Sila vpenjanja je ključnega pomena za proizvodnjo kakovostnih izdelkov. Toda koliko sile je dovolj? V Oblikovanje vbrizgavanja, natančna sila vpenjanja zagotavlja, da se plesen med postopkom zaprt in preprečuje pomanjkljivosti, kot so bliskavica ali poškodbe. V tej objavi se boste naučili vloge vpenjalne sile, kako vpliva na proizvodnjo in metode, da jo natančno izračunate za najboljše rezultate.
Kaj je sila vpenjanja pri oblikovanju injiciranja?
Sila vpenjanja je moč, ki med injiciranjem ohranja polovice plesni. To je kot velikanski oprijem, ki drži vse na svojem mestu.
Ta sila izvira iz hidravličnega sistema stroja ali električnih motorjev. Polovice plesni potisnejo skupaj z neverjetno močjo.
Preprosto povedano, vpenjalna sila je pritisk, ki se uporablja za ohranjanje zaprtih plesni. Izmeri se v tonah ali metričnih tonah.
Zamislite si to kot mišično moč stroja. Močnejša je spona, večji pritisk lahko obvlada.
Vloga sile vpenjanja v procesu oblikovanja injiciranja
Vpenjalna enota je kritična sestavina strojnega stroja za vbrizgavanje. Sestavljen je iz fiksne plošče in premikajoče se plošča, ki imata obe polovici kalupa. Mehanizem vpenjanja, običajno hidravličen ali električni, ustvari silo, potrebno za ohranitev plesni med postopkom vbrizgavanja.
Tukaj je, kako se med tipičnim ciklom oblikovanja uporablja vpenjalna sila:
Kalup se zapre in vpenjalna enota uporablja začetno silo vpenjanja, da se polovice plesni ohrani skupaj.
Enota za vbrizgavanje topi plastiko in jo pod visokim tlakom vbrizga v votlino plesni.
Ko staljena plastika napolni votlino, ustvarja protitrt, ki poskuša potisniti polovice plesni narazen.
Vpenjalna enota vzdržuje silo vpenjanja, da se upira temu protitlesu in ohrani zaprti kalup.
Ko se plastika ohladi in strdi, vpenjalna enota odpre kalup in del se odvrže.
Brez ustrezne vpenjalne sile bi lahko imeli deli napake, kot so:
Pomen vzdrževanja pravilne sile vpenjanja
Pravilna sila vpenjalne sile je ključnega pomena za kakovost in učinkovitost,
Pravilna sila vpenjanja zagotavlja:
Kakovostni deli
Daljše življenje plesni
Učinkovita poraba energije
Hitrejši časi cikla
Znižani materialni odpadki
Dejavniki, ki vplivajo na silo vpenjanja pri oblikovanju injiciranja
Več ključnih dejavnikov določa silo vpenjanja, ki je potrebna pri oblikovanju injiciranja, pri čemer zagotavlja, da je plesen med postopkom zaprt in preprečuje pomanjkljivosti. Ti dejavniki vključujejo projicirano območje, tlak v votlini, lastnosti materiala, oblikovanje plesni in pogoje obdelave.
Projicirano območje in njegov vpliv na vpenjalno silo
Opredelitev projiciranega območja :
Projektirano območje se nanaša na največjo površino oblikovanega dela, kot je gledano iz smeri vpenjanja. Predstavlja izpostavljenost dela notranje sile, ki jih ustvari staljena plastika med injiciranjem.
Kako določiti projicirano območje :
Za kvadratne dele izračunajte območje tako, da pomnožite dolžino po širini. Za krožne dele uporabite formulo:
Skupna predvidena površina se poveča s številom votlin v kalupu.
Razmerje med načrtovanim območjem in silo vpenjanja :
večje predvideno območje zahteva več sile vpenjanja, da se plesen med injiciranjem odpre. To je zato, ker večja površina povzroči večji notranji tlak.
Primeri :
Debelina stene dela : Tanke stene povečajo notranji tlak, pri čemer je potrebna večja sila vpenjanja, da se plesen zapre.
Razmerje med dolžino in debelino in debelino : večje kot je razmerje, večji pritisk se nabere znotraj votline, kar poveča potrebo po vpenjalni sili.
