Wie berechnet man die Schließkraft beim Spritzgießen?

Bevor wir mit dem Verständnis der Klemmkraft in Spritzgießenlassen Sie mich eine Geschichte erzählen.

Unternehmen X erhielt von seinem europäischen Kunden, dem Unternehmen Y, einen Auftrag für Spritzgussformen. Herr B, der Geschäftsführer von Unternehmen X, und Herr C, der Leiter des Formenbaus, begleiteten sie zusammen mit dem Formenkonstrukteur und dem Leiter der Spritzgussproduktion, Herrn D. Während Herr A von Unternehmen Y die sorgfältig gefertigten Spritzgusserzeugnisse in der Nähe der Spritzgussmaschine betrachtete, kam Herr B, der Geschäftsleiter von Unternehmen X, auf ihn zu.

A: Lieber Herr B., haben Sie ein Anliegen?

B: Warum ist ein Grat an der Kante dieses Produkts vorhanden? Ich bin damit nicht zufrieden.

Herr C., der Leiter des Formenbaus, kam schnell heran, hob das Produkt auf, untersuchte es und sagte: "Vielleicht hat der Bediener in der Spritzgussproduktion die Schließkraft falsch eingestellt."

Nachdem er die Aufgaben von Herrn C. verstanden hatte, wandte sich Herr A. an ihn. Er fragte: "War die kritische Schließkraft nicht in der Betriebsanleitung des Werkzeugs angegeben, als Sie das Werkzeug für die Spritzgussproduktion geliefert haben?"

Gleichzeitig befragt Herr A auch Herrn D, den Leiter der Spritzgussproduktion: "Hat sich der Produktionsmitarbeiter nicht an die Parametertabelle im Werkzeughandbuch gehalten? Wurde nicht die beste Schließkraft ermittelt?"

Sowohl Herr C. als auch Herr D. schüttelten den Kopf.

Wieder wendet sich Herr A an Herrn B und bemerkt: "Das ist bedauerlich. Ihre Kollegen scheinen sich nicht für meine Form und mein Produkt zu interessieren."

Herr C. und Herr D. waren sprachlos.

Herr B., der Geschäftsführer, wirkte hilflos.

Meine lieben Freunde, verstehen Sie, was Herr A. meint?

Tipps zu dieser Geschichte

Wenn ein Werkzeughersteller eine Form ausliefert, wird üblicherweise eine Bedienungsanleitung mitgeliefert, in der die optimale Schließkraft für die jeweilige Form angegeben ist. Diese Informationen sind wichtig, um den ordnungsgemäßen Betrieb und die Langlebigkeit der Form zu gewährleisten.

Während der Spritzgießproduktion ist es von entscheidender Bedeutung, die optimale Schließkraft auf der Grundlage der im Werkzeughandbuch angegebenen Spezifikationen zu bestätigen und einzustellen. Dazu müssen die entsprechenden Maschinenparameter eingegeben werden, um die gewünschte Schließkraft zu erreichen, ohne die Form zu beschädigen. Die Einhaltung der empfohlenen Schließkraft trägt dazu bei, dass der Produktionsprozess reibungslos abläuft und die Qualität der geformten Produkte erhalten bleibt.

Die Spannkraft verstehen

Die Schließkraft beim Spritzgießen hält die Form während des Einspritz- und Abkühlvorgangs geschlossen. Sie wird von einer hydraulischen Presse erzeugt und im Spritzgießmechanismus in hydraulische und mechanische Schließkraft unterteilt. Als Ingenieur für Kunststoffprodukte ist es von entscheidender Bedeutung, all diese Faktoren zu verstehen und zu kontrollieren, vor allem bei Produkten, die nicht ausgesetzt oder getestet werden.

Faktoren, die die Schließkraft der Form beeinflussen

Es gibt mehrere Faktoren, die sich beim Spritzgießen auswirken können, darunter:

Teilgeometrie: Die Form, Größe und Komplexität des Teils

Materialeigenschaften: Die Art und die Eigenschaften des Kunststoffmaterials

Wandstärke: Dickere Wände erfordern im Allgemeinen höhere Schließkräfte, um dem Einspritzdruck standzuhalten.

