Iesmidzināšanas saspiešanas spēks — formulas un piemēri 2026

Ievads saspiešanas spēkā

Saspiešanas spēka aprēķināšana ir veiksmīgas iesmidzināšanas formēšanas pamatā. Šis kritiskais parametrs nosaka, vai jūsu veidne paliks aizvērta augstspiediena iesmidzināšanas fāzē, tieši ietekmējot detaļu kvalitāti, veidnes kalpošanas laiku un ražošanas efektivitāti. Šajā visaptverošajā ceļvedī mēs izanalizēsim precīzas formulas, sniegsim soli pa solim piemērus un palīdzēsim izvēlēties pareizo Tederic mašīnu jūsu lietojumprogrammai.

Neatkarīgi no tā, vai esat procesa inženieris, kurš plāno jaunu veidni, vai ražošanas vadītājs, kurš risina problēmas ar "latām" (flash), izpratne par saspiešanas spēka fiziku ietaupīs tūkstošiem eiro brāķī un dīkstāvēs. Mēs apskatīsim visu — no pamatformulas līdz uzlabotiem aspektiem, piemēram, sienu biezuma ietekmei un drošības rezervēm.

Fizika aiz saspiešanas spēka

Iesmidzināšanas laikā izkususī plastmasa rada milzīgu spiedienu uz veidnes dobuma sienām. Šis spiediens rada atdalīšanas spēku, kas mēģina atstumt veidnes puses. Saspiešanas spēkam jābūt lielākam par šo spēku, lai novērstu brāķi.

Fizikā tas ir vienkārši: spiediens dobumā darbojas perpendikulāri detaļas projicētajam laukumam. Katrs kvarātcentimetrs projicētā laukuma rada spēku, kas vienāds ar spiedienu dobumā, reizinātu ar šo laukumu. Kopējais nepieciešamais saspiešanas spēks ir visu šo individuālo spēku summa pa visu detaļas virsmu.

Pamatformula: F = P × A

Fundamentālā saspiešanas spēka formula ir eleganti vienkārša:

F = P × A

Kur:

• F = Saspiešanas spēks (tonnas vai kN)
• P = Spiediens dobumā (tonnas/in² vai MPa)
• A = Projicētais laukums (in² vai mm²)

Šī formula attēlo minimālo spēku, lai novērstu veidnes atvēršanos. Praksē mēs pievienojam drošības koeficientus un materiāla specifiskos reizinātājus, lai ņemtu vērā mainīgos lielumus, piemēram, plūsmas ierobežojumus.

Pilna inženiertehniskā formula

Nozarē biežāk izmantotā formula ir:

Tonnāža = Projicētais laukums (in²) × Saspiešanas koeficients (tonnas/in²) × Drošības koeficients

Saspiešanas koeficients ņem vērā materiāla viskozitāti, plūsmas garumu un procesa apstākļus. Drošības koeficienti parasti svārstās no 1,1 līdz 1,5.

Saspiešanas spēka aprēķins soli pa solim

Izskatīsim praktisku piemēru. Aprēķināsim saspiešanas spēku taisnstūra konteineram 6" × 4" ar 0,125" sienas biezumu, kas izgatavots no polipropilēna.

1. solis: Projicētā laukuma aprēķins

Projicētais laukums ir detaļas siluets, skatoties no atdalīšanas līnijas virziena. Taisnstūra kastei tas ir vienkārši garums × platums:

A = 6" × 4" = 24 in²

2. solis: Saspiešanas koeficienta noteikšana

Pēc materiālu tabulām polipropilēnam (PP) tas ir 2,5–3,5 tonnas/in². Šai detaļai ar mērenu plūsmu izmantosim 3,0 tonnas/in².

3. solis: Drošības koeficienta piemērošana

Pievienojam 20% rezervi procesa svārstībām: SF = 1,2.

