Date：May 25, 2026
Správná upínací síla pro an vstřikovací lis se určuje vynásobením projektované plochy dílu (ve čtverečních palcích nebo čtverečních centimetrech) tlakem v dutině požadovaným pro lisovaný materiál – poté se přidá bezpečnostní rezerva 10–20 %, aby se zohlednily odchylky procesu. Volba příliš malé upínací síly způsobuje defekty blesku a rozměrovou nepřesnost; příliš mnoho plýtvá energií, urychluje opotřebení forem a zvyšuje náklady na stroje. Tato příručka vás seznámí s celou metodou výpočtu, proměnnými materiálu a součástí, které ovlivňují výsledek, a praktickými pravidly, která zkušení procesní inženýři používají k ověření své volby před tím, než se pustí do specifikace stroje.
Během vstřikování je roztavený plast vstřikován do uzavřené formy pod vysokým tlakem - obvykle mezi 5 000 a 20 000 psi (345 až 1 380 barů) v závislosti na materiálu a geometrii součásti. Tento vstřikovací tlak působí na promítnutou oblast dutiny formy a vytváří sílu, která se snaží odtlačit poloviny formy od sebe. Upínací jednotka musí vyvinout dostatečnou sílu, aby udržela formu uzavřenou proti této separační síle během vstřikovací a balicí fáze.
Pokud je upínací síla nedostatečná, forma se pod vstřikovacím tlakem mírně otevře, což umožní roztavenému materiálu uniknout do dělicí linie – závada známá jako blesk . Flash ničí estetiku dílu, vytváří ostré hrany, které vyžadují následné zpracování, a může časem trvale poškodit dělicí povrch formy. Naopak provozování malého dílu na předimenzovaném stroji plýtvá energií a zbytečně namáhá formu, což snižuje její životnost.
Standardní průmyslový vzorec pro odhad minimální upínací síly je:
Upínací síla (tuny) = projektovaná plocha (v²) × tlak v dutině (psi) ÷ 2 000
V metrických jednotkách: Upínací síla (kN) = projektovaná plocha (cm²) × tlak v dutině (bar) ÷ 100
Promítnutá plocha je stín, který díl vrhá na dělicí rovinu při pohledu ze směru otvoru formy – jinými slovy, plochý otisk dutiny při pohledu přímo shora. U vícedutinové formy zahrnuje projektovaná plocha všechny dutiny plus žlabový systém . Jednodutinová část o rozměrech 4 palce × 6 palců má projektovanou plochu 24 in²; 4-dutinová forma ze stejné části má projektovanou plochu 96 in² plus oblast žlabu.
Uvažujme 4dutinovou formu vyrábějící polypropylenové (PP) víko s předpokládanou plochou 18 in² na dutinu a systémem žlabů přispívajících dalších 8 in²:
Tlak v dutině se mezi materiály výrazně liší v závislosti na viskozitě, délce toku a teplotě zpracování. Níže uvedená tabulka uvádí široce používané referenční hodnoty pro běžné vstřikovací materiály. Toto jsou průměrné hodnoty – skutečný tlak v dutině závisí na tloušťce stěny, konstrukci vtoku a délce průtoku, takže pro kritické aplikace by měl být použit simulační software.
| Materiál | Typický tlak v dutině (psi) | Typický tlak v dutině (bar) | Relativní poptávka po upínání |
|---|---|---|---|
| Polyetylen (PE) | 2 000–3 000 | 138–207 | Nízká |
| Polypropylen (PP) | 2 500–3 500 | 172–241 | Nízká |
| Polystyren (PS) | 3 000–4 000 | 207–276 | Nízká–Medium |
| ABS | 4 000–6 000 | 276–414 | Střední |
| Nylon (PA6 / PA66) | 5 000–7 000 | 345–483 | Střední–High |
| Polykarbonát (PC) | 6 000–10 000 | 414–690 | Vysoká |
| POM (acetal / delrin) | 6 000–9 000 | 414–621 | Vysoká |
| Nylon plněný sklem (PA GF) | 8 000–12 000 | 552–827 | Velmi vysoká |
Vzorec projektované plochy poskytuje spolehlivou základní linii, ale pět klíčových proměnných může posunout skutečnou požadovanou upínací sílu výše nebo níže, než naznačuje počáteční výpočet.
Tenčí stěny vyžadují vyšší vstřikovací tlak k naplnění, než materiál zmrzne, což přímo zvyšuje tlak v dutině a tím i potřebu upínací síly. Část s a tloušťka stěny pod 1,5 mm může vyžadovat o 20–40 % větší upínací sílu než stejný díl při tloušťce stěny 3 mm. Naopak silnostěnné díly (nad 4 mm) proudí snadněji a umožňují nižší vstřikovací tlaky.