Formenbau: Das Design der Form, einschließlich der Anzahl und Komplexität der Kavitäten, Fütterungssystemund Kühlkanäle

Einspritzdruck: Der Einspritzdruck, der während der Formgebung angewendet wird

Temperatur der Form: Die Betriebstemperatur der Form

Die CAE-Analyse, wie z. B. Moldflow-Analyseenthält in der Regel einen Abschnitt, in dem die Schließkraft bewertet wird. Dieser Abschnitt kann wertvolle Informationen für ein bestimmtes Werkzeug und Teil liefern. Es kann jedoch Fälle geben, in denen der Schließkraftparameter nicht explizit angegeben oder in der Analyse verfügbar ist, so dass eine ungefähre Schätzung auf der Grundlage anderer Faktoren und technischer Kenntnisse erforderlich ist.

Wie berechnet man die Spannkraft?

Methode 1: Wird in der Entwicklungsphase des Schimmelpilzes festgelegt.

Bei der Berechnung der Expansionskraft einer Form ist es normalerweise ratsam, den Maximalwert zu berücksichtigen. Diese berechnete Expansionskraft stellt die minimale kritische Schließkraft dar, die erforderlich ist, um das Produkt ohne Gratbildung herzustellen, und wird oft als beste Schließkraft bezeichnet.

Die Berechnungsformel für die kritische Spannkraft lautet wie folgt:

F (kritische Schließkraft) = P (mittlerer Werkzeuginnendruck) (bar) × S (projizierte Fläche des Produkts und des Angusses) (c㎡)

Bei der genauen Bestimmung des Werkzeuginnendrucks spielen mehrere Faktoren eine Rolle, darunter die Viskosität des Polymermaterials, die Größe und Position des Angusses und des Anschnitts, die Größe und Dicke des Produkts, die Einspritzgeschwindigkeitdie Temperatur des Werkzeugs, die Temperatur des Zylinders und die Entlüftung der Form, um nur einige zu nennen. Diese Faktoren tragen gemeinsam zur Komplexität des Drucks im Inneren der Kavität während des Formgebungsprozesses bei.

Nehmen wir zum Beispiel ein Produkt aus ABS-Material mit den folgenden Spezifikationen: eine Hauptkanallänge von 50 mm, ein quadratischer Anschnitt von 1,5 mm und eine Wandstärke von 2,0 mm. Die folgende Abbildung zeigt die Form des Produkts.

Bevor Sie mit dem Rechnen beginnen, machen Sie sich bitte mit diesen beiden Tabellen vertraut

1. Tabelle der Fließkoeffizienten gängiger thermoplastischer Werkstoffe.

2. Diagramm des Werkzeuginnendrucks in Abhängigkeit von der Wanddicke und dem Verhältnis von Fließweg zu Dicke.

Schritt 1: Berechnen Sie zunächst das Fließlängenverhältnis

Der längste Fließweg des Materials beträgt etwa 200+30/2+50=265 mm, und die dünnste Wandstärke beträgt 1,5 mm am Anschnitt.

Verhältnis Fließweg zu Wandstärke = längster Materialfluss/dünnste Wandstärke

= 265/1.5

= 177:1

Schritt 2: Berechnen Sie den durchschnittlichen Druck P im Hohlraum mit Hilfe des Beziehungsdiagramms

Bei einer dünnen Wand von 1,5 mm und einem Verhältnis von Fließweg zu Dicke von 177 ist der entsprechende Kurvenpunkt P1 = 250 (bar).

P mittlerer Werkzeuginnendruck = P1 * K Durchflusskoeffizient = 250 * 1,55 = 387,5 (bar).

