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Comment calculer la force de serrage dans le moulage par injection ?

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Force de serrage dans le moulage par injection

Avant de commencer à comprendre la force de serrage en moulage par injectionJe vais vous raconter une histoire.

L'entreprise X a reçu une commande de moulage par injection de la part de son client européen, l'entreprise Y. Cette dernière a envoyé trois employés pour visiter le site de l'entreprise X. M. B, directeur général de l'entreprise X, et M. C, responsable de l'ingénierie des moules, les accompagnent dans leur visite, ainsi que le concepteur des moules et le superviseur de la production de moulage par injection, M. D. Alors que M. A, de l'entreprise Y, observe les produits moulés par injection soigneusement finis près de la machine de moulage par injection, M. B, le chef d'entreprise de l'entreprise X, s'approche de lui.

A : Cher Monsieur B, avez-vous des préoccupations ?

B : Pourquoi y a-t-il une bavure sur le bord de ce produit ? Je n'en suis pas satisfait.

M. C, responsable de l'ingénierie des moules, s'est rapidement approché, a ramassé le produit et l'a examiné en déclarant : "Peut-être est-ce dû au fait que l'opérateur de la production par injection a mal réglé la force de serrage".

Après avoir compris les responsabilités professionnelles de M. C, M. A s'est tourné vers lui. Il lui demande : "La force de serrage critique n'était-elle pas indiquée dans le manuel d'instructions du moule lorsque vous avez livré le moule pour la production de moulage par injection ?"

Simultanément, M. A a également interrogé M. D, le superviseur de la production de moulage par injection, en disant : "L'opérateur de production n'a-t-il pas suivi le tableau des paramètres dans le manuel du moule ? La meilleure force de serrage n'a-t-elle pas été déterminée ?"

M. C et M. D ont tous deux secoué la tête.

Une fois de plus, M. A s'est tourné vers M. B et a fait remarquer : "C'est regrettable. Vos collègues semblent ne pas se soucier de mon moule et de mon produit."

M. C et M. D sont restés sans voix.

M. B, le GM, semblait impuissant.

Mes chers amis, comprenez-vous ce que veut dire M. A ?

Conseils dans cette histoire

Lorsqu'une usine de moules livre un moule, il est d'usage de fournir un manuel d'instructions indiquant la force de serrage optimale pour ce moule particulier. Cette information est essentielle pour garantir le bon fonctionnement et la longévité du moule.

Pendant la production par injection, il est essentiel de confirmer et de régler la force de fermeture optimale sur la base des spécifications fournies dans le manuel du moule. Il s'agit de saisir les paramètres appropriés de la machine pour obtenir la force de fermeture souhaitée sans endommager le moule. Le respect de la force de fermeture recommandée permet de garantir le bon déroulement du processus de production et de maintenir la qualité des produits moulés.

Comprendre la force de serrage

La force de fermeture dans le moulage par injection maintient le moule fermé pendant le processus d'injection et de refroidissement. Elle est générée par une presse hydraulique et, dans le mécanisme de moulage par injection, elle est classée en force de fermeture hydraulique et force de fermeture mécanique. Pour le personnel chargé de l'ingénierie des produits en plastique, il est essentiel de comprendre et de contrôler tous ces éléments, en particulier pour les produits qui ne sont pas exposés ou qui n'ont pas été testés.

Facteurs affectant la force de serrage du moule

Plusieurs facteurs peuvent l'affecter dans le cas du moulage par injection :

Géométrie partielle : La forme, la taille et la complexité de la pièce

Propriétés du matériau : Le type et les caractéristiques de la matière plastique

Epaisseur de la paroi: Les parois plus épaisses nécessitent généralement des forces de serrage plus importantes pour résister à la pression d'injection.

Conception du moule : La conception du moule, y compris le nombre et la complexité des cavités, système d'alimentationet des canaux de refroidissement

Pression d'injection : La pression d'injection appliquée pendant le moulage

Température du moule : la température de fonctionnement du moule

L'analyse IAO, telle que analyse du flux des moulesL'analyse de la force de serrage, comprend généralement une section qui évalue la force de serrage. Cette section peut fournir des informations précieuses pour un moule et une pièce spécifiques. Cependant, dans certains cas, le paramètre de la force de serrage n'est pas explicitement spécifié ou disponible dans l'analyse, ce qui nécessite une estimation approximative basée sur d'autres facteurs et connaissances techniques.

