Formula cetakan injeksi langsung dari produsen

Perhitungan inti dalam cetakan injeksi

Cetakan injeksi adalah proses kompleks yang melibatkan kontrol yang tepat dari beberapa parameter utama. Memahami dan menerapkan formula perhitungan yang relevan sangat penting untuk mengoptimalkan produksi, memastikan kualitas produk, dan mengendalikan biaya.

1. Gaya penjepit (f)

Gaya penjepit adalah gaya yang diperlukan dalam proses cetakan injeksi untuk menahan tekanan yang dihasilkan oleh plastik cair yang disuntikkan ke dalam rongga cetakan, memastikan bahwa cetakan tidak terbuka selama injeksi.

• Rumus: F = am x pv / 1000
  • F: Kekuatan penjepit (ton)
  • Pagi: Area yang diproyeksikan dari rongga cetakan pada garis perpisahan (dalam cm²)
  • PV: Tekanan pengisian atau tekanan rongga (dalam kg/cm²)
  • 1000: Faktor konversi unit

2. Volume tembakan (v)

Volume bidikan mengacu pada volume total plastik yang disuntikkan ke dalam cetakan selama setiap siklus injeksi, termasuk volume bagian itu sendiri dan volume sistem pelari (jika ada).

• Formula (berdasarkan sekrup): V = π x (ds / 2) ² x st

  • V: Volume bidikan (dalam cm³)
  • DS: Diameter sekrup injeksi (dalam cm)
  • ST: Stroke sekrup injeksi (dalam cm)
  • π: PI (sekitar 3.14159)

• Formula (berdasarkan bagian dan pelari): V = VP VR

  • VP: Volume bagian (dalam CM³)
  • VR: Volume sistem runner (dalam CM³)

3. Berat tembakan (w)

Berat tembakan adalah massa total plastik yang disuntikkan ke dalam cetakan selama setiap siklus injeksi.

• Rumus: W = v x ρ

  • W: Bobot tembakan (dalam gram)
  • V: Volume bidikan (dalam cm³)
  • ρ: Kepadatan bahan plastik (dalam g/cm³)

• Mempertimbangkan faktor penyusutan dan pengepakan: W = (vp vr) x ρ x (1 s) x pf

  • S: Penyusutan material (sebagai desimal)
  • PF: Faktor pengemasan (biasanya sedikit lebih besar dari 1 untuk mengimbangi pengepakan material)

4. Konsumsi material per bagian (MC)

Formula ini digunakan untuk menghitung jumlah bahan yang diperlukan untuk menghasilkan satu bagian.

• Rumus: MC = WP / NC

  • MC: Konsumsi material per bagian (dalam gram)
  • WP: Berat satu bagian (dalam gram)
  • NC: Jumlah rongga dalam cetakan

• Mempertimbangkan limbah pelari dingin: MC = (WP (WR / NC)) / NC

  • WR: Berat sistem runner (dalam gram)

Fase injeksi dan dinamika aliran lebur

Fase injeksi adalah tahap penting dalam proses pencetakan injeksi, secara langsung mempengaruhi kualitas produk yang dicetak. Memahami perhitungan dan peran parameter seperti tekanan dan kecepatan injeksi sangat penting untuk mengoptimalkan fase ini.

5. Tekanan Injeksi (PI)

Tekanan injeksi adalah tekanan yang dibutuhkan oleh unit injeksi untuk memaksa plastik cair ke dalam rongga cetakan.

• Rumus: Pi = (pp x ai) / as

  • PI: Tekanan injeksi (dalam kg/cm²)
  • PP: Tekanan pompa hidrolik (dalam kg/cm²)
  • AI: Area efektif silinder injeksi (dalam cm²)
  • Sebagai: Luas penampang sekrup injeksi (dalam cm²)

• Formula alternatif: Pi = f_Injection / as

  • F_Injection: Gaya injeksi (dalam kg)

6. Kecepatan injeksi

Kecepatan injeksi mengacu pada laju plastik cair disuntikkan ke rongga cetakan.

