Doba cyklu vstřikování – Inženýrský průvodce 2026

Úvod do výpočtu doby cyklu

Výpočet doby cyklu představuje základ ekonomiky vstřikování plastů. Tento kritický parametr určuje vaši produkční kapacitu, výrobní náklady a využití zařízení. Ať jste konstruktér formy odhadující ziskovost projektu, nebo manažer závodu optimalizující stávající procesy, přesné předvídaní doby cyklu šetří tisíce vývojových nákladů a zajišťuje rentabilní výrobu.

V tomto komplexním průvodci rozebereme na prvočinitele kompletní inženýrskou formuli doby cyklu vstřikování plastů, zahrnující rovnice chlazení, výpočty plnění a strategie optimalizace. Poskytneme matematické základy pro předvídaní výrobní výkonnosti před řezáním oceli, s konkrétními příklady a výkonnostními daty strojů Tederic.

Čtyři fáze cyklu vstřikování plastů

Každý cyklus vstřikování plastů se skládá ze čtyř sekvenčních fází, z nichž každá přispívá k celkové době cyklu:

1. Fáze plnění (vstřikování)

Tavenina plastu je vstřikována do dutiny formy pod vysokým tlakem a rychlostí.

2. Fáze dotlaku (dotlak/držení)

Další materiál je dotlačován do formy pro kompenzaci smršťování při chlazení plastu.

3. Fáze chlazení

Plast tuhne ve formě, typicky nejdelší fáze (60-80% celkové doby cyklu).

4. Fáze pohybu formy

Forma se otevře, díl je vyražen a forma se zavře pro další cyklus.

Pochopení přínosu každé fáze je nezbytné pro přesný výpočet doby cyklu a optimalizaci.

Rovnice chlazení

Doba chlazení je typicky dominantním faktorem v době cyklu vstřikování plastů, často tvořící 70-80% celkové doby cyklu. Rovnice chlazení vychází z základů výměny tepla:

t_chlazení = (h²/π²α) × ln(konstanta × (T_tavení - T_formy)/(T_vyražení - T_formy))

Kde:

• t_chlazení = Doba chlazení (sekundy)
• h = Tloušťka stěny (mm)
• α = Termální difuzivita (mm²/s)
• T_tavení = Teplota tavení (°C)
• T_formy = Teplota formy (°C)
• T_vyražení = Teplota vyražení (°C)

Zjednodušená inženýrská formule

Pro praktické výpočty inženýři často používají zjednodušený tvar:

t_chlazení = (tloušťka stěny)² × materiálový faktor × faktor ΔT

Kde:

• Tloušťka stěny v mm
• Materiálový faktor: PP = 0.8-1.0, ABS = 1.0-1.2, PC = 1.5-2.0
• Faktor ΔT: Na základě rozdílu teplot

Příklad výpočtu

Pro díl z polypropylenu o tloušťce 2 mm:

Teplota tavení: 220°C, Teplota formy: 60°C, Teplota vyražení: 100°C

t_chlazení = (2)² × 0.9 × 1.2 = 4.32 ssekund

Výpočet doby plnění vstřikování

Doba plnění závisí na rychlosti vstřikování, objemu vstřikování a geometrii dílu. Formule je:

t_plnění = (Objem vstřikování)/(Rychlost vstřikování)

Kde:

• Objem vstřikování = Objem dílu + objem rozvaděče (cm³)
• Rychlost vstřikování = Příčný průřez × rychlost plnění (cm³/s)

Pokročilá formule doby plnění

Zohlednění délky průtoku a viskozity:

t_plnění = (L × h × w × ρ)/(Q × korekta_viskozity)

Kde:

• L = Délka průtoku (cm)
• h, w = Rozměry kanálu (cm)
• ρ = Hustota (g/cm³)
• Q = Objemový průtok (cm³/s)
• korekta_lepkości = Faktor korekce viskozity

Výhoda vysokorychlostního vstřiku Tederic

Stroje série DE Tederic dosahují rychlosti plnění až 500 mm/s, čímž zkracují dobu plnění na 0.5-2 ssekund pro typické díly.

