Come calcolare la forza di serraggio nello stampaggio a iniezione?

Prima di iniziare a comprendere la forza di serraggio in stampaggio a iniezione, permettetemi di condividere una storia.

L'azienda X ha ricevuto un ordine per lo stampaggio a iniezione da parte del suo cliente europeo, l'azienda Y. L'azienda Y ha inviato tre dipendenti a visitare la sede dell'azienda X. Il signor B, direttore generale dell'azienda X, e il signor C, responsabile dell'ingegneria degli stampi, li hanno accompagnati nella visita, insieme al progettista dello stampo e al supervisore della produzione dello stampaggio a iniezione, il signor D. Mentre il signor A dell'azienda Y osservava i prodotti stampati a iniezione accuratamente rifiniti vicino alla macchina per lo stampaggio a iniezione, il signor B, il responsabile commerciale dell'azienda X, gli si è avvicinato.

R: Caro signor B, ha qualche preoccupazione?

B: Perché c'è una sbavatura sul bordo di questo prodotto? Non sono soddisfatto.

Il signor C, responsabile dell'ingegneria degli stampi, si è avvicinato rapidamente, ha preso in mano il prodotto e lo ha esaminato, affermando: "Forse è stato causato dall'operatore della produzione a iniezione che ha impostato la forza di chiusura in modo errato".

Dopo aver compreso le responsabilità lavorative del signor C, il signor A si rivolse a lui. Gli chiese: "La forza di serraggio critica non era indicata nel manuale di istruzioni dello stampo quando avete consegnato lo stampo per lo stampaggio a iniezione?".

Contemporaneamente, il signor A ha interrogato anche il signor D, il supervisore della produzione dello stampaggio a iniezione, dicendo: "L'operatore di produzione non ha seguito la tabella dei parametri nel manuale dello stampo? Non è stata determinata la migliore forza di chiusura?".

Sia il signor C che il signor D scossero la testa.

Ancora una volta, il signor A si rivolge al signor B e osserva: "È un peccato. I suoi colleghi sembrano non avere a cuore il mio stampo e il mio prodotto".

I signori C e D sono rimasti senza parole.

Mr. B, il GM, è apparso impotente.

Miei cari amici, capite cosa intende il signor A.?

Suggerimenti in questa storia

Quando una fabbrica di stampi consegna uno stampo, è prassi fornire un manuale di istruzioni che indica la forza di serraggio ottimale per quello specifico stampo. Queste informazioni sono essenziali per garantire il corretto funzionamento e la durata dello stampo.

Durante la produzione di iniezione, è fondamentale confermare e impostare la forza di chiusura ottimale in base alle specifiche fornite nel manuale dello stampo. Ciò comporta l'immissione dei parametri macchina appropriati per ottenere la forza di chiusura desiderata senza causare danni allo stampo. Il rispetto della forza di serraggio consigliata contribuisce a garantire il corretto svolgimento del processo produttivo e la qualità dei prodotti stampati.

Comprendere la forza di serraggio

La forza di serraggio nello stampaggio a iniezione mantiene lo stampo chiuso durante il processo di iniezione e raffreddamento. Viene generata da una pressa idraulica e, nel meccanismo dello stampaggio a iniezione, viene classificata in forza di serraggio idraulica e forza di serraggio meccanica. In qualità di personale addetto alla progettazione di prodotti in plastica, la comprensione e il controllo di tutte queste forze sono fondamentali, soprattutto per i prodotti che non vengono esposti o testati.

I fattori che influenzano la forza di serraggio dello stampo

I fattori che possono influenzarla nello stampaggio a iniezione sono diversi, tra cui:

Geometria del pezzo: La forma, le dimensioni e la complessità del pezzo

Proprietà del materiale: Il tipo e le caratteristiche del materiale plastico

Spessore della parete: Le pareti più spesse richiedono generalmente forze di serraggio più elevate per resistere alla pressione di iniezione.

Design dello stampo: La progettazione dello stampo, compreso il numero e la complessità delle cavità, sistema di alimentazionee canali di raffreddamento

Pressione di iniezione: La pressione di iniezione applicata durante lo stampaggio

Temperatura di stampaggio: Temperatura di esercizio dello stampo

L'analisi CAE, come analisi del flusso dello stampoIl sistema di controllo della forza di serraggio, in genere, comprende una sezione che valuta la forza di serraggio. Questa sezione può fornire informazioni preziose per uno stampo e un pezzo specifici. Tuttavia, in alcuni casi il parametro della forza di serraggio non è esplicitamente specificato o disponibile nell'analisi e richiede una stima approssimativa basata su altri fattori e sulle conoscenze ingegneristiche.

Come calcolare la forza di serraggio?

Metodo 1: stabilito nella fase di sviluppo dello stampo.

Quando si calcola la forza di espansione di uno stampo, in genere si consiglia di considerare il valore massimo. Questa forza di espansione calcolata rappresenta la forza di serraggio critica minima necessaria per produrre il prodotto senza sbavature ed è spesso indicata come la forza di serraggio migliore.