• Rumus: S = q / a
  • S: Kecepatan injeksi (dalam cm/detik atau mm/detik)
  • Q: Laju aliran volumetrik dari pencairan plastik (dalam cm³/detik)
  • A: Luas penampang silinder injeksi (dalam cm²)

7. Tingkat Injeksi (SV)

Tingkat injeksi adalah jumlah plastik yang disuntikkan ke dalam rongga cetakan per unit waktu.

• Rumus: Sv = s x ao
  • SV: Tingkat injeksi (dalam G/detik)
  • S: Kecepatan injeksi (sebagaimana didefinisikan di atas)
  • AO: Luas penampang sekrup (dalam cm²)

8. Penurunan tekanan di gerbang (ΔPG)

Gerbang adalah saluran kecil yang menghubungkan pelari dan rongga, dan penurunan tekanan terjadi ketika plastik cair mengalir melaluinya.

• Formula (disederhanakan, untuk gerbang melingkar): ΔPG ≈ (12 * η * q * lg) / (π * dg⁴)
  • ΔPG: Penurunan tekanan melintasi gerbang (dalam PA atau kg/cm²)
  • η: Viskositas plastik cair (dalam pa · s atau tenang)
  • Q: Laju aliran volumetrik melalui gerbang (dalam m³/s atau cm³/s)
  • LG: Panjang gerbang (dalam m atau cm)
  • DG: Diameter gerbang (dalam m atau cm)

9. Nomor Reynolds (RE)

Angka Reynolds adalah jumlah tanpa dimensi yang membantu memprediksi rezim aliran plastik cair (laminar atau turbulen).

• Rumus: Re = (ρ * v * d) / η
  • Ulang: Nomor Reynolds
  • ρ: Kepadatan plastik cair (dalam kg/m³)
  • V: Kecepatan aliran leleh (dalam m/s)
  • D: Panjang karakteristik (mis., Diameter gerbang atau diameter pelari) (dalam m)
  • η: Viskositas plastik cair (dalam pa · s)

Pendinginan, waktu siklus, dan pertimbangan lanjutan

Di luar injeksi dan aliran, tahap lain dan pertimbangan lanjutan dalam cetakan injeksi sama pentingnya, seperti pendinginan, waktu siklus, dan sifat material.

10. Waktu Pendinginan (TC)

Waktu pendinginan adalah waktu yang diperlukan untuk bagian plastik yang dicetak untuk memadat secara memadai di dalam rongga cetakan untuk dikeluarkan dengan aman.

• Formula (disederhanakan): TC ≈ H² / (k / (ρ * cp))

  • TC: Waktu pendinginan (dalam hitungan detik)
  • H: Ketebalan dinding maksimum bagian (dalam cm)
  • K: Konduktivitas termal dari bahan plastik (dalam w/(m · k))
  • ρ: Kepadatan bahan plastik (dalam kg/m³)
  • CP: Kapasitas panas spesifik bahan plastik (dalam J/(kg · k))

• Faktor yang mempengaruhi: Waktu pendinginan yang sebenarnya juga dipengaruhi oleh suhu cetakan, suhu leleh, suhu ejeksi, dan koefisien perpindahan panas antara plastik dan cetakan.

11. Waktu Siklus (T)

Waktu siklus adalah total waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan satu siklus cetakan injeksi.

• Rumus: T = ti tp tc te
  • T: Waktu siklus (dalam hitungan detik)
  • TI: Waktu injeksi (waktu yang dibutuhkan untuk mengisi rongga)
  • TP: Waktu pengepakan (waktu di mana tekanan dipertahankan setelah diisi)
  • TC: Waktu pendinginan
  • TE: Waktu ejeksi (waktu yang dibutuhkan untuk mengeluarkan bagian)

12. Ejection Force (FE)

Gaya ejeksi adalah gaya yang diperlukan untuk menghilangkan bagian plastik yang dicetak dari rongga cetakan.