Schritt 3: Berechnen Sie die projizierte Fläche

Diese projizierte Fläche kann in der Software für die Formkonstruktion berechnet werden, wenn die Form fertiggestellt ist, und muss auf der Spezifikation und dem Typenschild der Form deutlich angegeben werden.

1. S = Projektionsfläche des Produkts + Projektionsfläche des Läufers

2. S = 20*15*2+3*1

3. S = 603 c㎡

Schritt 4: Berechnen der optimalen Spannkraft

1. F = P mittlerer Werkzeuginnendruck （bar） × S projizierte Fläche von Produkt und Anguss （c㎡）

2. F =387,5bar*603 （c㎡）

3. F =233662.5kg

4. F =234Tonnen.

Wir haben die kritische Klemmkraft für das ABS-Produkt unter Berücksichtigung des maximalen Wertes des Koeffizienten berechnet. In diesem Fall ist es nicht notwendig, ihn mit einem Sicherheitsfaktor zu multiplizieren, da wir bereits den Maximalwert berücksichtigt haben. Dieser berechnete Wert stellt die theoretisch optimale Schließkraft für die spezifische Form und das Produkt dar.

Um dem Produktionspersonal Klarheit zu verschaffen, ist es wichtig, diesen kritischen Schließkraftwert im Werkzeughandbuch und auf dem Typenschild des Werkzeugs deutlich zu kennzeichnen. Auf diese Weise hat das Produktionspersonal eine Standardreferenz für die Einstellung und Aufrechterhaltung der richtigen Schließkraft während der Produktion.

Methode 2: Berechnen nach Produktionstest

Diese Methode kann mit Hilfe einer elektronischen Kilowaage und der Einstellung der Schließkraft auf jeder Maschine und jedem Werkzeug schnell getestet werden. Die folgenden Schritte skizzieren das Verfahren:

Schritt 1: Stellen Sie die Schließkraft auf 90% des maximalen Drucks ein und verwenden Sie mittleren Druck (ca. 60%~70%) und mittlere Geschwindigkeit (30%~60%) für die Einspritzung. Stellen Sie die Halteposition und den Druck ein, und vergewissern Sie sich, dass das Produkt keine optischen Mängel aufweist. Injizieren Sie das Produkt dreimal und notieren Sie das Gewicht und das Aussehen in einer Tabelle.

Schritt 2: Verringern Sie die Spannkraft schrittweise um 10 Tonnen und notieren Sie das Gewicht, während Sie das Vorhandensein von optischen Mängeln überprüfen. Verringern Sie die Spannkraft weiter, bis das Produktgewicht um ca. 5% ansteigt und Blitze auftreten.

Anhand der in der Tabelle gesammelten Daten kann der beste Schließkraftparameter für dieses spezifische Produkt auf dieser Maschine zwischen 80 und 90 Tonnen bestimmt werden.

Wenn es bei der Spritzgießproduktion keine spezifischen Anforderungen an die Formen gibt, plant das PMC-Personal (Produktion, Material und Kontrolle) die Produktion in der Regel auf der Grundlage der Formgröße im Verhältnis zur Maschinengröße. Der Einstellungstechniker kann den Wert auf etwa 70%~80% der maximalen Schließkraft der Maschine einstellen. Dieser Ansatz gilt als schnell und effektiv, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Die maximale Schließkraft der marktüblichen Spritzgießmaschinenmodelle

Sollte die nachstehende Tabelle Fehler enthalten, wird empfohlen, sich an die entsprechenden Quellen zu wenden oder die Informationen mit mir zu überprüfen. Die Tabelle dient nur zu Referenzzwecken.

Bitte beachten:

1. Um die für eine bestimmte Spritzgießanwendung erforderliche Schließkraft zu bestimmen, sollten wir die spezifischen Anforderungen des herzustellenden Produkts berücksichtigen.

2. Eine höhere Spannkraft ist nicht unbedingt ein Hinweis auf eine bessere Maschine. Stattdessen sollten wir eine geeignete Maschine innerhalb des für die jeweilige Anwendung geeigneten Bereichs auswählen.