La formula di calcolo della forza di serraggio critica è la seguente:

F (forza di serraggio critica) = P (pressione media della cavità) (bar) × S (area proiettata del prodotto e della guida) (c㎡)

Per determinare con precisione la pressione della cavità, entrano in gioco diversi fattori, tra cui la viscosità del materiale polimerico, le dimensioni e la posizione del canale e della porta, le dimensioni e lo spessore del prodotto, la velocità di iniezioneLa temperatura dello stampo, la temperatura del cilindro e lo sfiato dello stampo, tra gli altri. L'insieme di questi fattori contribuisce alla complessità della pressione all'interno della cavità durante il processo di stampaggio.

Ad esempio, si consideri un prodotto realizzato in materiale ABS con le seguenti specifiche: una lunghezza del canale principale di 50 mm, una porta quadrata di 1,5 mm e uno spessore della parete di 2,0 mm. L'immagine sottostante illustra la forma del prodotto.

Prima di iniziare i calcoli, è necessario familiarizzare con queste due tabelle

1. Tabella dei coefficienti di flusso dei comuni materiali termoplastici.

2. Diagramma della pressione della cavità in funzione dello spessore della parete e del rapporto tra percorso di flusso e spessore.

Fase 1: calcolare prima il rapporto di lunghezza del flusso

Il percorso di flusso più lungo del materiale è di circa 200+30/2+50=265 mm e lo spessore della parete più sottile è di 1,5 mm alla porta.

Rapporto tra percorso di flusso e spessore della parete = flusso di materiale più lungo/spessore della parete più sottile

= 265/1.5

= 177:1

Fase 2: calcolare la pressione media P nella cavità utilizzando il diagramma di relazione

Per una parete sottile di 1,5 mm e un rapporto tra percorso di flusso e spessore di 177, il punto della curva trasversale corrispondente è P1 = 250 (bar).

P pressione media della cavità = P1 * K coefficiente di flusso = 250 * 1,55 = 387,5 (bar).

Fase 3: Calcolo dell'area proiettata

L'area prevista può essere calcolata nel software di progettazione dello stampo quando lo stampo è finito e deve essere indicata chiaramente sulle specifiche dello stampo e sulla targhetta.

1. S = area di proiezione del prodotto + area di proiezione del corridore

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

3. S = 603 c㎡

Fase 4: Calcolo della forza di serraggio ottimale

1. F = P pressione media della cavità （bar） × S area proiettata del prodotto e del canale di scorrimento （c㎡）

2. F =387,5bar*603 （c㎡）

3. F =233662,5 kg

4. F =234Ton.

Abbiamo calcolato la forza di serraggio critica per il prodotto ABS, considerando il valore massimo del coefficiente. In questo caso, non è necessario moltiplicarlo per un fattore di sicurezza, poiché abbiamo già considerato il valore massimo. Questo valore calcolato rappresenta la forza di serraggio teorica ottimale per lo stampo e il prodotto specifici.

Per garantire chiarezza e riferimento al personale addetto allo stampaggio a iniezione, è importante indicare chiaramente questo valore critico della forza di chiusura nel manuale dello stampo e sulla targhetta dello stampo. In questo modo, il personale di produzione avrà un riferimento standard per impostare e mantenere la forza di serraggio appropriata durante la produzione.

Metodo 2: Calcolo tramite test di produzione

Questo metodo può essere testato rapidamente su qualsiasi macchina e stampo utilizzando una bilancia elettronica da un chilo e regolando le impostazioni della forza di serraggio. Le fasi seguenti illustrano il processo:

Fase 1: impostare la forza di chiusura a 90% della pressione massima e utilizzare una pressione media (circa 60%~70%) e una velocità media (30%~60%) per l'iniezione. Impostare la posizione e la pressione di mantenimento e verificare che il prodotto non presenti difetti estetici. Iniettare il prodotto per 3 volte e registrare il peso e le condizioni di aspetto in una tabella.

Fase 2: diminuire la forza di serraggio di 10 tonnellate in sequenza e registrare il peso confermando la presenza di eventuali difetti estetici. Continuare a diminuire la forza di serraggio fino a quando il peso del prodotto aumenta di circa 5% e iniziano a verificarsi lampi.

Sulla base dei dati raccolti nella tabella, il miglior parametro di forza di serraggio per questo prodotto specifico su questa macchina può essere determinato tra 80 e 90 tonnellate.

Durante la produzione di stampi a iniezione, se non ci sono requisiti specifici per i prodotti stampati, il personale PMC (Produzione, Materiale e Controllo) in genere programma la produzione in base alle dimensioni dello stampo rispetto alle dimensioni della macchina. Il tecnico addetto alla regolazione può impostare il valore a circa 70%~80% della forza di chiusura massima della macchina. Questo approccio è considerato rapido ed efficace per ottenere risultati ottimali.

La forza di chiusura massima dei modelli di macchine per lo stampaggio a iniezione più diffusi sul mercato

In caso di errori nella tabella sottostante, si raccomanda di contattare le fonti pertinenti o di verificare le informazioni con me. La tabella è da intendersi come riferimento.

Si prega di notare:

1. Per determinare la forza di serraggio necessaria per una specifica applicazione di stampaggio a iniezione, occorre considerare i requisiti specifici del prodotto da fabbricare.

2. Una forza di serraggio maggiore non indica necessariamente una macchina migliore. È invece necessario sceglierne una adeguata all'interno dell'intervallo appropriato per l'applicazione specifica.