Усилие смыкания – это важный параметр узла смыкания ТПА. Это максимальное усилие, развиваемое станком для удержания пресс-формы закрытой во время впрыска. Недостаток усилия смыкания приводит к увеличению зазора между полуформами. Поэтому рекомендуется устанавливать форму на станок с максимальным усилием смыкания превышающим расчётные данные минимум на 15%.
Для расчёта усилия смыкания необходимо определить площадь проекции отливки. Площадь проекции отливки – это площадь, получаемая при проецировании изделия на плоскость, проходящую через границы стыка пресс-формы.
Традиционный метод состоит в умножении площади проекции отливки на константу, индивидуальную для каждого материала. Например, для GPPS, постоянная равна от 1.0 до 2.0 т/дюйм2 для толстостенных изделий, от 3.0 до 4.0 т/дюйм2 для тонкостенных. 1.0 т/дюйм2 = 0.155 т/см2 = 15.4 МН/м2. В таблице ниже представлены константы для наиболее часто применяемых материалов.
|
Материал |
тонн/дюйм2 |
тонн/см2 |
МН/м2 |
|
PS (GPPS) |
1.0 - 2.0 |
0.155 - 0.31 |
15.4 - 30.9 |
|
PS (GPPS) (тонкостен.) |
3.0 - 4.0 |
0.465 - 0.62 |
46.3 - 61.8 |
|
HIPS |
1.0 - 2.0 |
0.155 - 0.31 |
15.4 - 30.9 |
|
HIPS (тонкостен.) |
2.5 - 3.5 |
0.388 - 0.543 |
38.6 - 54.0 |
|
ABS |
2.5 - 4.0 |
0.388 - 0.62 |
38.6 - 61.8 |
|
SAN |
2.5 - 3.0 |
0.388 - 0.465 |
38.6 - 46.3 |
|
SAN (длин. траек.) |
3.0 - 4.0 |
0.465 - 0.62 |
46.3 - 61.8 |
|
LDPE |
1.0 - 2.0 |
0.155 - 0.31 |
15.4 - 30.9 |
|
HDPE |
1.5 - 2.5 |
0.233 - 0.388 |
23.2 - 38.6 |
|
HDPE (длин. траек.) |
2.5 - 3.5 |
0.388 - 0.543 |
38.6 - 54.0 |
|
PP |
1.5 - 2.5 |
0.233 - 0.388 |
23.3 - 38.6 |
|
PP (длин. траек.) |
2.5 - 3.5 |
0.388 - 0.543 |
38.6 - 54.0 |
|
PPVC |
1.5 - 2.5 |
0.233 - 0.388 |
23.3 - 38.6 |
|
UPVC |
2.0 - 3.0 |
0.31 - 0.465 |
30.9 - 46.3 |
|
PA6, PA66 |
4.0 - 5.0 |
0.62 - 0.775 |
61.8 - 77.2 |
|
PMMA |
2.0 - 4.0 |
0.31 - 0.62 |
30.9 - 61.8 |
|
PC |
3.0 - 5.0 |
0.465 - 0.775 |
46.3 - 77.2 |
|
POM |
3.0 - 5.0 |
0.465 - 0.775 |
46.3 - 77.2 |
|
PET (аморф.) |
2.0 - 2.5 |
0.31 - 0.388 |
30.9 - 38.6 |
|
PET (кристаллич.) |
4.0 - 6.0 |
0.62 - 0.93 |
61.8 - 92.6 |
|
PBT |
3.0 - 4.0 |
0.465 - 0.62 |
46.3 - 61.8 |
|
CA |
1.0 - 2.0 |
0.155 - 0.31 |
15.4 - 30.9 |
|
PPO-M (неусиленный) |
2.0 - 3.0 |
0.31 - 0.465 |
30.9 - 46.3 |
|
PPO-M (усиленный) |
4.0 - 5.0 |
0.62 - 0.775 |
61.8 - 77.2 |
|
PPS |
2.0 - 3.0 |
0.31 - 0.465 |
30.9 - 46.3 |
Пример1: нужно отливать кружку из GPPS диаметром 79 мм. Минимальная толщина стенки кружки равна 0.6 мм.
Площадь проекции кружки равна 3.1416 * 7.92 / 4 = 49 см2. Эта кружка относится к тонкостенным изделиям. Усилие смыкания равно 0.62 * 49 = 30.4 тонн.
Более точный метод учитывает отношение пути течения расплава к толщине стенки и давление в форме. Путь течения расплава – это путь, который проходит материал при впрыске от начала литниковой втулки до самой дальней точки формуемого изделия. Если толщина стенки изделия различается по ходу пути течения, то берётся средняя толщина.
Wall thickness (mm) - толщина стенки (мм)
Flow path to wall thickeness ratio - Отношение пути течения расплава к толщине стенки
Cavity pressure (bar) - давление в форме (бар)
Пример 2: та же самая кружка из GPPS имеет путь течения расплава 104 мм.
Отношение пути течения расплава к толщине стенки = 104 / 0.6 = 173. Из графика ниже определяем давление в форме учитывая толщину стенки 0.6 мм = 550 бар. 1 бар = 1.02 кг/см2. Усилие смыкания = 550 * 1.02 * 49 (площадь проекции отливки) = 27,500 кг = 27.5 тонн.
Вычисления, приведённые выше не учитывают вязкость материала. Расчёт остаётся верным, т. к. константа вязкости GPPS равна 1.0. Константы вязкости наиболее часто используемых материалов приведены в таблице ниже:
| Материал |
Константа вязкости |
|
GPPS (PS) |
1 |
|
PP |
1 - 1.2 |
|
PE |
1 - 1.3 |
|
нейлоны (PA6 или PA66), POM |
1.2 - 1.4 |
|
целлюлозы |
1.3 - 1.5 |
|
ABS, ASA, SAN |
1.3 - 1.5 |
|
PMMA |
1.5 - 1.7 |
|
PC, PES, PSU |
1.7 - 2.0 |
|
PVC |
2 |
Пример 3: ту же кружку нужно отливать из материала ABS.
При константе вязкости ABS равным 1.5, усилие смыкания = 1.5 * 27.5 тонн = 41.3 тонн.