Doba balení a držení

Doba balení je určena dobou tuhnutí vstřikovacího kanálu a tlakovými požadavky:

t_balení = Doba tuhnutí kanálu + Bezpečnostní marže

Rovnice doby tuhnutí kanálu

t_tuhnutí = (Tloušťka kanálu)² × k / α

Kde:

• k = Faktor tepelné vodivosti
• α = Termální difuzivita

Profil tlaku balení

Typický profil balení:

• Počáteční balení: 80-90% tlaku vstřiku (0.5-2 ssekundy)
• Sekundární balení: 50-70% tlaku vstřiku (2-5 ssekundy)
• Držení: 20-40% tlaku vstřiku až do tuhnutí kanálu

Doba otevírání a zavírání formy

Doba pohybu formy závisí na hmotnosti formy, specifikacích stroje a vzdálenosti zdvihu:

t_otevírání/zavírání = (Vzdálenost zdvihu)/(Rychlost otevírání) + Doba zrychlení

Typické časy

Velikost stroje	Doba otevírání	Doba zavírání	Doba vysouvání
50-100 tun	0.8-1.2s	0.6-1.0s	0.3-0.5s
100-300 tun	1.0-1.5s	0.8-1.2s	0.4-0.6s
300-1000 tun	1.5-2.5s	1.2-2.0s	0.5-0.8s

Výhoda elektrického převodu Tederic

Elektrické převody TT Tederic dosahují časů otevírání/zavírání o 30-50% rychlejších než hydraulické systémy, s přesností polohování ±0.01mm.

Význam suché doby cyklu

Suchá doba cyklu je teoretický minimální čas cyklu bez požadavků na chlazení. Je to kritická specifikace stroje:

Suchý cyklus = t_plnění + t_balení + t_otevírání + t_zavírání + t_vysouvání

Průmyslové vzorce

Použití	Typický suchý cyklus	Výrobní cyklus	Efektivita
Tenkostěnné obaly	2-3s	8-12s	25-35%
Všeobecné účely	3-5s	15-30s	15-25%
Velké technické díly	5-8s	45-90s	8-15%

Výběr stroje na základě suchého cyklu

Vyberte stroje, u kterých suchý čas cyklu tvoří 20-30% celkového výrobního cyklu pro optimální efektivitu.

Kompletní vzorec doby cyklu

Kompletní výpočet doby cyklu spojuje všechny fáze:

Celková doba cyklu = t_plnění + t_dotlaku + t_chlazení + t_otevírání + t_zavírání + t_vysouvání

Komplexní vzorec

Doba cyklu = MAX(t_chlazení, t_jiné) + t_stroj

Kde:

• t_chlazení = Doba chlazení (obvykle úzké hrdlo)
• t_jiné = Součet dob plnění, dotlaku a pohybu
• t_stroj = Časy závislé na stroji

Výpočet výrobní kapacity

Dílů za hodinu = 3600 / Doba cyklu

Denní výroba = (Dílů za hodinu) × (Hodiny na směnu) × (Efektivita)

Příklad kompletního výpočtu

Pro díl z PP o tloušťce 2 mm s následujícími parametry:

• t_plnění = 1.5s
• t_dotlaku = 3.0s
• t_chlazení = 25.0s
• t_otevírání/zavírání/vysouvání = 2.5s

Celkový cyklus = 1.5 + 3.0 + 25.0 + 2.5 = 32.0 ssekund

Kapacita = 3600/32 = 112.5 dílů/hodinu

Strategie optimalizace doby cyklu

Efektivní optimalizace doby cyklu vyžaduje systematický přístup ke každé fázi:

1. Optimalizace doby chlazení

• Konformální chladicí kanály zkracují dobu chlazení o 30-50%
• Optimalizujte teplotu formy pro vyvážení chlazení a doby cyklu
• Používejte materiály formy s vysokou tepelnou vodivostí (slitiny mědi)
• Zavádějte aktivní chladicí systémy s regulací teploty

2. Optimalizace doby plnění

• Zvyšte rychlost vstřikování při zachování kvality
• Optimalizujte projekt vstřikovacího kanálu pro lepší proudění
• Použijte systémy horkého kanálu pro snížení viskozity
• Zavádějte kaskádové vstřikování pro formy s více dutinami

3. optimalizace maszynowa

• Vyberte elektrické stroje pro rychlejší pohyby
• Optimalizujte uzavírací sílu pro zkrácení doby zavírání
• Použijte servo-hdrauliku pro přesné řízení
• Zavádějte paralelní pohyby kde je to možné