Comment calculer la force de serrage ?

Méthode 1 : établie au stade de la mise au point du moule.

Lors du calcul de la force d'expansion d'un moule, il est généralement conseillé de considérer la valeur maximale. Cette force d'expansion calculée représente la force de fermeture critique minimale requise pour produire le produit sans aucun éclair, et elle est souvent appelée la meilleure force de fermeture.

La formule de calcul de la force de serrage critique est la suivante :

F (force de serrage critique) = P (pression moyenne dans la cavité)(bar) × S (surface projetée du produit et de la glissière) (c㎡)

To accurately determine the cavity pressure, several factors come into play, including the viscosity of the polymer material, the size and location of the runner and gate, the size and thickness of the product, the vitesse d'injection, the mold temperature, the barrel temperature, and the mold venting, among others. These factors collectively contribute to the complexity of the pressure inside the cavity during the molding process.

Prenons l'exemple d'un produit fabriqué en ABS avec les spécifications suivantes : une longueur de coulisse principale de 50 mm, une ouverture carrée de 1,5 mm et une épaisseur de paroi de 2,0 mm. L'image ci-dessous illustre la forme du produit.

Cas pour montrer comment calculer la force de serrage
Cas pour montrer comment calculer la force de serrage

Avant de commencer à calculer, familiarisez-vous avec les deux tableaux suivants

1. Tableau des coefficients d'écoulement des matériaux thermoplastiques courants.

GradeMatériaux thermoplastiquesCoefficients de débit
1GPPS、HIPS、LDPE、LLDPE、MDPE、HDPE、PP、PP-EPDM×1.0
2PA6、PA66、PA11/12、PBT、PETP×1.30~1.35
3CA、CAB、CAP、CP、EVA、PUR/TPU、PPVC×1.35~1.45
4ABS、ASA、SAN、MBS、POM、BDS、PPS、PPO-M×1.45~1.55
5PMMA、PC/ABS、PC/PBT×1.55~1.70
6PC、PEI、UPVC、PEEK、PSU×1.70~1.90
Tableau des coefficients d'écoulement des matériaux thermoplastiques courants

2. Diagramme de la pression dans la cavité en fonction de l'épaisseur de la paroi et du rapport entre le chemin d'écoulement et l'épaisseur.

relation entre l'épaisseur de la paroi de la pression de la cavité et le rapport entre la trajectoire et l'épaisseur
relation entre l'épaisseur de la paroi de la pression de la cavité et le rapport entre la trajectoire et l'épaisseur

Étape 1 : Calculer d'abord le rapport de longueur du flux

La trajectoire la plus longue du matériau est d'environ 200+30/2+50=265mm, et l'épaisseur de paroi la plus fine est de 1,5mm à l'entrée.

Rapport entre la trajectoire du flux et l'épaisseur de la paroi = flux de matériau le plus long/épaisseur de la paroi la plus fine

= 265/1.5

= 177:1

Étape 2 : Calculer la pression moyenne P dans la cavité à l'aide du diagramme de relation

Pour une paroi mince de 1,5 mm et un rapport entre le chemin d'écoulement et l'épaisseur de 177, le point de la courbe correspondant à la croix est P1 = 250 (bar).

P pression moyenne dans la cavité = P1 * K coefficient de débit = 250 * 1,55 = 387,5 (bar).

Étape 3 : Calculer la surface projetée

Cette surface projetée peut être calculée dans le logiciel de conception du moule lorsque celui-ci est terminé et doit être clairement indiquée sur les spécifications et la plaque signalétique du moule.

1. S = zone de projection du produit + zone de projection du coureur

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

3. S = 603 c㎡

Étape 4 : Calcul de la force de serrage optimale

1. F = P pression moyenne dans la cavité (bar) × S surface projetée du produit et de la glissière (c㎡)

2. F =387.5bar*603 (c㎡)

3. F =233662.5kg

4. F =234Ton.

Nous avons calculé la force de serrage critique pour le produit ABS, en considérant la valeur maximale du coefficient. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de le multiplier par un facteur de sécurité, puisque nous avons déjà considéré la valeur maximale. Cette valeur calculée représente la force de serrage optimale théorique pour le moule et le produit spécifiques.

Pour que le personnel de production du moulage par injection puisse s'y retrouver, il est important d'indiquer clairement cette valeur critique de la force de fermeture dans le manuel du moule et sur la plaque signalétique du moule. Le personnel de production disposera ainsi d'une référence standard pour régler et maintenir la force de fermeture appropriée pendant la production.

