قوة الإغلاق في آلات الحقن – الصيغة والأمثلة 2026

مقدمة حول قوة الإغلاق

حساب قوة الإغلاق هو أساس عملية الحقن الناجحة. يحدد هذا المعلم الحرج ما إذا كان القالب يبقى مغلقًا أثناء مرحلة ضغط الحقن العالي، مما يؤثر بشكل مباشر على جودة القطع، وعمر القالب، وإنتاجية التصنيع. في هذا الدليل الشامل، سنقدم الصيغ الدقيقة، وأمثلة خطوة بخطوة، وسنساعدك في اختيار آلة الحقن المناسبة Tederic لتطبيقك.

سواء كنت مهندس عملية تصميم قالب جديد، أو مدير إنتاج يحل مشكلات التدفق (flash)، فإن فهم فيزياء قوة الإغلاق سيوفر آلاف الزلاوت على الفقدان وتأخيرات التشغيل. سنناقش كل شيء – من الصيغة الأساسية إلى العوامل المتقدمة، مثل تأثير سمك الجدار وحوامل الأمان.

الفيزياء الكامنة وراء قوة الإغلاق

أثناء الحقن، يمارس البلاستيك المذاب ضغطًا هائلاً على جدران غرفة القالب. يولد هذا الضغط قوة فصل تحاول دفع نصفي القالب بعيدًا عن بعضهما. يجب أن تكون قوة الإغلاق أكبر من هذه القوة الفاصلة للحفاظ على القالب في حالة مغلقة ومنع ظهور التدفقات.

الفيزياء بسيطة: الضغط في الغرفة يعمل عموديًا على مساحة مقطع القطع. كل سنتيمتر مربع من مساحة المقطع يولد قوة تساوي ضغط الغرفة مضروبًا في تلك المساحة. قوة الإغلاق المطلوبة الإجمالية هي مجموع هذه القوى الوحدوية على مساحة القطع بأكملها.

الصيغة الرئيسية: F = P × A

الصيغة الأساسية لقوة الإغلاق بسيطة بأناقة:

F = P × A

حيث:

• F = قوة الإغلاق (طن أو كيلو نيوتن)
• P = الضغط في الغرفة (طن/سم² أو ميجا باسكال)
• A = مساحة المقطع (سم² أو مم²)

تمثل هذه الصيغة الحد الأدنى للقوة اللازمة لمنع فتح القالب. في الممارسة العملية، نضيف معاملات أمان ومضاعفات خاصة بالمواد لتضمين المتغيرات، مثل مقاومة التدفق وتقلبات الضغط.

الصيغة الكاملة للمهندس

الصيغة الأكثر شمولاً المستخدمة في الصناعة هي:

الطنnage = مساحة المقطع × معامل المادة × معامل الأمان

معامل المادة (clamp factor) يأخذ في الاعتبار لزوجة البلاستيك، ومسار التدفق، وظروف العملية. تتراوح معاملات الأمان عادةً من 1.1 إلى 1.5 لمعالجة تقلبات المعلمات.

حساب قوة الإغلاق خطوة بخطوة

لنتحلل مثالًا عمليًا. سنحسب قوة الإغلاق لحاصر مستطيل بأبعاد 150 mm × 100 mm وسمك جدار 3 mm، مصنوع من بولي بروبلين (PP).

الخطوة 1: حساب مساحة المقطع

مساحة المقطع هي مخطط القطع من اتجاه مستوى الانقسام. للصندوق المستطيل، هي ببساطة الطول × العرض:

A = 15 cm × 10 cm = 150 cm²

الخطوة 2: تحديد معامل المادة

من جداول المواد، يتبين أن البولي بروبلين له معامل إغلاق في نطاق 0.3 - 0.5 طن/سم². لهذا القطع بتدفق متوسط، سنأخذ 0.4 طن/سم².

الخطوة 3: تطبيق معامل الأمان

نضيف 20% هامش لتقلبات العملية: SB = 1.2

الخطوة 4: حساب الطنnage المطلوب

الطنnage = 150 cm² × 0.4 طن/سم² × 1.2 = 72 طن

ستحتاج إلى آلة حقن بقوة إغلاق لا تقل عن 80 طن (تقريبًا لأعلى من أجل الأمان).