• Formula (perkiraan): Fe ≈ μ x p_shrinkage x a_part
  • Fe: Gaya ejeksi (dalam kg atau n)
  • μ: Koefisien gesekan antara plastik dan permukaan cetakan
  • P_Shrinkage: Tekanan karena penyusutan material ke inti cetakan
  • TerpisaH: Luas permukaan bagian yang bersentuhan dengan inti cetakan

13. Laju plastisisasi (kecepatan sekrup - n)

Laju plastisisasi mengacu pada kecepatan di mana sekrup berputar untuk melelehkan bahan plastik dan menyiapkannya untuk injeksi berikutnya.

• Formula (dinyatakan sebagai laju leleh): Laju leleh (kg/jam) ≈ (π x (ds/2) ² x ld x ρ x n x η)/(60 x 1000)
  • DS: Diameter sekrup (dalam cm)
  • LD: Panjang penerbangan sekrup per revolusi (terkait dengan pitch) (dalam CM)
  • ρ: Kepadatan bahan plastik (dalam kg/cm³)
  • N: Kecepatan sekrup (dalam rpm - revolusi per menit)
  • η: Faktor efisiensi (akun untuk kebocoran dan pencairan yang tidak lengkap)

14. Tekanan menahan (ph)

Tekanan penahan adalah tekanan yang diterapkan pada plastik cair di rongga cetakan setelah tahap pengisian selesai. Ini digunakan untuk mengkompensasi penyusutan plastik saat mendingin dan menguatkan. Biasanya ditetapkan sebagai persentase dari tekanan injeksi.

15. Tekanan punggung (PB)

Tekanan belakang adalah tekanan yang dipertahankan di bagian depan sekrup saat berputar dan menarik kembali selama fase plastisisasi. Ini membantu memastikan pencairan, pencampuran, dan degassing dari bahan plastik yang tepat.

16. Suhu cetakan (TM)

Mempertahankan suhu cetakan yang benar sangat penting untuk kualitas dan waktu siklus bagian yang dicetak. Suhu cetakan mempengaruhi laju pemadatan plastik, akhir permukaan, akurasi dimensi, dan warpage.

17. Pemanfaatan Kapasitas Mesin (U)

Ini membantu memperkirakan seberapa besar kemampuan mesin cetakan injeksi digunakan untuk pekerjaan tertentu.

• Pemanfaatan Kekepan: U_clamp = (kekuatan penjepit yang diperlukan / gaya klem maksimum mesin) * 100%
• Pemanfaatan volume bidikan: U_volume = (volume bidikan yang diperlukan / volume bidikan maksimum mesin) * 100%

18. Laju aliran melt (MFR) / indeks aliran lebur (MFI)

Mengukur kemudahan aliran lebur termoplastik dan merupakan sifat material penting untuk memilih parameter pemrosesan.

19. Perpindahan Panas Dasar untuk Pendinginan (Q)

Menjelaskan prinsip -prinsip dasar perpindahan panas selama proses pendinginan.

• Formula (disederhanakan): Q = h * a * Δt
  • Q: Laju perpindahan panas (dalam watt)
  • h: Koefisien perpindahan panas antara plastik dan cetakan (dalam w/(m² · k))
  • A: Area perpindahan panas (dalam m²)
  • Δt: Perbedaan suhu antara plastik dan cetakan (dalam k atau ° C)

20. Model analisis biaya-manfaat

Formula: unit biaya = Cmold / n (cmachine * tcycle / 3600) / craterial clabor

CMOLD: Biaya Cetakan (cetakan pencetakan 3D: $ 100– $ 500; cetakan baja: $ 5k– $ 100k)

N: Total output

CMachine: Tarif Jam Mesin ($/jam)

SCycle: siklus cetakan

CMATERIAL: Biaya/potongan material ($)

Clabor: Biaya/Sepotong Tenaga Kerja ($)

Skala Ekonomi: Untuk volume produksi> 100 ribu bagian, biaya cetakan per bagian berkurang menjadi <$ 0,1/bagian.