注塑周期时间 – 工程师指南：2026行业应用与实战要点深度解析

注塑周期时间计算入门

注塑周期时间计算是塑料注塑成型经济性的基础。这一关键参数决定了您的生产能力、生产成本和设备利用率。无论您是评估项目可行性的模具设计师，还是优化现有工艺的工厂经理，准确预测周期时间可以节省数千元的开发成本，并确保盈利的生产。

在本综合指南中，我们将分解完整的塑料注塑成型工程周期时间公式，涵盖冷却时间方程、充填计算和优化策略。我们将提供数学基础，以便在切割钢材之前预测生产性能，并提供具体的示例和 Tederic 机器的性能数据。

塑料注塑成型的四个阶段

每个塑料注塑成型周期由四个顺序阶段组成，每个阶段都对总周期时间有贡献：

1. 充填阶段（注射）

熔融塑料在高压和高速下被注射到模具型腔中。

2. 保压阶段（保压/保持）

额外的材料被压入模具中，以补偿塑料冷却时的收缩。

3. 冷却阶段

塑料在模具中凝固，通常是最长的阶段（占总周期时间的 60-80%）。

4. 模具动作阶段

模具打开，顶出部件，然后模具闭合进入下一个周期。

理解每个阶段的贡献对于准确计算周期时间和优化至关重要。

冷却时间方程

冷却时间 通常是塑料注塑成型周期时间中的主导因素，通常占总周期时间的 70-80%。冷却时间方程源于热交换的基本原理：

t_冷却 = (h²/π²α) × ln(常数 × (T_熔点 - T_模具)/(T_顶出 - T_模具))

其中：

• t_冷却 = 冷却时间（秒）
• h = 壁厚（mm）
• α = 热扩散系数（mm²/s）
• T_熔点 = 熔点温度（°C）
• T_模具 = 模具温度（°C）
• T_顶出 = 顶出温度（°C）

简化的工程公式

对于实际计算，工程师通常使用简化形式：

t_冷却 = (壁厚)² × 材料系数 × ΔT 系数

其中：

• 壁厚（mm）
• 材料系数：PP = 0.8-1.0, ABS = 1.0-1.2, PC = 1.5-2.0
• ΔT 系数：基于温差

计算示例

对于壁厚为 2 mm 的聚丙烯部件：

熔点温度：220°C，模具温度：60°C，顶出温度：100°C

t_冷却 = (2)² × 0.9 × 1.2 = 4.32 s秒

注塑充填时间计算

充填时间取决于注射速度、注射量和部件的几何形状。公式为：

t_充填 = (注射量)/(注射速度)

其中：

• 注射量 = 部件体积 + 流道体积（cm³）
• 注射速度 = 截面积 × 充填速度（cm³/s）

高级充填时间公式

考虑流动长度和粘度：

t_充填 = (L × h × w × ρ)/(Q × 粘度修正系数)

位置：

• L = 流动长度 (cm)
• h, w = 流道尺寸 (cm)
• ρ = 密度 (g/cm³)
• Q = 体积流量 (cm³/s)
• korekta_lepkości = 粘度修正系数

Tederic高速注塑优势

DE 系列机器 Tederic 的充填速度可达 500 mm/s，将典型部件的充填时间缩短至 0.5-2 s秒。

保压时间

保压时间 由流道凝固时间和压力要求决定：

t_pakowania = 流道凝固时间 + 安全裕度

流道凝固时间公式

t_zamarzania = (流道厚度)² × k / α

其中：

• k = 导热系数
• α = 热扩散率

保压压力曲线

典型保压曲线：

• 初始保压： 80-90% 注射压力 (0.5-2 s秒)
• 二次保压： 50-70% 注射压力 (2-5 s秒)
• 保压： 20-40% 注射压力，直至流道凝固

开合模时间

模具运动时间 取决于模具重量、机器规格和行程距离：

t_otwierania/zamykania = (行程距离)/(开模速度) + 加速时间

典型时间

机器规格	开模时间	合模时间	顶出时间
50-100 吨	0.8-1.2s	0.6-1.0s	0.3-0.5s
100-300 吨	1.0-1.5s	0.8-1.2s	0.4-0.6s
300-1000 吨	1.5-2.5s	1.2-2.0s	0.5-0.8s

Tederic电动曲肘优势

电动曲肘 TT Tederic 的开合模时间比液压系统快 30-50%，定位精度达 ±0.01mm。

干周期时间的重要性

干周期时间 是指无冷却要求的理论最短周期时间。这是机器的关键规格：

干周期 = t_充填 + t_保压 + t_开模 + t_合模 + t_顶出

行业标准模式

应用领域	典型空循环时间	生产周期	效率
薄壁包装	2-3s	8-12s	25-35%
通用件	3-5s	15-30s	15-25%
大型技术部件	5-8s	45-90s	8-15%