جدول معاملات المواد

تختلف المعاملات بشكل كبير حسب لزوجة البلاستيك ودرجة حرارة المعالجة. استخدم هذا الجدول كنقطة انطلاق:

المادة	معامل (طن/سم²)	اللزوجة	ملاحظات
PE-LD	0.25 - 0.35	منخفضة	تدفق سهل
PE-HD	0.30 - 0.45	متوسطة	كتلة جزيئية أكبر
PP (بولي بروبلين)	0.30 - 0.50	منخفضة/متوسطة	معلمات تدفق جيدة
ABS	0.40 - 0.60	متوسطة	معلمات متوازنة
PA6 / PA66 (نايلون)	0.50 - 0.70	متوسطة/عالية	تعتمد على الرطوبة
PC (بولي كربونات)	0.70 - 1.20	عالية جدًا	تتطلب ضغوطًا عالية
PVC (صلب)	0.60 - 0.80	عالية	حساسة حرارياً

كيفية حساب مساحة المقطع

يتطلب حساب مساحة المقطع مراعاة هندسة القطع وتصميم القالب. إليك الطرق الرئيسية:

للأشكال البسيطة

• القطع المستطيلة: الطول × العرض
• القطع الدائرية: π × r²

للقطع المعقدة

استخدم برنامج CAD لحساب مساحة المقطع الفعلية:

1. استورد نموذج 3D إلى برنامج CAD.
2. اقطع الجزء على مستوى XY (اتجاه خط الانقسام).
3. قِس مساحة المخطط الناتج ثنائي الأبعاد.
4. أضف مساحة قنوات الحقن، إذا كانت كبيرة.

تأثير سمك الجدار ومسار التدفق

يؤثر سمك الجدار ومسار التدفق بشكل كبير على ضغط الغرفة ومتطلبات الإغلاق.

تأثير سمك الجدار

تتطلب الجدران الأرقام سرعات وضغوط حقن أعلى لملء الغرفة قبل تجمد المادة. العلاقة هي:

الضغط ∝ 1/سمك الجدار

القطع ذات الجدران 1 mm قد تتطلب معامل إغلاق أعلى بـ 2-3 مرات من الجدران 4 mm.

نسبة مسار التدفق (L/t)

تحدد نسبة مسار التدفق إلى سمك الجدار انخفاض الضغط. المسارات الطويلة الرقيقة تولد مقاومة هائلة:

نسبة L/t > 150:1 تجبر عادةً على استخدام آلات أقوى بكثير.

معاملات الأمان والحوامل

تأخذ حوامل الأمان في الاعتبار تقلبات العملية، وعدم تجانس المادة، وكفاءة الآلة.

• قطع الاستخدام العام: 1.1 - 1.2
• قطع دقيقة: 1.2 - 1.3
• قوالب متعددة الحجرات: 1.3 - 1.4
• قطع الجدران الرقيقة: 1.4 - 1.6

عواقب اختيار الطنnage الخاطئ

الحساب الخاطئ لقوة الإغلاق يؤدي إلى مشكلات مكلفة وتأخيرات في الإنتاج.

قوة إغلاق غير كافية (Under-Clamping)

التدفقات (flash): يهرب البلاستيك المذاب عبر خط الانقسام. العواقب:

• زيادة تكاليف التشطيب (إزالة التدفقات يدويًا).
• فقدان الدقة الابعادية للقطع.
• تلف القالب عن طريق دفع البلاستيك إلى العناصر الموجهة.
• تأخيرات لتنظيف القالب وإصلاحه.

قوة إغلاق مفرطة (Over-Clamping)

سحق التهوية: القوة الشديدة تدمر قنوات التهوية، مما يؤدي إلى حرق الديزل. العواقب:

• عيوب سطحية (حرق، بقع).
• خطوط اتحاد ضعيفة (weld lines) بسبب الهواء المحتجز.
• تسارع تآكل صفيحات القالب وأعمدة آلة الحقن.

دليل اختيار آلة حقن Tederic

بعد حساب قوة الإغلاق المطلوبة، يضمن اختيار السلسلة المناسبة من آلات Tederic الأداء الأمثل.

السلسلة	نطاق الطاقة	التطبيقات الرئيسية
سلسلة DE (كهربائية)	30 - 300 طن	الدقة، الطب، الإلكترونيات
سلسلة NEO (مفصلية)	90 - 1000 طن	متعددة الاستخدامات، التغليف، التقنية
سلسلة DH (لوح مزدوج)	500 - 4000 طن	أحجام كبيرة، السيارات

ملخص والاستنتاجات الرئيسية

إتقان حسابات قوة الإغلاق ضروري للنجاح في مجال تشكيل البلاستيك. يوفر الصيغة الأساسية F = P × A أساسًا، لكن التطبيق الفعلي يتطلب مراعاة خصائص المادة، هوامش الأمان، وهندسة الجزء.

تذكر: من الأفضل اختيار آلة بقوة 10-20% أعلى من نتائج الحسابات لضمان استقرار العملية على المدى الطويل.

اتصل بـ TEDESolutions، للحصول على مساعدة خبيرة في الحسابات واختيار آلة حقن Tederic مناسبة تمامًا لاحتياجاتك.

اطرح أيضًا مقالاتنا حول حساب وقت الدورة و تحسين دورة الإنتاج.