Como calcular a força de aperto na moldagem por injeção?

Antes de começarmos a compreender a força de aperto em moldagem por injeçãoDeixem-me partilhar uma história.

O Sr. B, diretor-geral da Empresa X, e o Sr. C, chefe da engenharia de moldes, acompanharam-nos na visita, juntamente com o desenhador de moldes e o supervisor da produção de moldes por injeção, o Sr. D. Enquanto o Sr. A da Empresa Y observava os produtos moldados por injeção cuidadosamente acabados junto à máquina de moldagem por injeção, o Sr. B, o chefe de negócios da Empresa X, aproximou-se dele.

R: Caro Sr. B, tem alguma preocupação?

B: Porque é que este produto tem uma rebarba na extremidade? Não estou satisfeito com isso.

O Sr. C, o chefe da engenharia de moldes, aproximou-se rapidamente, pegou no produto e examinou-o, afirmando: "Talvez tenha sido causado pelo operador da produção de injeção que ajustou incorretamente a força de aperto."

Depois de compreender as responsabilidades profissionais do Sr. C, o Sr. A dirigiu-se a ele. Perguntou: "A força de aperto crítica não estava indicada no manual de instruções do molde quando entregou o molde para a produção de moldagem por injeção?"

Simultaneamente, o Sr. A também questionou o Sr. D, o supervisor da produção de moldagem por injeção, dizendo: "O operador de produção não seguiu a tabela de parâmetros do manual do molde? Não foi determinada a melhor força de aperto?"

Tanto o Sr. C como o Sr. D abanaram a cabeça.

Mais uma vez, o Sr. A virou-se para o Sr. B e comentou: "Isto é lamentável. Os seus colegas parecem não se importar com o meu molde e o meu produto."

O Sr. C e o Sr. D ficaram sem palavras.

O Sr. B, o diretor-geral, parecia desamparado.

Meus caros amigos, compreendem o que o Sr. A quer dizer?

Sugestões nesta história

Quando uma fábrica de moldes entrega um molde, é prática corrente fornecer um manual de instruções que indica a força de aperto ideal para esse molde específico. Esta informação é essencial para garantir o funcionamento correto e a longevidade do molde.

Durante a produção por injeção, é crucial confirmar e definir a força de aperto ideal com base nas especificações fornecidas no manual do molde. Isto implica a introdução dos parâmetros adequados da máquina para atingir a força de aperto desejada sem causar danos ao molde. O cumprimento da força de aperto recomendada ajuda a garantir que o processo de produção decorre sem problemas e mantém a qualidade dos produtos moldados.

Compreender a força de aperto

A força de aperto na moldagem por injeção mantém o molde fechado durante o processo de injeção e arrefecimento. É gerada por uma prensa hidráulica e, no mecanismo de moldagem por injeção, é classificada em força de aperto hidráulica e força de aperto mecânica. Enquanto equipa de engenharia de produtos de plástico, é crucial compreender e controlar todos estes elementos, especialmente no caso de produtos sem exposição ou ensaio.

Os factores que afectam a força de fixação do molde

Existem vários factores que podem afectá-lo na moldagem por injeção, incluindo:

Geometria da peça: A forma, tamanho e complexidade da peça

Propriedades do material: O tipo e as características do material plástico

Espessura da parede: As paredes mais espessas requerem geralmente forças de aperto mais elevadas para suportar a pressão de injeção.

Conceção do molde: A conceção do molde, incluindo o número e a complexidade das cavidades, sistema de alimentaçãoe canais de arrefecimento

Pressão de injeção: A pressão de injeção aplicada durante a moldagem

Temperatura do molde: A temperatura de funcionamento do molde

A análise CAE, tal como análise do fluxo do moldeO sistema de medição da força de aperto, normalmente inclui uma secção que avalia a força de aperto. Esta secção pode fornecer informações valiosas para um molde e uma peça específicos. No entanto, pode haver casos em que o parâmetro da força de fixação não esteja explicitamente especificado ou disponível na análise, exigindo uma estimativa aproximada com base noutros factores e conhecimentos de engenharia.

Como calcular a força de aperto?

Método 1: Estabelecido na fase de desenvolvimento do molde.

Ao calcular a força de expansão de um molde, é normalmente aconselhável considerar o valor máximo. Esta força de expansão calculada representa a força de aperto crítica mínima necessária para produzir o produto sem quaisquer flashes, e é frequentemente referida como a melhor força de aperto.

A fórmula de cálculo da força de aperto crítica é a seguinte

F (força de aperto crítica) = P (pressão média da cavidade) (bar) × S (área projectada do produto e do canal) (c㎡)

Para determinar com precisão a pressão da cavidade, entram em jogo vários factores, incluindo a viscosidade do material polimérico, o tamanho e a localização do canal e da comporta, o tamanho e a espessura do produto, a velocidade de injeçãoA temperatura do molde, a temperatura do cilindro e a ventilação do molde, entre outros. Estes factores contribuem coletivamente para a complexidade da pressão no interior da cavidade durante o processo de moldagem.