基于空循环时间的机器选型

选择空循环时间占生产周期30% 20- 的机器，以实现最佳效率。___

完整的周期时间公式

完整的周期时间计算包含所有阶段：

总周期时间 = t_充填 + t_保压 + t_冷却 + t_开模 + t_合模 + t_顶出

综合公式

周期时间 = MAX(t_冷却, t_其他) + t_机器

其中：

• t_冷却 = 冷却时间（通常为瓶颈）
• t_其他 = 充填、保压和运动时间之和
• t_机器 = 与机器相关的时间

计算生产效率

每小时产量 = 3600 / 周期时间

日产量 = (每小时产量) × (每班小时数) × (效率)

完整计算示例

对于PP材质、壁厚为2 mm的部件，参数如下：

• t_充填 = 1.5s
• t_保压 = 3.0s
• t_冷却 = 25.0s
• t_开模/合模/顶出 = 2.5s

总周期 = 1.5 + 3.0 + 25.0 + 2.5 = 32.0 s秒

效率 = 3600/32 = 112.5 件/小时

周期时间优化策略

有效的周期时间优化需要对每个阶段采取系统化的方法：

1. 冷却时间优化

• 随形冷却通道 可将冷却时间缩短30-50%
• 优化模具温度以平衡冷却和周期时间
• 使用高导热性模具材料（铜合金）
• 实施主动冷却系统并进行温度控制

2. 充填时间优化

• 提高注射速度同时保持质量
• 优化浇注系统设计以改善流动
• 使用热流道系统以降低粘度
• 实施级联注射用于多腔模具

3. 机器优化

• 选择电动机器 以实现更快的运动
• 优化锁模力 以减少锁模时间
• 使用伺服液压系统 实现精确控制
• 在可能的情况下实施并行运动

4. 零件设计优化

• 最小化壁厚的变异性
• 优化加强筋和连接件的设计 以实现均匀冷却
• 设计时考虑生产性 并考虑流动
• 使用家族模具 以平衡周期时间

Tederic电动两板机的优势

Tederic 机器专门设计用于优化周期时间：

TT系列特点

• 快速开合模： 开合速度比液压机快30%
• 精确定位： 精度±0.01mm，确保周期一致性
• 能量回收： 再生制动可降低能耗
• 维护量低： 无需更换液压油或担心泄漏

全电动DE系列优势

• 超高速注射： 充填速度可达500 mm/s
• 并行处理： 在螺杆回退期间打开模具
• 静音运行： 适用于洁净环境
• 热稳定性： 更好的工艺一致性

性能比较

参数	Tederic电动机	标准液压机	改进
干周期时间	2.5-4.0s	3.5-6.0s	25-35%
能耗	0.3-0.5 kWh/kg	0.6-0.9 kWh/kg	40-50%
重复性	±0.01mm	±0.1mm	优10倍

周期时间的经济影响

周期时间直接影响生产经济性：

成本计算

小时生产成本 = (人工 + 设备 + 材料) / 产量

缩短周期时间的投资回报率

在30秒周期内将周期时间缩短2 s秒：

• 产量增加： 6.7% (从120增加到128个/小时)
• 年度节省： 取决于零件价值和产量
• 典型投资回报率： 6-12 个月（针对周期优化项目）

行业标准

行业	典型周期时间	件/小时	世界级水平
薄壁包装	5-8s	450-720	3-5s 周期
汽车零部件	30-60s	60-120	20-40s 周期
技术部件	45-120s	30-80	30-90s 周期

产能规划

年产能 = (件/小时) × (小时/班) × (班/天) × (运营天数) × (效率)

其中效率考虑了停机、换模时间和质量问题。

总结与关键公式

掌握塑料注塑成型周期时间的计算对于实现盈利生产至关重要。需要记住的关键公式如下：

基本公式

• 冷却时间： t_冷却 = (h²/π²α) × ln(常数 × (T_熔点温度 - T_模具温度)/(T_顶出温度 - T_模具温度))
• 充填时间： t_充填 = (注射量)/(注射速度)
• 总周期： 周期时间 = t_充填 + t_保压 + t_冷却 + t_开模 + t_合模 + t_顶出
• 生产效率： 件/小时 = 3600 / 周期时间

优化优先级

1. 减少冷却时间 (通常占周期时间的70-80%)
2. 优化机器速度 (全电动 vs 液压)
3. 为生产性而设计的部件
4. 优化工艺参数

Tederic优势

• 电动肘节系统： 模具动作快30-50%
• 高速注塑： 充填速度可达500 mm/s
• 并行处理： 同时执行多项操作
• 能源效率： 能耗降低40-50%

精确计算周期时间能够就模具设计、机器选型和工艺优化做出明智决策。将这些公式与模具流动模拟结合使用，可获得最准确的预测。

如需进行详细的周期时间分析和机器推荐 Tederic，请联系我们的工程团队。我们可以帮助您优化流程，实现最大的生产力和盈利能力。

另请参阅我们关于注塑成型合模力、色母粒计量 – LDR与混合指南2026和AI驱动的预测性维护的文章。