литье под давлением, также известный как литье под давлением, является методом обработки пластика, широко используемым в обрабатывающей промышленности. Он включает нагревание пластикового материала в цилиндре до расплавления, а затем принудительное впрыскивание или инъекцию этого расплавленного пластика в полость формы для формирования затвердевшего продукта после охлаждения. Одним из важнейших аспектов этого процесса является сила зажима, которая обеспечивает то, что форма остается закрытой во время этапов впрыска и охлаждения, предотвращая утечку расплавленного пластика.
Что такое сила зажима?
Сила зажима относится к силе, применяемой литьевой машиной для удержания формы закрытой во время процесса впрыска. Эта сила гарантирует, что расплавленный пластик под высоким давлением не вытечет из полость формы, тем самым сохраняя целостность формованной детали. Усилие зажима измеряется в тоннах и является важным аспектом обозначения размера машины.
Важность силы зажима
Сила зажима должна быть достаточной, чтобы противостоять давлению впрыска расплавленного пластика, которое может достигать тысяч фунтов на квадратный дюйм. Если сила зажима недостаточна, это может привести к разделению формы, образованию облоя (избыточный материал на линии разъема) или неполному заполнению, что приведет к дефектам и отходам материала. И наоборот, чрезмерная сила зажима может привести к ненужному износу формы и компонентов машины, что увеличит расходы на техническое обслуживание.
Расчет силы зажима
Требуемое усилие зажима можно рассчитать по формуле:
Сила зажима (F) = Давление впрыска (P) × Проекционная площадь (A)
Где:
- F сила зажима в фунтах или ньютонах,
- P давление впрыска,
- A — проецируемая площадь детали.
Иллюстративный пример
Для детали с проекционной площадью 10 квадратных дюймов и давлением впрыска 1,500 фунтов на квадратный дюйм расчет силы зажима будет следующим:
F=1,500 фунтов на квадратный дюйм×10 дюймов²=15,000 фунтов
Этот расчет гарантирует, что форма выдержит давление без разрушения.
Факторы, влияющие на расчет силы зажима
На усилие зажима, необходимое при литье под давлением, влияют несколько ключевых факторов:
- Сложность и форма детали влияют на проектируемую площадь, тем самым влияя на требуемое усилие зажима.
- Различные пластмассы имеют разную вязкость и скорость потока, что влияет на давление впрыска и, следовательно, на усилие зажима.
- Каждая литьевая машина имеет максимально допустимое усилие зажима, которое должно быть равным или превышено для обеспечения надежной работы.
- Продолжительность цикла впрыска может влиять на необходимое усилие зажима, особенно при высокоскоростном применении.
Определение необходимого усилия зажима
Усилие зажима, необходимое для конкретной операции литья под давлением, зависит от нескольких факторов, включая:
- Размер и сложность формованных деталей: Более крупные и сложные детали требуют более высоких усилий зажима для поддержания закрытия формы и обеспечения правильной формы.
- Свойства материала: Тип формуемого пластика также влияет на требования к усилию зажима. Термопластичные материалы, которые можно многократно нагревать и охлаждать, обычно требуют меньшего усилия зажима, чем термореактивные материалы, которые отверждаются или затвердевают внутри формы.
- Давление и скорость впрыска: Более высокое давление впрыска и более высокая скорость впрыска требуют больших усилий зажима, чтобы удерживать форму закрытой.
- Дизайн пресс-форм: Конструкция пресс-формы, включая количество полостей и толщину пластин пресс-формы, также влияет на требования к усилию зажима.
Правило большого пальца, часто используемое для оценки необходимого усилия зажима, основано на проецируемой площади линии разъема пресс-формы. Обычно, усилие зажима в две тонны на квадратный дюйм проецируемой площади считается достаточным для большинства применений. Однако, возможно, эту цифру придется скорректировать на основе конкретных факторов, упомянутых выше.
Как достигается сила зажима
Машины для литья под давлением используют различные механизмы для создания необходимого усилия зажима. Наиболее распространенной системой в более крупных машинах является система возвратно-поступательного винта, которая объединяет функции впрыска и пластификации. Когда пластик подается во вращающийся винт, он проходит через зоны подачи, сжатия и дозирования, прежде чем будет впрыснут в полость формы. Усилие зажима создается гидравлическими цилиндрами, которые активируются, когда винт достигает конца своего хода.
