Síla upínání vstřikovacího stroje – Vzorec a příklady 2026

Úvod k zacílací síle

Výpočet zacílací síly je základem úspěšného vstřikování. Tento kritický parametr rozhoduje o tom, zda forma zůstane uzavřena během fáze vysokého vstřikovacího tlaku, což přímo ovlivňuje kvalitu dílů, životnost formy a produktivitu výroby. V tomto komplexním průvodci představíme přesné vzorce, příklady krok za krokem a pomůžeme vybrat vhodnou vstřikovací stroj Tederic pro vaši aplikaci.

Ať už jste procesní inženýr navrhující novou formu, nebo výrobní manažer řešící problémy s výlisky (flash), pochopení fyziky zacílací síly vám umožní ušetřit tisíce korun na zmetcích a prostoích. Probereme vše – od základního vzorce po pokročilé faktory, jako je vliv tloušťky stěny a bezpečnostních marginálí.

Fyzika stojící za zacílací silou

Během vstřikování roztavený plast vyvíjí obrovský tlak na stěny dutiny formy. Tento tlak generuje separační sílu, která se snaží od sebe odtlačit poloviny formy. Zacílací síla musí být větší než tato separační síla, aby udržela formu v uzavřeném stavu a zabránila vzniku výlisků.

Fyzika je jednoduchá: tlak v dutině působí kolmo na plochu obrysu dílu. Každý centimetr čtvereční plochy obrysu generuje sílu rovnou tlaku v dutině vynásobené touto plochou. Celková požadovaná zacílací síla je součtem těchto všech jednotkových sil na celé ploše dílu.

Hlavní vzorec: F = P × A

Základní vzorec pro zacílací sílu je elegantně jednoduchý:

F = P × A

Kde:

• F = Zacílací síla (tuny nebo kN)
• P = Tlak v dutině (t/cm² nebo MPa)
• A = Plocha obrysu (cm² nebo mm²)

Tento vzorec představuje minimální sílu potřebnou k zabránění otevření formy. V praxi přidáváme bezpečnostní koeficienty a násobiče specifické pro materiál, abychom zohlednili proměnné, jako jsou proudové odpory a výkyvy tlaku.

Plný inženýrský vzorec

Komplexnější vzorec používaný v průmyslu je:

Tonaž = Plocha obrysu × Materiálový koeficient × Bezpečnostní koeficient

Materiálový koeficient (clamp factor) zohledňuje viskozitu plastu, proudovou dráhu a procesní podmínky. Bezpečnostní koeficienty se obvykle pohybují v rozmezí od 1,1 do 1,5, aby pokryly výkyvy parametrů.

Výpočet zacílací síly krok za krokem

Probereme si praktický příklad. Vypočítáme zacílací sílu pro obdélníkovou nádobu o rozměrech 150 mm × 100 mm a tloušťce stěny 3 mm, vyrobené z polypropylenu (PP).

Krok 1: Vypočítejte plochu obrysu

Plocha obrysu je silueta části viděná z směru rozevírací roviny. Pro obdélníkovou krabici je to jednoduše délka × šířka:

A = 15 cm × 10 cm = 150 cm²

Krok 2: Určete materiálový koeficient

Z tabulek materiálů vyplývá, že polypropylen má zacílací koeficient na úrovni 0,3 - 0,5 t/cm². Pro tento díl o středním proudění přijmeme 0,4 t/cm².

Krok 3: Použijte bezpečnostní koeficient

Přidáme 20% marginálu na výkyvy procesu: SB = 1,2

Krok 4: Vypočítejte požadovaný tonaž

Tonaž = 150 cm² × 0,4 t/cm² × 1,2 = 72 tun

Budete potřebovat vstřikovací stroj se zacílací silou alespoň 80 tun (zaokrouhleno nahoru pro bezpečnost).

