Fröccsöntés ciklusideje – Mérnöki útmutató 2026

Bevezetés a ciklusidő számításába

A ciklusidő számítása a műanyag fröccsöntés gazdaságosságának alapját képezi. Ez a kritikus paraméter határozza meg termelési kapacitását, a gyártási költségeket és a berendezések kihasználtságát. Legyen szó akár egy szerszámtervezőről, aki egy projekt megtérülését becsüli, vagy egy üzemvezetőről, aki a meglévő folyamatokat optimalizálja, a ciklusidő pontos előrejelzése több ezer fejlesztési költséget takarít meg és biztosítja a nyereséges gyártást.

Ebben az átfogó útmutatóban részletekre bontjuk a műanyag fröccsöntés teljes mérnöki ciklusidő képletét, beleértve a hűtési idő egyenleteit, a kitöltési számításokat és az optimalizációs stratégiákat. Matematikai alapokat szolgáltatunk a gyártási teljesítmény előrejelzéséhez az acél megmunkálása előtt, konkrét példákkal és a Tederic gépek teljesítményadataival.

A műanyag fröccsöntés ciklusának négy fázisa

Minden műanyag fröccsöntési ciklus négy szekvenciális fázisból áll, amelyek mindegyike hozzájárul a teljes ciklusidőhöz:

1. Kitöltési fázis (fröccsöntés)

Az olvadt műanyagot nagy nyomáson és sebességen injektálják a szerszám üregébe.

2. Tömörítési fázis (tömörítés/tartás)

További anyagot tömörítenek a szerszámba az olvadt műanyag hűlés közbeni zsugorodásának kompenzálására.

3. Hűtési fázis

A műanyag megszilárdul a szerszámban, ez általában a leghosszabb fázis (a teljes ciklusidő 60-80%-a).

4. Szerszám mozgatásának fázisa

A szerszám kinyílik, az alkatrész kiesik, és a szerszám bezáródik a következő ciklushoz.

Minden fázis hozzájárulásának megértése elengedhetetlen a ciklusidő pontos számításához és optimalizálásához.

A hűtési idő egyenlete

A hűtési idő általában a műanyag fröccsöntés ciklusidejének meghatározó tényezője, gyakran a teljes ciklusidő 70-80%-át teszi ki. A hűtési idő egyenlete a hőátadás alapjaiból ered:

t_hűtés = (h²/π²α) × ln(állandó × (T_olvadás - T_szerszám)/(T_kivétel - T_szerszám))

Ahol:

• t_hűtés = Hűtési idő (másodperc)
• h = Falvastagság (mm)
• α = Hődiffúziós tényező (mm²/s)
• T_olvadás = Olvadási hőmérséklet (°C)
• T_szerszám = Szerszám hőmérséklete (°C)
• T_kivétel = Kivételi hőmérséklet (°C)

Egyszerűsített mérnöki formula

A gyakorlati számításokhoz a mérnökök gyakran az egyszerűsített formát használják:

t_hűtés = (falvastagság)² × anyagi tényező × ΔT tényező

Ahol:

• Falvastagság mm-ben
• Anyagi tényező: PP = 0.8-1.0, ABS = 1.0-1.2, PC = 1.5-2.0
• ΔT tényező: A hőmérsékletkülönbség alapján

Számítási példa

Egy polipropilén alkatrész esetében, 2 mm vastagsággal:

Olvadási hőmérséklet: 220°C, Szerszám hőmérséklete: 60°C, Kivételi hőmérséklet: 100°C

t_hűtés = (2)² × 0.9 × 1.2 = 4.32 smásodperc

A fröccsöntés kitöltési idejének számítása

A kitöltési idő a fröccsöntési sebességtől, a fröccsöntési térfogattól és az alkatrész geometriájától függ. A formula a következő:

t_kitöltés = (Fröccsöntési térfogat)/(Fröccsöntési sebesség)

Ahol:

• Fröccsöntési térfogat = Alkatrész térfogata + elosztó térfogata (cm³)
• Fröccsöntési sebesség = Keresztmetszeti terület × kitöltési sebesség (cm³/s)

A kitöltési idő fejlett formulája

Az áramlási hossz és a viszkozitás figyelembevételével:

t_kitöltés = (L × h × w × ρ)/(Q × viszkozitás_korrekció)

Hol:

• L = Áramlási hossz (cm)
• h, w = Csatorna méretek (cm)
• ρ = Sűrűség (g/cm³)
• Q = Térfogatáram (cm³/s)
• korekta_lepkości = Viskozitás korrekciós tényező

A Tederic nagysebességű fröccsöntés előnye

A Tederic DE sorozatú gépek akár 500 mm/s sebességű kitöltést érnek el, a tipikus alkatrészeknél a kitöltési időt 0.5-2 s másodpercre csökkentve.