Pritisk v votlini in njegov vpliv na silo vpenjanja
Opredelitev tlaka v votlini :
tlak v votlini je notranji tlak, ki ga izvaja staljena plastika, ko napolni kalup. Odvisno je od lastnosti materiala, hitrosti vbrizgavanja in geometrije dela.
Razmerje med debelino tlačne stene vdolbine in razmerjem med potjo in debelino
Dejavniki, ki vplivajo na tlak v votlini :
Debelina stene : Tankosteni deli vodijo do večjega tlaka votline, debelejše stene pa zmanjšujejo tlak.
Hitrost injiciranja : Hitrejše hitrosti vbrizgavanja povzročijo večji tlak v votlini znotraj kalupa.
Materialna viskoznost : Plastika z večjo viskoznostjo ustvarja večjo odpornost in poveča tlak.
Kako tlak v votlini vpliva na zahteve sile vpenjanja :
Ko se tlak v votlini dvigne, je potrebna večja sila vpenjanja, da se prepreči odpiranje plesni. Če je sila vpenjanja prenizka, se lahko pojavi ločitev plesni, kar vodi do napak, kot je Flash. Pravilno izračun tlaka v votlini pomaga določiti ustrezno silo vpenjanja.
Lastnosti materiala in zasnova plesni
Lastnosti materiala :
Viskoznost : plastika z visoko viskoznostjo teče manj enostavno, zahteva več sile.
Gostota : Gostejši materiali potrebujejo večje tlake, da lahko pravilno napolnite kalup.
Dejavniki oblikovanja plesni :
Hitrost in temperatura vbrizgavanja
Tako hitrost vbrizgavanja kot temperatura plesni vplivata na to, kako plastika teče in strdi. Hitrejše hitrosti vbrizgavanja in nižje temperature plesni na splošno povečajo notranji tlak v votlini in tako zahtevajo večjo silo vpenjanja, da se plesen zapre med postopkom.
Kako izračunati silo vpenjanja pri oblikovanju injiciranja
Izračun sile vpenjanja ni raketna znanost, vendar je ključnega pomena za uspešno oblikovanje. Raziščite različne metode, od osnovnih do naprednih.
1. Osnovna formula
Temeljna enačba za vpenjalno silo je:
sila vpenjanja = projicirano območje × tlak v votlini
Pojasnilo komponent:
Projektirano območje: največja površina vašega dela pravokotno do odpiranja plesni.
Tlak v votlini: sila, ki jo ima staljena plastika v kalupu.
Pomnožite te in dobili ste ocenjeno silo vpenjanja.
2. empirične formule
Včasih so potrebne hitre ocene. Tam so koristne empirične metode.
KP Metoda
vpenjalna sila (t) = kp × predvideno območje (cm²)
KP vrednosti se razlikujejo glede na gradivo:
PE/PP: 0,32
ABS: 0,30-0,48
PA/POM: 0,64-0,72
350 bar metoda
vpenjalna sila (t) = (350 × predvidena površina (cm²)) / 1000
Ta metoda predvideva standardni tlak v votlini 350 barov.
Prednosti in slabosti empiričnih metod
Proti:
Zop:
3. Napredne metode izračuna
Za natančnejše izračune razmislite o značilnostih materiala in pogojev obdelave.
Značilnosti termoplastičnega pretoka Številne
| koeficiente | termoplastičnih materialov | pretoka |
| 1 | GPPS, boki, 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 |
Tabela koeficientov pretoka običajnih termoplastičnih materialov
Postopek izračuna po korakih
Določite projicirano območje
Izračunajte tlak votline z razmerjem pretoka dolžine in debeline
Uporabite konstantno množenje materialne skupine
Pomnožite območje s prilagojenim tlakom
Primer: za računalniški del z 380cm² območje in 160 bazni tlak:
sila vpenjanja = 380cm² × (160 barov × 1,9) = 115,5 ton
4. Izračuni programske opreme CAE
Za zapletene dele ali potrebe z visoko natančnostjo je programska oprema CAE neprecenljiva.
Uvod v moldflow in podobna programska oprema
Ti programi simulirajo postopek oblikovanja injiciranja. Z visoko natančnostjo napovedujejo pritiske v votlino in sile vpenjanja.
