ممکن است برای اغلب افراد در صنعت قالب گیری پلاستیکی این سوال پیش بیاید که نحوه محاسبه تناژ مورد نیاز دستگاه تزریق پلاستیک به چه صورت است یا چگونه باید نیروی گیره را در قالب گیری تزریقی به دست آوریم؟ اگر شما در صنعت تزریق پلاستیک مشغول هستید این یک سوال بسیار رایج محسوب می‌شود. قبل از پاسخ دادن به این سوال درباره نیروی کلمپ، بهتر است یک تعریفی اساسی از تناژ مورد نیاز دستگاه تزریق پلاستیک و اینکه چگونه به دست می‌آید، داشته باشیم که همه موارد گفته شده را می‌توانید در این مقاله از هایپر پلاست بخوانید.
تناژ در دستگاه تزریق پلاستیک چیست؟
تناژ حداکثر نیروی کلمپ است که یک دستگاه تزریق پلاستیک می‌تواند برای بسته نگه داشتن ابزار تزریق در طول فرایند ارائه دهد. قدرت کلمپ این اطمینان را می‌دهد که قالب از هم باز نخواهد شد یا شل نمی‌شود و ما محصولاتی نوک تیز نخواهیم داشت. اندازه تناژ یکی از مهمترین عوامل در انتخاب یک دستگاه تزریق پلاستیک محسوب می‌شود؛ چراکه مشخص می‌کند دستگاه تزریق پلاستیک شما می‌تواند چه نوع یا اندازه‌ای از محصولات پلاستیکی را تولید کند. برای اطلاع از قیمت دستگاه تزریق پلاستیک چینی بر روی لینک درج شده کلیک کنید.
به چه دستگاه تزریق پلاستیکی نیاز دارم؟
به طور معمول، بیشتر مهندسان تزریق پلاستیک تناژ دستگاه را با ضرب سطح محصول در یک عدد اندیس، به دست می‌آورند. اگر از اینچ مربع به عنوان سطح استفاده می‌کنید، می‌توان عدد شاخص را برای مواد با جریان بالاتر مانند PS، PE و PP تا ۲. ۵ برابر و برای مواد با جریان پایین‌تر مانند PA، PC و PSU تا ۴ برابر در نظر گرفت. این در حالی است که با به کار بردن سانتی متر مربع به عنوان سطح، باید عدد شاخص را برای مواد با جریان بالاتر مانند PS، PE و PP تا ۰. ۰۸برابر و تا ۰. ۷۲ برابر برای مواد با جریان پایین‌تر مانند PA، PC و PSU حساب کرد.
فرمول محاسبه تناژ چیست؟
فرمول‌های زیادی برای محاسبه نیروی کلمپ وجود دارند که برای افراد و کاربردهای مختلف استفاده می‌شوند. در ادامه سعی می‌کنیم فرمول معروف کاهش نیروی کلمپ را برای شما توضیح دهیم:
نیروی کلمپ (T) = ثابت نیروی کلمپ kp * مساحت پیش بینی شده قطعه S (CM*CM) * ضریب ایمنی (۱+۱۰%)
برای محاسبه درست تناژ لازم، ابتدا باید مساحت پیش بینی شده قطعه قالب گیری شده S را به صورت جمع شده بدانید. مساحت را می‌توان با ضرب کردن طول در عرض یا A = L x W یا A = πr۲ محاسبه کرد.
فرمول تجربی نیروی کلمپ که در بالا آورده شده است بیشتر برای محاسبه های سریع و کوچک استفاده می‌شود؛ به همین خاطر اغلب مهندسان فرمول دیگری را برای محاسبات بزرگ‌تر را انتخاب می‌کنند. چراکه هنوز هم برای قطعاتی که ساختار پیچیده یا تیغه و گوشه‌های عمودی دارند و یا ضخامت آنها در موقعیت‌های مختلف تغییر زیادی پیدا کرده است، خطر ریسک وجود دارد.
| PS / PE / PP |
۰.۳۲ |
|---|---|
| ABS |
۰.۳ تا ۰.۴۸ |
| PA |
۰.۶۴ تا ۰.۷۲ |
| POM |
۰.۶۴ تا ۰.۷۲ |
| سایر پلاستیک‌های مهندسی |
۰.۶۴ تا ۰.۸ |
به عنوان مثال، برای یک محصول دارای مساحت پیش بینی شده ۴۱۰ سانتی متر مربع که ماده آن PE است، نیروی گیرش در دستگاه تزریق پلاستیک این پروژه طبق فرمول بالا به این شکل محاسبه می‌شود:
P = Kp * S = 0. 32 * 410*1. 1 = 141 (T)
پس باید یک دستگاه تزریق پلاستیک ۱۵۰ تا ۱۷۰ تنی انتخاب شود.