Csomagolási és tartási idő

A csomagolási idő a fröccsöntő csatorna befagyásának idejétől és a nyomáskövetelményektől függ:

t_csomagolás = Csatorna befagyási idő + Biztonsági tartalék

A csatorna befagyási idejének képlete

t_befagyás = (Csatorna vastagság)² × k / α

Hol:

• k = Hővezetési tényező
• α = Hődiffúziós tényező

A csomagolási nyomás profilja

Tipikus csomagolási profil:

• Kezdeti csomagolás: 80-90% fröccsnyomás (0.5-2 s másodperc)
• Másodlagos csomagolás: 50-70% fröccsnyomás (2-5 s másodperc)
• Tartás: 20-40% fröccsnyomás a csatorna befagyásáig

A szerszám nyitási és zárási ideje

A szerszám mozgási ideje a szerszám súlyától, a gép specifikációjától és a löket távolságától függ:

t_nyitás/zárás = (Löket távolság)/(Nyitási sebesség) + Gyorsítási idő

Tipikus idők

Gépméret	Nyitási idő	Zárási idő	Kiadási idő
50-100 ton	0.8-1.2s	0.6-1.0s	0.3-0.5s
100-300 ton	1.0-1.5s	0.8-1.2s	0.4-0.6s
300-1000 ton	1.5-2.5s	1.2-2.0s	0.5-0.8s

A Tederic elektromos togg előnye

A Tederic TT elektromos togglerek 30-50%-kal gyorsabb nyitási/zárási időt érnek el a hidraulikus rendszerekhez képest, ±0.01mm pozícionálási pontossággal.

A száraz ciklusidő jelentősége

A száraz ciklusidő a hűtési követelmények nélküli, elméleti minimális ciklusidő. Ez a gép kritikus specifikációja:

Száraz ciklus = t_kitöltés + t_csomagolás + t_nyitás + t_zárás + t_kiadás

Ipari mintázatok

Alkalmazás	Tipikus száraz ciklus	Termelési ciklus	Hatékonyság
Vékonyfalú csomagolások	2-3s	8-12s	25-35%
Általános célú	3-5s	15-30s	15-25%
Nagy műszaki alkatrészek	5-8s	45-90s	8-15%

Gép választása a száraz ciklus alapján

Válasszon olyan gépeket, ahol a száraz ciklusidő a teljes termelési ciklus 30%-a a optimális hatékonyság érdekében.

A ciklusidő teljes képlete

A ciklusidő teljes számítása összes fázist összekapcsolja:

Teljes ciklusidő = t_kitöltés + t_pakolás + t_hűtés + t_nyitás + t_zárás + t_kiadás

Átfogó képlet

Ciklusidő = MAX(t_hűtés, t_egyéb) + t_gép

Ahol:

• t_hűtés = Hűtési idő (általában szűk keresztmetszet)
• t_egyéb = Kitöltési, pakolási és mozgási idők összege
• t_gép = Géptől függő idők

Termelési kapacitás számítása

Alkatrészek óránként = 3600 / Ciklusidő

Napi termelés = (Alkatrészek óránként) × (Óra műszakonként) × (Hatékonyság)

Teljes számítási példa

PP-ből készült alkatrészhez 2 mm falvastagsággal, a következő paraméterekkel:

• t_kitöltés = 1.5s
• t_pakolás = 3.0s
• t_hűtés = 25.0s
• t_nyitás/zárás/kivétel = 2.5s

Teljes ciklus = 1.5 + 3.0 + 25.0 + 2.5 = 32.0 smásodperc

Kapacitás = 3600/32 = 112.5 alkatrész/óra

Ciklusidő optimalizációs stratégiák

A ciklusidő hatékony optimalizációja szisztematikus megközelítést igényel minden fázishoz:

1. Hűtési idő optimalizációja

• Konformális hűtőcsatornák 30-50% kal csökkentik a hűtési időt
• Optimalizálja a szerszám hőmérsékletét a hűtés a ciklusidő kiegyensúlyozásához
• Használjon magas hővezető képességű szerszámanyagokat (rézötvözetek)
• Implementáljon aktív hűtési rendszereket hőmérséklet-szabályozással

2. Kitöltési idő optimalizációja

• Növelje a fröccsöntési sebességet a minőség megtartása mellett
• Optimalizálja a fröccsöntő csatorna tervezését a jobb áramlás érdekében
• Használjon forrócsatorna-rendszereket a viszkozitás csökkentésére
• Implementáljon kaszkád-fröccsöntést többüreges szerszámokhoz

3. Optymalizacja maszynowa

• Válasszon elektromos gépeket a gyorsabb mozgásokért
• A záróerő optimalizálása a zárási idő csökkentéséért
• Servohidraulika alkalmazása a precíz kontrollért
• Párhuzamos mozgások bevezetése ahol lehetséges