4. solis: Nepieciešamās tonnāžas aprēķins

Tonnāža = 24 in² × 3,0 t/in² × 1,2 = 86,4 tonnas

Jums būs nepieciešama mašīna ar vismaz 90 tonnu saspiešanas spēku (noapaļojot uz augšu drošībai).

Sarežģīts piemērs: Daudzligzdu veidne

4 ligzdu veidnei pudeles korķīšiem, kur katra korķīša projicētā laukuma diametrs ir 2":

Kopējais projicētais laukums = 4 × π × (1")² = 12,57 in²

Koeficients (HDPE) = 3,5 tonnas/in²

Drošības koeficients = 1,25

Tonnāža = 12,57 × 3,5 × 1,25 = 54,9 tonnas

Materiālu saspiešanas koeficientu tabula

Koeficienti būtiski atšķiras atkarībā no materiāla viskozitātes un apstrādes temperatūras. Izmantojiet šo tabulu sākotnējiem aprēķiniem:

Materiāls	Koeficients (tonnas/in²)	Tipiskā temp (°C)	Piezīmes
LDPE	2,0 - 2,5	180-230	Zema viskozitāte, viegla plūsma
HDPE	3,0 - 4,0	200-260	Lielāka molekulmasa
PP (Polipropilēns)	2,5 - 3,5	200-260	Pusstiklots, laba plūstamība
PS (Polistirols)	3,5 - 4,5	200-260	Laba izmēru stabilitāte
ABS	3,0 - 4,0	210-260	Triecienizturīgs
PC (Polikarbonāts)	4,0 - 5,0	280-340	Augsta viskozitāte, augstspiediena
PA (Neilons 6)	3,5 - 4,5	240-290	Hidroskopisks, jutīgs pret mitrumu
PVC (Cietais)	4,0 - 5,0	170-200	Termiski jutīgs materiāls

Kā aprēķināt projicēto laukumu

Projicētā laukuma aprēķināšana prasa rūpīgu detaļas ģeometrijas un veidnes dizaina analīzi.

Vienkāršām formām

• Taisnstūra detaļas: Garums × Platums
• Apaļas detaļas: π × r²
• Trijstūra detaļas: 0,5 × Pamats × Augstums

Sarežģītām detaļām

Sarežģītām detaļām ieteicams izmantot CAD programmatūru. Metode:

1. Importējiet 3D modeli CAD vidē.
2. Projicējiet detaļu uz XY plaknes (veidnes atvēršanas virziens).
3. Izmēriet iegūtā 2D silueta laukumu.
4. Pieskaitiet tecinātāju (runners) un centrālā kanāla laukumu (parasti +10-20% daudzligzdu veidnēm).

Sienu biezuma un plūsmas attiecības ietekme

Sienu biezums un plūsmas ceļa garums būtiski ietekmē spiedienu dobumā un tādējādi arī saspiešanas prasības.

Sienu biezuma efekts

Plānākām sienām nepieciešams lielāks iesmidzināšanas ātrums un spiediens, lai materiāls neizsaltu pirms dobuma aizpildīšanas. Attiecība ir: Spiediens ∝ 1/Sienas biezums.

Detaļām ar 1,5 mm sienām var būt nepieciešams 2-3 reizes lielāks saspiešanas spēks nekā detaļām ar 5 mm sienām pie tāda paša projicētā laukuma.

Plūsmas garuma attiecība (L/h)

Plūsmas garuma attiecība (ceļš ÷ biezums) ietekmē spiediena kritumu. Gari un tievi plūsmas ceļi rada augstāku spiedienu. Ja L/h > 100:1, jārēķinās ar ievērojami augstākām spiediena prasībām.

Drošības koeficienti un rezerves aprēķini

Drošības koeficienti ņem vērā procesa variācijas, materiālu neviendabīgumu un mašīnas iespējas.

