Wesentliche Formeln für das Spritzgießen, die jeder Ingenieur kennen sollte

Es gibt unzählige Spritzgießformeln, und jeder Ingenieur muss sich jede einzelne merken.

Formeln für das Spritzgießen Serie 1

1. Spannkraft (F in TON):

Die Spannkraft wird bestimmt durch: F = (Am x Pv) / 1000 Wobei:

• F ist die Spannkraft in TON.
• Am bezeichnet die projizierte Fläche des Formhohlraums in cm^2.
• Pv steht für den Fülldruck, der normalerweise zwischen 150 und 350 kg/cm^2 liegt. Bei Materialien mit guter Fließfähigkeit wird ein niedrigerer Wert verwendet, während bei Materialien mit schlechter Fließfähigkeit ein höherer Wert erforderlich ist.

Wenn zum Beispiel die projizierte Fläche des Formhohlraums 270 cm^2 beträgt und der Fülldruck 220 kg/cm^2, beträgt die Schließkraft: F = (270 x 220) / 1000 = 59,4TON

2. Einspritzdruck (Pi in kg/cm^2):

Der Einspritzdruck ist gegeben durch: Pi = (P x A) / Ao Wobei:

• Pi ist der Einspritzdruck.
• P steht für den Pumpendruck.
• A ist die effektive Fläche des Einspritzzylinders.
• Ao ist die Querschnittsfläche der Schraube, berechnet als A = (π x D^2) / 4, wobei D der Durchmesser ist.

Bei einem Pumpendruck von 75 kg/cm^2, einer effektiven Einspritzzylinderfläche von 150 cm^2 und einer Schneckenquerschnittsfläche von 15,9 cm^2 (bei einem Durchmesser von 45 mm) beträgt der Einspritzdruck: Pi = (75 x 150) / 15,9 = 707 kg/cm^2

3. Injektionsvolumen (V in cm^3):

Das Injektionsvolumen beträgt: V = π x (Do/2)^2 x ST Wobei:

• V ist das Injektionsvolumen.
• Do gibt den Schraubendurchmesser an.
• ST ist der Injektionshub.

Bei einem Schneckendurchmesser von 42 mm und einem Einspritzhub von 165 mm beträgt das Einspritzvolumen: V = π x (4,2/2)^2 x 16,5 = 228,6cm^3

4. Einspritzgewicht (Vw in g):

Das Einspritzgewicht ist: Vw = V x η x δ Wobei:

• Vw ist das Einspritzgewicht.
• V ist das Injektionsvolumen.
• η steht für das spezifische Gewicht des Materials.
• δ steht für den mechanischen Wirkungsgrad.

Bei einem Einspritzvolumen von 228,6 cm^3, einem mechanischen Wirkungsgrad von 0,85 und einem spezifischen Gewicht von 0,92 beträgt das Einspritzgewicht: Vw = 228,6 x 0,85 x 0,92 = 178,7g

5. Einspritzgeschwindigkeit (S in cm/sec):

Die Einspritzgeschwindigkeit ist: S = Q / A Wobei:

• S ist die Einspritzgeschwindigkeit.
• A bezeichnet die effektive Fläche des Einspritzzylinders.
• Q ist das Fördervolumen der Pumpe pro Umdrehung.

Bei einer Motordrehzahl von 1000 U/min, einem Pumpenfördervolumen von 85 cm³/U/min und einer effektiven Einspritzzylinderfläche von 140 cm^2 beträgt die Einspritzgeschwindigkeit: S = (85 x 1000) / (60 x 140) = 10,1 cm/sec

6. Injektionsrate (Sv in g/sec):

Die Injektionsrate ist: Sv = S x Ao Wobei:

• Sv ist die Injektionsrate.
• S steht für die Einspritzgeschwindigkeit.
• Ao ist die Querschnittsfläche der Schraube.

Bei einer Einspritzgeschwindigkeit von 10 cm/sec und einem Schneckendurchmesser von 42 mm beträgt die Einspritzmenge: Sv = 13,85 x 10 = 138,5g/sec

Diese Formeln bieten ein grundlegendes Verständnis für die entscheidenden Parameter beim Spritzgießen und gewährleisten optimale Ergebnisse im Gießprozess.

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Formeln für das Spritzgießen Serie 2

1. Theoretisches Injektionsvolumen:

Unter Verwendung der Konstante π/4 = 0,785:

• Theoretisches Injektionsvolumen (cm³) = Schneckendurchmesser² x 0,785 x Injektionshub.
• Injektionshub (cm) = Theoretisches Injektionsvolumen / (0,785 x Schneckendurchmesser).

2. Einspritzung Gewicht:

Einspritzgewicht (gr) = Theoretisches Einspritzvolumen x Spezifisches Gewicht des Kunststoffs x Einspritzkonstante (0,95).

3. Einspritzdruck:

• Einspritzdruck (kg/cm²) = (Fläche des Einspritzzylinders² / Schneckenfläche²) x maximaler Systemdruck (140kg/cm²)².
• Einspritzdruck (kg/cm²) = (Durchmesser des Einspritzzylinders² / Schneckendurchmesser²) x maximaler Systemdruck (140 kg/cm²).
• Einspritzdruck (kg/cm²) = Maximaler Einspritzdruck des Fasses x tatsächlicher Nutzungsdruck (kg/cm²) / maximaler Systemdruck (140 kg/cm²).