Méthode 2 : Calcul par test de production

Cette méthode peut être testée rapidement sur n'importe quelle machine et n'importe quel moule à l'aide d'une balance électronique d'un kilo et en ajustant les réglages de la force de serrage. Les étapes suivantes décrivent le processus :

Étape 1 : Réglez la force de serrage à 90% de la pression maximale et utilisez une pression moyenne (environ 60%~70%) et une vitesse moyenne (30%~60%) pour l'injection. Régler la position de maintien et la pression, et s'assurer que le produit ne présente pas de défaut d'aspect. Injectez le produit 3 fois et notez le poids et l'aspect du produit dans un tableau.

Étape 2 : Diminuer la force de serrage de 10 tonnes successivement et enregistrer le poids tout en confirmant la présence de tout défaut d'apparence. Continuer à diminuer la force de serrage jusqu'à ce que le poids du produit augmente d'environ 5% et que des clignotements commencent à se produire.

Force de serrage(Ton)Poids (premier produit)Poids (deuxième produit)Poids (troisième produit)Apparence
110202020.01Bon
10019.9920.0120Bon
90202020.02Bon
8020.0120.0220.03Bon
7021.121.1121.2Flash
6021.321.321.5Flash
5023.323.923.4Flash

Sur la base des données recueillies dans le tableau, le meilleur paramètre de force de serrage pour ce produit spécifique sur cette machine peut être déterminé comme étant compris entre 80 tonnes et 90 tonnes.

Pendant la production du moulage par injection, s'il n'y a pas d'exigences spécifiques pour les produits moulés, le personnel PMC (Production, Matériel et Contrôle) planifie généralement la production en fonction de la taille du moule par rapport à la taille de la machine. Le technicien chargé du réglage peut fixer la valeur à environ 70%~80% de la force de serrage maximale de la machine. Cette approche est considérée comme rapide et efficace pour obtenir des résultats optimaux.

La force de fermeture maximale des modèles de machines de moulage par injection les plus courants sur le marché

En cas d'erreur dans le tableau ci-dessous, il est recommandé de contacter les sources concernées ou de vérifier l'information auprès de moi. Le tableau est destiné à des fins de référence.

A noter :

1. Pour déterminer la force de fermeture requise pour une application spécifique de moulage par injection, nous devons prendre en compte les exigences spécifiques du produit fabriqué.

2. Une force de serrage plus élevée n'indique pas nécessairement une meilleure machine. Il convient plutôt d'en choisir une qui se situe dans la fourchette appropriée pour l'application concernée.

MarqueModèle de machineForce de serrage maximale (tonnes)
ArburgAllrounder 370 E400
Allrounder 520 E Golden Electric600
Allrounder 1120 H650
DemagIntElect 80/370-31080
Ergotech 110/200110
El-Exis SP 200-1000200
EngelVictory 330/90 Tech330
e-mac 440/100440
Duo 3550/7003550
Negri BossiNOVA eT 180-480180
V110-375110
Canbio ST 440-1450440
SumitomoSE230EV-A-C360230
SE180EV-C560H180
SE500EV-A900500
ToshibaEC280SXV50-30A280
EC450SXV50-17A450
EC1000SXV50-27B1000
BattenfeldPlus 350/75350
HM 100/350100
MacroPower 650/5100650
Chen HsongSupermaster 450-2500450
Jetmaster JM168-AiP/480168
Vitesse 168168
FanucRoboshot Alpha-S100iA100
Roboshot Alpha-S150iA150
Roboshot Alpha-S300iA300
HaïtienSérie Jupiter III1500
Mars 90-32090
Série Zeres400
HuskyHyPET 300 HPP4300
HyPET 400 HPP4400
HyPET 120 P85/95 E120120
JSWJ220AD-460H220
J50AD-100H50
J280AD-460H280
Krauss MaffeiGX 550-8100550
CX 160-750160
MX 80-18080
MitsubishiME280E280
ME650E650
ME2000S-3902000
NisseiFNX III-50A50
FVX-660660
FVX-860860
SandrettoMega T 400-2550400
Mega T 480-3530480
S8 300-1300300
ToyoSi-200-6200
Si-500-6500
Si-1000-61000
Wittmann BattenfeldSmartPower 240/1330240
MicroPower 15/1015
MacroPower 450/5100450
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