• Vispārējas nozīmes detaļām: 1,1 - 1,2
• Precīzām detaļām: 1,2 - 1,3
• Daudzligzdu veidnēm: 1,25 - 1,4
• Grūti aizpildāmiem produktiem: 1,3 - 1,5

Nepareizas tonnāžas sekas

Nepareizi aprēķināts saspiešanas spēks rada dārgas problēmas un ražošanas aizkavēšanos.

Nepietiekams saspiešanas spēks

Latas (flash) veidošanās: Izkususi plastmasa izplūst pa atdalīšanas līniju. Sekas:

• Palielinātas pēcapstrādes izmaksas (manuāla detaļu tīrīšana)
• Samazināta detaļu precizitāte un izmēru neatbilstība
• Veidnes bojājumi no plastmasas iekļūšanas vadotnēs un mehānismos
• Dīkstāves tīrīšanai un veidnes remontam

Pārmērīgs saspiešanas spēks

Atgaisošanas saspiešana: Pārāk liels spēks saspiež veidnes kanālus, iesprostojot gaisu. Sekas:

• Virsmas defekti (piedegumi, krāsas izmaiņas)
• Vājas saliedējuma līnijas (weld lines)
• Paātrināts veidnes nolietojums un enerģijas zudumi

Ekonomiskā ietekme

Pētījumi rāda, ka optimāls saspiešanas spēks var samazināt brāķi par 15-25% un uzlabot cikla laiku par 10-20%. Latu noņemšana var izmaksāt vairāk nekā 0,05 EUR uz detaļu lielu apjomu ražošanā.

Tederic mašīnu izvēles ceļvedis

Kad nepieciešamais spēks ir aprēķināts, pareizās Tederic mašīnas izvēle nodrošina optimālu efektivitāti.

Sērija	Spēka diapazons	Pielietojums	Galvenās iezīmes
DE Series (Elektriskā)	28 - 300 t	Precīzas detaļas, medicīna	Maksimāla precizitāte, energoefektivitāte
TT Series (Toggle)	90 - 2000 t	Iepakojums, universāla	Ātrs cikls, uzticamība, rentabilitāte
DH Series (Divu plākšņu)	550 - 4000 t	Lieli auto komponenti	Stabils spiediens, liels atvērums

Izvēles kritēriji

• Aprēķinātā tonnāža: Izvēlieties mašīnu ar 10-20% jaudas rezervi.
• Iesmidzināšanas tilpums: Pārliecinieties, ka detaļa aizņem 40-60% no mašīnas maksimālā tilpuma.
• Precizitātes vajadzības: Pilnīgi elektriskās mašīnas ±0,01 mm pielaidēm.
• Energoefektivitāte: Elektriskās mašīnas ietaupa 30-50% enerģijas pret hidrauliskajām.

Kopsavilkums un galvenie secinājumi

Saspiešanas spēka apgūšana ir kritiska iesmidzināšanas panākumiem. Fundamentālā formula F = P × A sniedz pamatu, bet praktiskajā pielietojumā ir svarīgi ņemt vērā materiāla faktorus un drošības rezerves.

Svarīgākais, kas jāatceras:

• Izmantojiet precīzus materiālu koeficientus (skat. tabulu).
• Iekļaujiet atbilstošas drošības rezerves (1,1-1,5x).
• Ņemiet vērā sienu biezuma un plūsmas ceļa ietekmi.
• Izvēlieties Tederic mašīnas ar 10-20% jaudas rezervi.

Pareizi aprēķini novērš dārgus defektus, pagarina veidnes kalpošanas laiku un nodrošina stabilu kvalitāti.

Nepieciešama palīdzība aprēķinos? Sazinieties ar TEDESolutions — mūsu inženieri palīdzēs optimizēt jūsu procesu jau no pirmās dienas. Mūsu komanda var palīdzēt analizēt procesa parametrus un ieteikt piemērotāko aprīkojumu.

Skatiet arī mūsu rakstus par cikla laika aprēķināšanu, Masterbatch dozēšanu un ražošanas optimizāciju.