Prednosti uporabe cae
Računa za zapletene geometrije
Upošteva lastnosti materiala in pogoje obdelave
Omogoča zemljevide porazdelitve vidnega tlaka
Pomaga optimizirati parametre oblikovanja in obdelave plesni
Primer: Izračun sile vpenjanja za držalo za polikarbonatno svetilko
Potopimo se v resnični primer. Izračunali bomo silo vpenjanja za držalo za polikarbonatno svetilko.
Razumevanje primera
Naš imetnik svetilke ima te specifikacije:
Zunanji premer: 220 mm
Debelina stene: 1,9-2,1 mm
Material: polikarbonat (PC)
Oblikovanje: sredinska vrata v obliki pin
Najdaljša pot pretoka: 200 mm
Polikarbonat je znan po visoki viskoznosti. To pomeni, da bo za napolnitev plesni potreben več pritiska.
Izračun korak za korakom
Razčlenimo postopek:
Izračunajte razmerje med dolžino in steno debelino:
razmerje = najdaljša pot pretoka / najtanjša stena = 200mm / 1,9mm = 105: 1
Določite osnovno votlino tlak:
Prilagodite lastnosti materiala:
Izračunajte projicirano območje:
območje = π * (premer/2) ⊃2; = 3.14 * (22/2) ⊃2; = 380 cm²
Izračunana sila vpenjanja:
sila = tlak * območje = 304 bar * 380 cm² = 115,520 kg = 115,5 ton
Prilagoditve varnosti in učinkovitosti
Zaradi varnosti zaokrožimo do naslednje razpoložljive velikosti stroja. 120-tonski stroj bi bil primeren.
Upoštevajte te dejavnike za učinkovitost:
Začnite s 115,5 ton in prilagodite na podlagi kakovosti dela
Monitor za bliskavice ali kratke posnetke
Postopoma zmanjšati silo, če je mogoče, ne da bi pri tem ogrozili kakovost
Izbira stroja za vbrizgavanje in ujemanje sile
Izbira pravega stroja za oblikovanje injekcij je ključnega pomena za uspeh. Ne gre samo za vpenjalno silo - več dejavnikov pride v poštev.
Razmerje med vpenjalno silo in parametri strojev
Sila vpenjanja ni osamljena. Tesno je vezan na druge strojne specifikacije:
Zmogljivost vbrizgavanja:
Velikost vijaka:
Večji vijaki lahko hitreje vbrizgajo več materiala
To lahko zahteva večjo silo vpenjanja, da se prepreči povečan tlak
Uvodni udar plesni:
Razmik v palici:
Referenčni razponi za običajne plastične izdelke
Potrebe v vpenjalni sili se zelo razlikujejo. Tukaj je splošni vodnik:
| izdelka (CM⊃2;) | gradivo | Projicirano | Zahtevana sila vpenjanja (tone) |
| Tankostenski posodi | Polipropilen (PP) | 500 cm² | 150-200 ton |
| Avtomobilske komponente | Abs | 1.000 cm² | 300-350 ton |
| Elektronska ohišja | Polikarbonat (PC) | 700 cm² | 200-250 ton |
| Pokrovke za steklenice | Hdpe | 300 cm² | 90-120 ton |
Zgornja tabela ponuja grobo vodilo za ujemanje vrst izdelkov s potrebno silo vpenjanja. Te številke se lahko razlikujejo glede na kompleksnost dela, lastnosti materiala in oblikovanje plesni.
Posledice napačne sile vpenjanja
Pravilna sila vpenjalne sile je ključnega pomena pri oblikovanju injiciranja. Premalo ali preveč lahko privede do resnih vprašanj. Raziščite morebitne težave.