Por exemplo, considere um produto feito de material ABS com as seguintes especificações: um comprimento da calha principal de 50 mm, uma porta quadrada com 1,5 mm e uma espessura de parede de 2,0 mm. A imagem abaixo ilustra a forma do produto.

Antes de começar a calcular, familiarize-se com estas duas tabelas

1. Tabela de coeficientes de fluxo de materiais termoplásticos comuns.

2. Diagrama da pressão na cavidade em função da espessura da parede e do rácio entre o percurso do fluxo e a espessura.

Passo 1: Calcular primeiro o rácio do comprimento do fluxo

O percurso de fluxo mais longo do material é de aproximadamente 200+30/2+50=265mm, e a espessura mais fina da parede é de 1,5mm no portão.

Rácio entre o percurso do fluxo e a espessura da parede = fluxo mais longo de material/espessura mais fina da parede

= 265/1.5

= 177:1

Passo 2: Calcular a pressão média P na cavidade utilizando o diagrama de relações

Para uma parede fina de 1,5 mm e um rácio entre o percurso do fluxo e a espessura de 177, o ponto da curva correspondente é P1 = 250 (bar).

P pressão média da cavidade = P1 * K coeficiente de caudal = 250 * 1,55 = 387,5 (bar).

Passo 3: Calcular a área projectada

Esta área projectada pode ser calculada no software de conceção do molde quando este estiver concluído e deve ser claramente assinalada na especificação do molde e na placa de identificação.

1. S = área de projeção do produto + área de projeção do corredor

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

3. S = 603 c㎡

Passo 4: Calcular a força de aperto ideal

1. F = P pressão média da cavidade （bar） × S área projectada do produto e do corredor （c㎡）

2. F =387,5bar*603 （c㎡）

3. F =233662.5kg

4. F =234Ton.

Calculámos a força de aperto crítica para o produto ABS, considerando o valor máximo do coeficiente. Neste caso, não é necessário multiplicá-lo por um fator de segurança, uma vez que já considerámos o valor máximo. Este valor calculado representa a força de fixação teórica óptima para o molde e produto específicos.

Para garantir clareza e referência para o pessoal de produção de moldagem por injeção, é importante marcar claramente este valor crítico da força de aperto no manual do molde e na placa de identificação do molde. Ao fazê-lo, o pessoal de produção terá uma referência padrão para definir e manter a força de aperto adequada durante a produção.

Método 2: Calcular por ensaio de produção

Este método pode ser rapidamente testado em qualquer máquina e molde, utilizando uma balança eletrónica de quilos e ajustando as definições da força de aperto. Os passos seguintes descrevem o processo:

Passo 1: Definir a força de aperto para 90% da pressão máxima e utilizar pressão média (cerca de 60%~70%) e velocidade média (30%~60%) para a injeção. Definir a posição de retenção e a pressão e assegurar que o produto não tem defeitos de aparência. Injetar o produto 3 vezes e registar o peso e o aspeto numa tabela.

Passo 2: Diminuir a força de aperto em 10 toneladas sequencialmente e registar o peso enquanto se confirma a presença de quaisquer defeitos de aparência. Continuar a diminuir a força de aperto até que o peso do produto aumente em aproximadamente 5% e comecem a ocorrer flashes.

Com base nos dados recolhidos na tabela, é possível determinar que o melhor parâmetro de força de aperto para este produto específico nesta máquina se situa entre 80 e 90 toneladas.

Durante a produção de moldagem por injeção, se não existirem requisitos específicos para os produtos do molde, o pessoal do PMC (Produção, Material e Controlo) programa normalmente a produção com base no tamanho do molde em relação ao tamanho da máquina. O técnico de ajuste pode definir o valor em cerca de 70%~80% da força de aperto máxima da máquina. Esta abordagem é considerada rápida e eficaz na obtenção de resultados óptimos.

A força de aperto máxima dos modelos de máquinas de moldagem por injeção comuns no mercado

Se houver algum erro no quadro que se segue, recomenda-se que se contacte as fontes relevantes ou que se verifique a informação comigo. O quadro destina-se a servir de referência.

Atenção:

1. Para determinar a força de aperto necessária para uma aplicação específica de moldagem por injeção, devemos considerar os requisitos específicos do produto que está a ser fabricado.

2. Uma força de aperto mais elevada não indica necessariamente uma máquina melhor. Em vez disso, devemos selecionar uma máquina adequada dentro da gama apropriada para a aplicação específica.