4. optimalizace projektu części

• Minimalizujte variabilitu tloušťky stěny
• Optimalizujte projekt žeber a přípojek pro jednotné chlazení
• Projektujte s ohledem na produkčnost se zohledněním toku
• Používejte formy rodinné pro amortizaci doby cyklu

Výhody elektrických toggle Tederic

Stroje Tederic jsou speciálně navrženy pro optimalizaci doby cyklu:

Vlastnosti série TT

• Rychlé pohyby formy: Otevírání/zavírání o 30% rychlejší než hydraulické
• Přesné polohování: Přesnost ±0.01mm pro konzistentní cykly
• Rekuperace energie: Regenerativní brzdění snižuje spotřebu energie
• Nízká údržba: Žádná výměna hydraulického oleje ani úniky

Výhody série DE plně elektrické

• Ultra rychlý vstřik: Rychlosti plnění až 500 mm/s
• Paralelní zpracování: Otevření formy během retrakce šneku
• Tichý provoz: Vhodné pro čistá prostředí
• Termální stabilita: Lepší konzistence procesu

Porovnání výkonnosti

Parametr	Elektrická Tederic	Standardní hydraulická	Zlepšení
Suchá doba cyklu	2.5-4.0s	3.5-6.0s	25-35%
Spotřeba energie	0.3-0.5 kWh/kg	0.6-0.9 kWh/kg	40-50%
Opakovatelnost	±0.01mm	±0.1mm	10x lepší

Ekonomický vliv doby cyklu

Doba cyklu přímo ovlivňuje ekonomiku výroby:

Výpočet nákladů

Hodinové výrobní náklady = (Práce + Zařízení + Materiál) / Výkonnost

ROI snížení doby cyklu

Snížení doby cyklu o 2 sekundy na cyklu 30-sekundovém:

• Zvýšení produkce: 6.7% (z 120 na 128 kusů/hodinu)
• Roční úspory: Závisí na hodnotě dílů a objemu
• Typický ROI: 6-12 mměsíců pro projekty optimalizace cyklu

Průmyslové standardy

Odvětví	Typická doba cyklu	Kusů/hodinu	Světová úroveň
Tenkostěnné obaly	5-8s	450-720	3-5s cykl
Automobilové komponenty	30-60s	60-120	20-40s cykl
Technické díly	45-120s	30-80	30-90s cykl

Plánování výrobních kapacit

Roční kapacita = (Kusů/hodinu) × (Hodin/směnu) × (Směn/den) × (Provozní dny) × (Efektivita)

Kde efektivita zohledňuje prostoje, čas přestavby a problémy s kvalitou.

Shrnutí a klíčové rovnice

Zvládnutí výpočtu doby cyklu vstřikování plastů je nezbytné pro rentabilní výrobu. Klíčové rovnice k zapamatování:

Základní rovnice

• Čas chlazení: t_chlazení = (h²/π²α) × ln(konstanta × (T_tavení - T_formy)/(T_vysunutí - T_formy))
• Čas plnění: t_plnění = (Objem vstřiku)/(Rychlost vstřiku)
• Celkový cyklus: Doba cyklu = t_plnění + t_dotlaku + t_chlazení + t_otevírání + t_zavírání + t_vysunutí
• Výrobní kapacita: Kusů/hodinu = 3600 / Doba cyklu

Prioritní oblasti optimalizace

1. Snížení času chlazení (obvykle 70-80% doby cyklu)
2. Optimalizace rychlosti stroje (elektrická vs hydraulická)
3. Konstrukce dílů pro výrobnost
4. Optimalizace parametrů procesu

Výhody Tederic

• Elektrické toggle systémy: 30-50% rychlejší pohyby formy
• Vysokorychlostní vstřikování: Rychlosti plnění až 500 mm/s
• Paralelní zpracování: Více operací současně
• Energetická účinnost: 40-50% menší spotřeba

Přesný výpočet doby cyklu umožňuje informovaná rozhodnutí týkající se konstrukce formy, výběru stroje a optimalizace procesu. Používejte tyto rovnice s simulací proudění formy pro nejpřesnější předpovědi.

Pro podrobnou analýzu doby cyklu a doporučení strojů Tederic, kontaktujte náš inženýrský tým . Můžeme pomoci optimalizovat vaše procesy pro maximální produktivitu a rentabilitu.

Také si přečtěte naše články o Svěrací síla vstřikovacího stroje, Dávkování masterbatche – LDR & mixing guide 2026 a AI-powered predictive maintenance.