بیشتر قالب‌های تزریقی آن را با نسبت 2.5 برابر (برای مواد با جریان بالاتر مانند PS، PE و PP) یا ۴ برابر (برای مواد با جریان پایین‌تر مانند PA، PC و PSU) می‌سازند. سطح مقطع عرضی قطعه و ۱۰ درصد دیگر به عنوان ضریب ایمنی در نظر گرفته می‌شود.
اگر قطعه‌ای به ابعاد ۱۲۰ اینچ مربع دارید، برای تزریق پلاستیک به یک دستگاه تزریق با تناژ گیره ۳۰۰ تن نیاز خواهید داشت. پس از اضافه کردن ۱۰ درصد ضریب ایمنی، اندازه پرس مورد نیاز ۳۳۰ تن نیروی کلمپ خواهد بود؛ بنابراین شما برای پروژه خود به یک دستگاه تزریق پلاستیک ۳۳۰ تا ۳۵۰ تنی احتیاج پیدا خواهید کرد.
نیروی کلمپ (T) = فشار مولکولی مواد * مساحت پیش بینی شده قطعه S (CM*CM) * ضریب ایمنی (۱+۱۰%)
= 350 bar * S (cm۲) / ۱۰۰۰ * (۱+۱۰%)
همان‌طور که در مثال بالا گفته شد، 350 * 410 / 1000* 1.1 = 160 T پس باید یک دستگاه تزریق پلاستیک ۱۶۰ تنی را انتخاب کنید.
در این فرمول، دو عامل مهم در محاسبه نیروی کلمپ در نظر گرفته می‌شوند که عبارتند از:
۱. ناحیه پیش بینی شده (S) بزرگ‌ترین مساحتی است که در طول باز و بسته شدن قالب دیده می‌شود.
۲. تعیین فشار حفره (P) که تحت تاثیر عوامل زیر است:
- تعداد و موقعیت راهگاه‌ها
- اندازه راهگاه
- ضخامت دیواره قطعه
- ویژگی‌های ویسکوزیته پلاستیک‌های مورد استفاده
- سرعت تزریق
فشار حفره با نسبت طولانی‌ترین جربان تزریق به کمترین ضخامت قطعه تعیین می‌شود.
علاوه بر این، طبقه بندی‌هایی بر اساس خصوصیات جریان یا MFI ترموپلاستیک‌ها ویسکوزیته آنها انجام می‌شود. بر این اساس، ترموپلاستیک‌ها به 6 دسته تقسیم می‌شوند که عبارتند از:
| گروه ۱ |
GPPS، HIPS، TPS، PE-LD، PE-LLD، PE-MD، PE-HD، PP-H، PP-CO، PP-EPDM |
|---|---|
| گروه ۲ |
PA6، PA66، PA11، PBT، PETP |
| گروه ۳ |
CA، CAB، CAP، CP، EVA، PEEL، PUR/TPU، PVC |
| گروه ۴ |
ABS، AAS، SAN، MBS، PPS، PPO، BDS، POM |
| گروه ۵ |
PMMA، PC/ABS، PC/PBT |
| گروه ۶ |
PC، PES، PSU، PEEK، UPVC |
هر یک از گروه‌های بالا در گروه پلاستیک‌ها دارای درجه ویسکوزیته (ظرفیت جریان) قرار می‌گیرند. درجات ویسکوزیته نسبی هر گروه پلاستیکی به شرح زیر است:
| گروه ۱ |
۱.۰ |
|---|---|
| گروه ۲ |
۱.۳ تا ۱.۳۵ |
| گروه ۳ |
۱.۳۵ تا ۱.۴۵ |
| گروه ۴ |
۱.۴۵ تا ۱.۵۵ |
| گروه ۵ |
۱.۵۵ تا ۱.۷۰ |
| گروه ۶ |
۱.۷۰ تا ۱.۹۰ |
تعیین نیروی کلمپ ((F