Poměr L/T – vzdálenost, kterou musí roztavený plast urazit od brány dělená tloušťkou stěny – je přímým ukazatelem obtížnosti plnění. L/T poměry nad 150:1 indikují náročné plnění, které bude vyžadovat zvýšený vstřikovací tlak a tudíž větší upínací sílu. Například 300 mm průtoková cesta přes 2 mm stěnu má poměr L/T 150 – horní hranice pohodlného zpracování pro většinu standardních pryskyřic.
Poddimenzovaná šoupátka vytvářejí pokles tlaku na vstupním bodě, což vyžaduje vyšší vstřikovací tlak pro kompenzaci – což zvyšuje tlak v dutině a požadavky na upnutí. Systémy horkých vtoků s ventilovými klapkami nebo velkými ventilátorovými klapkami umístěnými centrálně na dílu snižují tlakovou ztrátu a mohou snížit požadavky na upínací sílu. 10–25 % ve srovnání s malými okrajovými branami na stejné části.
Díly s hlubokými žebry, výstupky nebo složitou geometrií vytvářejí vysoké místní koncentrace tlaku. Tyto vlastnosti často vyžadují vyšší těsnicí tlak k dosažení plného naplnění a rozměrové přesnosti, což zvyšuje průměrný tlak v dutině přes projektovanou plochu. Přidat a 15–20% vyrovnávací paměť vypočítané upínací síle pro díly s významnou hloubkou žebra (hloubka žebra přesahující 3× tloušťku stěny) nebo složitou geometrií podříznutí.
Vícedutinové formy jsou pouze tak vyvážené, jak je vyvážený jejich systém žlabů. Nevyvážený běhoun plní některé dutiny dříve než jiné, což způsobuje přeplnění v dutinách s předčasným plněním, protože stroj pokračuje v tlačení materiálu do formy. Přeplněné dutiny vyvíjejí výrazně vyšší tlak na formu než vyvážená výplň. Pro rodinné formy nebo formy s více než 8 dutinami přidejte a 10–15% tlumič upínací síly pokud systém vtoků nebyl ověřen pro vyvážené plnění prostřednictvím simulace nebo zkušebních jízd.
Pro rychlý odhad v raných fázích plánování projektu – před dokončením podrobného návrhu formy – odborníci v oboru běžně používají zjednodušené pravidlo tuny na čtvereční palec. Tyto údaje předpokládají standardní tloušťku stěny (2–3 mm) a typickou konstrukci brány:
| Materiál Category | Tuny na in² projektované plochy | kN na cm² projektované plochy |
|---|---|---|
| Měkký / Easy-Flow (PE, PP) | 1,5–2,0 | 0,23–0,31 |
| Střední (ABS, PS, SAN) | 2,0–3,0 | 0,31–0,46 |
| Tvrdý / tuhý (PC, POM, nylon) | 3,0–5,0 | 0,46–0,77 |
| Plněné / vyztužené (GF Nylon, GF PP) | 4,0–6,0 | 0,62–0,92 |
Použití stejného příkladu PP víka z dřívějšího: 80 in² × 2,0 tuny/in² = 160 tun — mírně konzervativnější než výsledek vzorce 138 tun, což je vhodné pro rychlý odhad před dokončením podrobného inženýrství.
Před dokončením výběru stroje nebo před zahájením výroby ověřte vypočítanou upínací sílu pomocí jedné nebo více z těchto metod:
Výběr správné upínací síly začíná přímočarým výpočtem – projektovaná plocha vynásobená tlakem v dutině materiálu – ale přesnost tohoto výsledku závisí na správném zohlednění tloušťky stěny, poměru L/T, konstrukce brány, složitosti součásti a počtu dutin. Použijte 10–20% bezpečnostní rezervu nad vypočítané minimum, zaokrouhlete nahoru na další standardní velikost stroje a ověřte pomocí simulace toku formy nebo měření tlaku v dutině pro jakýkoli nový design formy. Ani předimenzování, ani poddimenzování neslouží k efektivitě výroby: cílem je co nejmenší stroj, který spolehlivě udrží formu uzavřenou během každého výstřelu, při co nejnižších nákladech na energii na díl.
Vlastní výrobci elektrických vstřikovacích lisů Zhenfei
autorská práva © Ningbo Zhenfei Injection Molding Machine Manufacturing Co., Ltd. Rights Reserved.