Выбор подходящей машины для литья под давлением
При выборе машины для литья под давлением крайне важно оценить ее способность к усилию зажима. Машина должна обеспечивать усилие зажима, превышающее расчетное требование для обеспечения стабильной работы. Факторы, которые следует учитывать, включают:
- Типы используемых материалов,
- Сложность конструкции детали,
- Объем производства и продолжительность цикла.
Давление формования обычных пластиковых материалов
В промышленности давление впрыска может варьироваться в широких пределах, обычно от 500 до 30,000 XNUMX фунтов на квадратный дюйм. Понимание этих давлений имеет решающее значение для определения подходящей силы зажима для различных материалов и конструкций деталей.
Ниже представлена подробная таблица, в которой указаны средние давления формования (в кг/см²) для различных типов пластмасс, отсортированных по их возможностям точного формования.
| Пластиковые материалы | Общее формование (в кг/см²) | Литье средней точности (в кг/см²) | Высокоточное литье (в кг/см²) |
|---|---|---|---|
| PA66 | 400 | 500 | 650 |
| HIPS | 250 | 350 | 450 |
| PP | 250 | 350 | 450 |
| AS | 300 | 440 | 500 |
| ПММА | 350 | 500 | 600 |
| SAN | 300 | 400 | 500 |
| ПВХ | 300 | 400 | 500 |
| EVA | 250 | 350 | 450 |
| PC | 400 | 550 | 700 |
| ПОМ | 350 | 500 | 650 |
| GPS | 250 | 350 | 450 |
| HDPE | 300 | 400 | 500 |
| PS | 250 | 350 | 450 |
| PA6 | 350 | 450 | 600 |
| ПВД | 250 | 350 | 450 |
| ABS | 300 | 440 | 500 |
| PAI | 400 | 500 | 700 |
| ПВХ | 250 | 350 | 450 |
Основные сведения
- Вариативность материала: Различные материалы требуют различных давлений формования в зависимости от их свойств. Например, поликарбонат и полиамид обычно требуют более высоких давлений для формования как средней, так и высокой точности по сравнению с полистиролом.
- Уровни точности: Более точные формы часто требуют повышенного давления для достижения лучшей размерной точности и отделки поверхности. Например, полиацеталь требует 650 кг/см² для высокой точности, что подчеркивает его прочность и жесткость.
- Гибкость и жесткость: Различия между жестким и мягким ПВХ также иллюстрируют, как приложение давления может варьироваться в зависимости от желаемой гибкости конечного продукта.
- Ударопрочность: Такие материалы, как HIPS и PP, известные своей ударопрочностью, имеют более низкое среднее давление по сравнению с другими, что делает их подходящими для применений, требующих прочности без ущерба для эффективности производства.
Проблемы и соображения при определении фактического усилия зажима
Определение фактического усилия зажима может быть осложнено несколькими факторами, включая:
- Износ машины,
- Тепловое расширение материалов формы,
- Изменчивость свойств инжектируемого материала.
Чтобы смягчить эти проблемы, производители часто используют передовые материалы и конструкции пресс-форм, а также методы точной обработки, чтобы гарантировать, что пресс-форма может выдерживать высокие силы зажима без деформации. Они также используют гидравлические системы с точными возможностями управления для точной регулировки силы зажима.
Усилие зажима в современных литьевых машинах
Современные литьевые машины оснащены передовыми системами зажима, которые обеспечивают точный контроль силы зажима. Обычно эти системы включают в себя гидравлические цилиндры или электродвигатели, которые создают необходимую силу. Они также включают в себя датчики и механизмы обратной связи для контроля и регулировки силы зажима в режиме реального времени, обеспечивая оптимальное закрытие формы и качество продукции.
Вывод
Подводя итог, можно сказать, что сила зажима является основополагающим аспектом процесса литья под давлением, который существенно влияет на качество продукции и эффективность производства. Понимание и оптимизация этой силы посредством тщательного расчета и регулировки может привести к получению более качественных формованных деталей и снижению эксплуатационных расходов. По мере развития технологий способность контролировать и контролировать силу зажима будет продолжать совершенствоваться, улучшая общий процесс литья под давлением.
Готовы к своему проекту?
Попробуйте BOYI TECHNOLOGY прямо сейчас!
Загрузите свои 3D-модели или 2D-чертежи, чтобы получить индивидуальную поддержку
Статья написана инженерами из команды BOYI TECHNOLOGY. Фуцюань Чен — профессиональный инженер и технический эксперт с 20-летним опытом работы в сфере быстрого прототипирования, производства металлических и пластиковых деталей.
