și prelungește durata de viață a mucegaiului. Preluarea cheie includ rolul zonei proiectate, a proprietăților materialelor și a parametrilor de procesare în determinarea forței de prindere corectă. Aplicați aceste cunoștințe în proiectele dvs. pentru a obține rezultate mai bune și pentru a optimiza eficiența producției.