Nezadostna sila vpenjanja
Ko ne uporabite dovolj sile, se lahko pojavi več težav:
Flash tvorba
Prekomerni material izteče med polovico plesni
Ustvarja tanke, neželene izrastke na delih
Zahteva dodatno obrezovanje, povečanje proizvodnih stroškov
Slaba kakovost dela
Dimenzijske netočnosti zaradi ločitve plesni
Nepopolno polnjenje, zlasti v tankostenskih odsekih
Neskladne delne teže med proizvodnjo
Poškodbe plesni
Prekomerna sila vpenjanja
Tudi uporaba preveč sile ni odgovor. Lahko povzroči:
Obraba stroja
Nepotreben stres na hidravličnih komponentah
Pospešena obraba kravate in planetov
Skrajšana življenjska doba stroja
Energetski odpadki
Večja sila zahteva več moči
Povečuje stroške proizvodnje
Zmanjšuje splošno učinkovitost
Poškodbe plesni
Težave pri sproščanju tlaka v votlini
Pomen vzdrževanja optimalne sile vpenjanja
Uravnoteženje sile vpenjanja je ključnega pomena za uspešno oblikovanje. Tukaj je pomembno:
Dosledna kakovost dela
Podaljšana življenjska doba opreme
Energetska učinkovitost
Hitrejši časi cikla
Znižane stopnje odpadkov
Ne pozabite, optimalna sila ni statična. Morda bo treba prilagoditi na podlagi:
Redno spremljanje in natančno nastavitev sile vpenjanja sta bistvenega pomena za ohranjanje kakovostne in učinkovite proizvodnje.
Najboljše prakse za zagotavljanje optimalne sile vpenjanja
Doseganje popolne vpenjalne sile ni enkratna naloga. Zahteva stalno pozornost in prilagoditve. Raziščite nekaj najboljših praks, da bo vaš postopek vbrizgavanja nemoteno potekal.
Pravilni premisleki o oblikovanju plesni
Dobra zasnova plesni je ključnega pomena za optimalno silo vpenjanja:
Uporabite uravnotežene tekačeve sisteme za enakomerno distribucijo tlaka
Izvedite ustrezno odzračevanje, da zmanjšate ujete zračne in tlačne konice
Razmislite o geometriji dela, da zmanjšate predvideno območje, kjer je to mogoče
Zasnovo z enakomerno debelino stene za spodbujanje enakomerne porazdelitve tlaka
Izbira materiala in njegov vpliv
Različni materiali zahtevajo različne sile vpenjanja: potrebna je
| materialna | relativna vpenjalna sila |
| Pe, str | Nizka |
| Abs, ps | Srednje |
| PC, POM | Visok |
Izberite materiale pametno. Razmislite o zahtevah delov in enostavnosti obdelave.
Vzdrževanje in umerjanje stroja
Redno vzdrževanje zagotavlja natančno silo vpenjanja:
Preverite hidravlične sisteme za puščanje ali obrabo
Letno umerjajte senzorje tlaka
Preglejte kravate glede znakov stresa ali neskladja
Naj bo planete čiste in dobro nameščene
Spremljanje in prilagajanje med proizvodnjo
Sila vpenjanja ni nastavitve. Spremljajte te kazalnike:
Prilagodite silo, če opazite težave. Majhne spremembe lahko naredijo velike razlike.
Kvantitativni kazalniki in kontrolne metode
Uporabite podatke za natančno prilagoditev svojega postopka:
Vzpostavite osnovno vpenjalno silo
Prilagodite v korakih 5-10% na podlagi kakovosti dela
Zapišite rezultate za vsako prilagoditev
Ustvarite povezavo z bazo podatkov za kakovost dela
Te podatke uporabite za prihodnje nastavitve in odpravljanje težav
Primer kontrolne karte:
| sila vpenjanja (%) | Flash | kratki posnetki | konsistenca teže |
| 90 | Nobenega | Malo | ± 0,5% |
| 95 | Nobenega | Nobenega | ± 0,2% |
| 100 | Rahlo | Nobenega | ± 0,1% |
Poiščite sladko točko, kjer so vsi kazalniki kakovosti optimalni.
Zaključek
Razumevanje in izračun sile vpenjanja je bistvenega pomena za uspešno oblikovanje vbrizgavanja. Zagotavlja kakovost dela, preprečuje pomanjkljivosti in podaljša življenje plesni. Ključni odvzemi vključujejo vlogo projiciranega območja, materialne lastnosti in parametre obdelave pri določanju pravilne sile vpenjanja. Uporabite to znanje v svojih projektih, da dosežete boljše rezultate in optimizirate učinkovitost proizvodnje.