Tabulka materiálových koeficientů

Koeficienty se výrazně liší v závislosti na viskozitě plastu a teplotě zpracování. Použijte tuto tabulku jako výchozí bod:

Materiál	Koeficient (t/cm²)	Viskozita	Poznámky
PE-LD	0,25 - 0,35	Nízká	Snadné proudění
PE-HD	0,30 - 0,45	Střední	Větší molekulová hmotnost
PP (Polypropylen)	0,30 - 0,50	Nízká/Střední	Dobré parametry proudění
ABS	0,40 - 0,60	Střední	Vyvážené parametry
PA6 / PA66 (Nylon)	0,50 - 0,70	Střední/Vysoká	Závislé na vlhkosti
PC (Polykarbonát)	0,70 - 1,20	Velmi vysoká	Vyžaduje vysoké tlaky
PVC (Tvrdé)	0,60 - 0,80	Vysoká	Termicky citlivé

Jak spočítat plochu obrysu

Výpočet plochy obrysu vyžaduje zohlednění geometrie dílu a konstrukce formy. Zde jsou hlavní metody:

Pro jednoduché tvary

• Obdélníkové části: Délka × Šířka
• Kruhové části: π × r²

Pro složité díly

Použijte CAD software pro výpočet skutečné plochy obrysu:

1. Importujte 3D model do CAD programu.
2. Proveďte průřez části na rovinu XY (směr linie rozdělení).
3. Změřte plochu výsledné 2D siluety.
4. Přidejte plochu vstřikovacích kanálů, pokud je významná.

Vliv tloušťky stěny a dráhy proudění

Tloušťka stěny a dráha proudění významně ovlivňují tlak v dutině a požadavky na zacílení.

Efekt tloušťky stěny

Tenčí stěny vyžadují vyšší rychlosti a tlaky vstřikování, aby se dutina zaplnila před ztuhnutím materiálu. Vztah je následující:

Tlak ∝ 1/Tloušťka stěny

Díly se stěnami 1 mm mohou vyžadovat 2-3krát vyšší zacílací sílu než díly se stěnami 4 mm.

Poměr dráhy proudění (L/t)

Poměr dráhy proudění k tloušťce stěny rozhoduje o poklesu tlaku. Dlouhé, tenké cesty generují obrovské odporové ztráty:

Poměr L/t > 150:1 obvykle nutí používat výrazně silnější stroje.

Bezpečnostní koeficienty a režie

Bezpečnostní režie zohledňuje výkyvy procesu, nehomogenitu materiálu a účinnost stroje.

• Univerzální díly: 1,1 - 1,2
• Přesné díly: 1,2 - 1,3
• Vícedutinové formy: 1,3 - 1,4
• Tenkostěnné díly: 1,4 - 1,6

Důsledky nesprávného výběru tonáže

Nesprávný výpočet zacílací síly vede k nákladným problémům a zpožděním výroby.

Nedostatečná zacílací síla (Under-Clamping)

Výlisky (flash): Tavenina plastu uniká přes dělící linii. Následky:

• Zvýšené náklady na dokončování (ruční odstraňování výlisků).
• Ztráta rozměrové přesnosti dílu.
• Poškození formy vtlačením plastu do vodicích prvků.
• Prostoje na čištění a regeneraci formy.

Nadměrná zacílací síla (Over-Clamping)

Zdrcení odvzdušnění: Příliš velká síla drtí odvzdušťovací kanálky, což vede k dieselovým spáleninám. Následky:

• Povrchové vady (spáleniny, skvrny).
• Slabé studené spoje (weld lines) kvůli uvězněnému vzduchu.
• Zrychlené opotřebení desek formy a sloupů vstřikovacího stroje.

Průvodce výběrem vstřikovacího stroje Tederic

Po výpočtu požadované zacílací síly zajistí výběr vhodné série strojů Tederic optimální výkon.

Série	Rozsah tonáže	Hlavní použití
Série DE (elektrické)	30 - 300 t	Přesnost, medicína, elektronika
Série NEO (kolenní)	90 - 1000 t	Univerzální, obaly, technické
Série DH (dvouplátové)	500 - 4000 t	Velké rozměry, automotive

Shrnutí a klíčové závěry

Zvládnutí výpočtů zacílací síly je nezbytné pro úspěch ve zpracování plastů. Základní vzorec F = P × A poskytuje fundament, ale skutečné použití vyžaduje zohlednění specifiky materiálu, bezpečnostních marží a geometrie dílu.

Pamatujte: Lepší je zvolit stroj o 10-20% silnější než výsledek výpočtů, aby byla zajištěna stabilita procesu v dlouhodobém horizontu.

Kontaktujte TEDESolutions, abyste získali odbornou pomoc s výpočty a vybrali vstřikovací stroj Tederic dokonale přizpůsobený vašim potřebám.

Podívejte se také na naše články o Výpočtu doby cyklu a Optimalizaci výrobního cyklu.