به عنوان مثال می‌خواهیم تناژ دستگاه تزریق پلاستیک یا نیروی کلمپ را برای نگهدارنده لامپ پلاستیکی PC، گرد با قطر خارجی ۲۲۰ میلی‌متر، محدوده ضخامت دیوار 1.9 تا 2.1 میلی‌متر و طراحی گیت مرکزی از نوع پین محاسبه کنیم. طولانی‌ترین فرایند برای قطعات نیز ۲۰۰ میلی متر است که مقاومت جریان مذاب در بیشترین مقدار و ضخامت دیواره در نازک‌ترین حالت است (1.9 میلی‌متر)؛ بنابراین باید 1.9 میلی‌متر هنگام محاسبه تناژ مورد نیاز دستگاه تزریق پلاستیک استفاده شود. این محاسبه به صورت زیر است:
فرایند / ضخامت دیواره = طولانی‌ترین مسیر ذوب / نازک‌ترین ضخامت دیواره قطعه = ۲۰۰ / ۱.۹ = ۱۰۵:۱
رابطه بین فشار حفره و ضخامت دیواره را می‌توان با استفاده از شکل بالا به دست آورد. بر این أساس می‌توان گفت که ضخامت حفره حدود ۱.۹ میلی متر است. فشار حفره برای نسبت جریان به ضخامت دیواره ۱۰۵:۱، برابر ۱۶۰ بار است. داده‌ها به گروه اول پلاستیک‌ها اعمال می‌شوند؛ برای گروه‌های دیگر پلاستیک، باید ثابت ضرب متناظر K را ضرب کنیم.
همچنین خواص جریان PC به رتبه ویسکوزیته گروه ششم تعلق دارد؛ یعنی باید اعداد 1.7 تا 1.9 را در فرمول استفاده کنیم. بنابراین فشار حفره نگهدارنده لامپ PC باید ۱۶۰ بار * K (درجه ویسکوزیته PC) باشد؛ زیرا P = 160 * 1.9 bar = 304 خواهد شد. پس از این کار، باید مساحت را هم محاسبه کنیم که برابر مقدار زیر است:
مساحت = عدد پی * (قطر خارجی نگهدارنده لامپ به سانتی متر)۲ تقسیم بر چهار = ۳.۱۴ * ۲۲ * ۲۲ / ۴ = ۳۸۰ سانتی متر مربع
بر این اساس، نیروی کلمپ برابر مقدار زیر است:
F = P * S = 304 bar * 380 cm۲ = 304 kg/cm۲ * 380 cm۲ = 115. 5 Ton
پس می‌توان از یک دستگاه تزریق ۱۲۰ یا ۱۳۰ تنی استفاده کرد.
تمام فرمول محاسبه نیروی گیره بالا نیاز دارد که بدانید چگونه قالب گیری تزریقی سطح پیش بینی شده را محاسبه کنید؛ پس می‌توانید ببینید که محاسبه سطح پیش بینی شده، کلید نحوه محاسبه تناژ در دستگاه تزریق پلاستیک است. شما می‌توانید از نرم‌افزارهای CAE یا MOLDFLOW هم برای محاسبه این کمیت به صورت دقیق استفاده کنید.
سخن پایانی
در این مقاله به صورت کامل فرمول‌های محاسبه تناژ دستگاه تزریق پلاستیک را بررسی کردیم. اگر هنوز سوالاتی در مورد نحوه محاسبه تناژ مورد نیاز دستگاه تزریق پلاستیک یا چگونگی انتخاب یک دستگاه با اندازه مناسب برای کاربرد خود دارید، می‌توانید از افراد متخصص ما در هایپر پلاست کمک بگیرید.
سوالات متداول
مهمترین کمیت در محاسبه تناژ دستگاه تزریق پلاستیک چیست؟
مهمترین کمیت در محاسبه تناژ دستگاه تزریق پلاستیک، سطح پیش بینی شده برای وسایلی است که قرار است قالب گیری شوند.
۲- آیا دستگاه تزریق پلاستیک با تناژ بیشتر، سنگین‌تر است؟
بله. شما باید پس از انتخاب دستگاه تزریق پلاستیک، وزن آن را از فروشنده بپرسید تا وسیله لازم برای حمل و نقل و محل نصب آن را مشخص کنید.