4. Optymalizacja projektu części

• A falvastagság változékonyságának minimalizálása
• A bordák és csatlakozások projektjének optimalizálása az egyenletes hűtésért
• Tervezés a gyártásra az áramlás figyelembevételével
• Családszerszámok használata a ciklusidő kiegyenlítésére

A Tederic elektromos togglerek előnyei

A Tederic gépek kifejezetten a ciklusidő optimalizálására lettek tervezve:

A TT sorozat jellemzői

• Gyors szerszám mozgások: Nyitás/zárás 30% gyorsabb, mint a hidraulikus
• Precíz pozícionálás: Pontosság ±0.01mm a következetes ciklusokért
• Energia-visszanyerés: A regeneratív fékezés csökkenti az energiafogyasztást
• Alacsony karbantartás: Nincs hidraulikaolaj csere vagy szivárgás

A DE teljesen elektromos sorozat előnyei

• Ultragyors fröccsöntés: Kitöltési sebesség akár 500 mm/s
• Párhuzamos feldolgozás: Szerszámnyitás a csavar visszanyerése alatt
• Csendes működés: Alkalmas tiszta környezetekbe
• Hőstabilitás: Jobb folyamatösszhang

Teljesítmény összehasonlítás

Paraméter	Tederic elektromos	Standard hidraulikus	Fejlesztés
Száraz ciklusidő	2.5-4.0s	3.5-6.0s	25-35%
Energiafogyasztás	0.3-0.5 kWkWh/kg	0.6-0.9 kWkWh/kg	40-50%
Ismételhetőség	±0.01mm	±0.1mm	10x jobb

A ciklusidő gazdasági hatása

A ciklusidő közvetlenül befolyásolja a termelés gazdaságosságát:

Költségszámítás

Termelési költség óránként = (Munka + Felszerelés + Anyag) / Teljesítmény

ROI a ciklusidő csökkentésére

A ciklusidő csökkentése 2 smásodperccel 30 másodperces cikluson:

• Termelésnövekedés: 6.7% (120-ról 128 darab/órára)
• Éves megtakarítás: A darab értékétől és a mennyiségtől függ
• Tipikus ROI: 6-12 mhónap a ciklusoptimalizációs projektekhez

Wzorce branżowe

Branża	Tipikus ciklusidő	Alkatrész/óra	Világszínvonal
Vékonyfalú csomagolás	5-8s	450-720	3-5s ciklus
Autóalkatrészek	30-60s	60-120	20-40s ciklus
Műszaki alkatrészek	45-120s	30-80	30-90s ciklus

Termelési kapacitás tervezése

Éves kapacitás = (Alkatrész/óra) × (Óra/műszak) × (Műszak/nap) × (Működési napok) × (Hatékonyság)

Ahol a hatékonyság figyelembe veszi a leállásokat, az átállási időt és a minőségi problémákat.

Összefoglaló és kulcsképletek

A műanyag fröccsöntés ciklusidejének kiszámításának elsajátítása elengedhetetlen a nyereséges termeléshez. A megjegyzendő kulcsképletek:

Alap képletek

• Hűtési idő: t_hűtés = (h²/π²α) × ln(állandó × (T_olvadási/T_forma)/(T_kivétel/T_forma))
• Kitöltési idő: t_kitöltés = (Fröccstérfogat)/(Fröccsöntési sebesség)
• Teljes ciklus: Ciklusidő = t_kitöltés + t_utónyomás + t_hűtés + t_kinyitás + t_becsukás + t_kivétel
• Termelési teljesítmény: Alkatrész/óra = 3600 / Ciklusidő

Optimalizációs prioritások

1. Hűtési idő csökkentése (általában a ciklusidő 70-80%-a)
2. Gépsebesség optimalizálása (elektromos vs hidraulikus)
3. Alkatrésztervezés a gyárthatóságért
4. Folyamatparaméterek optimalizálása

Tederic előnyök

• Elektromos toggle rendszerek: 30-50%-kal gyorsabb szerszámmozgások
• Nagysebességű fröccsöntés: Kitöltési sebesség akár 500 mm/s
• Párhuzamos feldolgozás: Több művelet egyszerre
• Energiahatékonyság: 40-50%-kal alacsonyabb fogyasztás

A ciklusidő pontos kiszámítása tudatos döntéseket tesz lehetővé a szerszám tervezésével, a gép kiválasztásával és a folyamat optimalizálásával kapcsolatban. Ezeket a képleteket használja a szerszámáramlás szimulációjával a legpontosabb előrejelzések érdekében.

A ciklusidő részletes elemzéséhez és a gépre vonatkozó ajánlásokhoz Tederic, lépjen kapcsolatba mérnöki csapatunkkal . Segíthetünk optimalizálni folyamatait a maximális termelékenység és nyereségesség érdekében.

Lásd még cikkeinket a Fröccsöntő gépek záróerejéről , a Masterbatch adagolás – LDR & keverési útmutató 2026 , és az AI-alapú prediktív karbantartás témájában.