4. Injektionsrate:

• Einspritzrate (cm³/sec) = Schneckenfläche (cm²) x Einspritzgeschwindigkeit (cm/sec).
• Einspritzgeschwindigkeit (cm³/sec) = Schneckendurchmesser (cm²) x 0,785 x Einspritzgeschwindigkeit (cm/sec).

5. Einspritzgeschwindigkeit:

• Einspritzgeschwindigkeit (cm/sec) = Einspritzrate (cm³/sec) / Schneckenfläche (cm²).
• Einspritzgeschwindigkeit (cm/sec) = Pumpeneinzelvolumen (cc/Umdrehung) x Motordrehzahl (U/min) / 60 Sekunden / Einspritzfläche (cm²).

• Motordrehzahl RPM: 60HZ - 1150, 50HZ - 958.

6. Bereich des Einspritzzylinders:

• Fläche des Einspritzzylinders (cm²) = Einspritzdruck (kg/cm²) / maximaler Systemdruck (140kg/cm²) x Fläche des Zylinders (cm²).
• Für einen einzelnen Zylinder: Fläche des Einspritzzylinders (cm²) = (Durchmesser des Einspritzzylinders² - Durchmesser des Kolbens²) x 0,785.
• Für einen Doppelzylinder: Fläche des Einspritzzylinders (cm²) = (Durchmesser des Einspritzzylinders² - Durchmesser des Kolbens²) x 0,785 x 2.

7. Pumpe Single Turn Volume:

Pumpeneinzelumdrehungsvolumen (cc/sec) = Einspritzzylinderfläche (cm²) x Einspritzgeschwindigkeit (cm/sec) x 60 Sekunden / Motordrehzahl.

• Motordrehzahl RPM: 60HZ - 1150, 50HZ - 958.

8. Schneckendrehzahl und Hydraulikmotor Einzelumdrehungsvolumen:

• Schneckendrehzahl = Pumpeneinzelumdrehungsvolumen (cc/rec) x Motordrehzahl (RPM) / Hydraulikmotoreinzelumdrehungsvolumen.
• Hydraulikmotor-Einzelumdrehungsvolumen = Pumpen-Einzelumdrehungsvolumen (cc/rec) x Motordrehzahl (RPM) / Schneckendrehzahl.

9. Gesamter Einspritzdruck:

• Gesamter Einspritzdruck (kg) = Maximaler Systemdruck (kg/cm²) x Fläche des Einspritzzylinders (cm²).
• Gesamter Einspritzdruck (kg) = Einspritzdruck (kg/cm²) x Schneckenfläche (cm²).

10. Umrechnung von Unzen und verwandten Einheiten:

• 1 Unze (oz) = 28,375 Gramm (gr).
• 1 Pfund (lb) = 16 Unzen (oz).
• 1 Kilogramm (kg) = 2,2 Pfund (lb); somit ist 1 Jin = 1,1 Pfund.
• 1 Pfund (lb) = 454 Gramm (gr) = 0,454 Kilogramm (kg).

11. Spannkraft:

• Für den Kniehebeltyp: Spannkraft (Tonne) = Spannzylinderfläche (cm²) x maximaler Systemdruck (140kg/cm²) / 1000 x Vergrößerungsrate des Kniehebels (20-50).
• Für den Typ mit einem Zylinder und direktem Druck: Spannkraft (Tonne) = Fläche des Spannzylinders (cm²) x maximaler Systemdruck (140kg/cm²) / 1000.

12. Formel für Säulendurchmesser und Spannkraft:

Säulendurchmesser² (cm²) x 0,785 x Elastizitätsmodul (scm4 ca. 1000kg/cm²) x 4 = Ungefähre Spannkraft (Tonne).

13. Produktlayout Projektionsfläche und Spannkraftverhältnis Formel:

Produktlayout Projektionsfläche (in²) x Standarddicke (1,5 mm) / durchschnittliche Produktdicke (mm) x Materialkonstante / PS Materialkonstante (1) = Spannkraft (Tonne).

14. Auswurfkraft:

Ausstoßkraft (Tonne) = Fläche des Ausstoßzylinders (cm²) x maximaler Systemdruck (140kg/cm²) / 1000.

15. Aggregate:

• 1 Pferdestärke (HP) = 0,754 Kilowatt (KW).
• 1 Kilowatt (KW) = 1,326 Pferdestärken (PS) = 1000 Watt (W).
• 1 Kilowatt (KW) = 1 Elektrizitätsmesseinheit (1KW/Hr).

16. Verhältnis zwischen Pumpengröße und Pferdestärken:

Angemessene Pferdestärken:

• HP = P x Q / 540.
• KW = P x Q / 612.

17. Berechnung des Stromverbrauchs:

Tatsächlicher stündlicher Stromverbrauch (KW/Std.) = (Motorleistung + elektrische Heizleistung + Trocknerleistung) x Stromverbrauchskonstante (ca. 40%).

Formeln für das Spritzgießen Serie 3

1. Wie hoch ist die Einspritzleistung einer Spritzgießmaschine?

Einspritzleistung = Einspritzdruck (kg/cm²) × Einspritzvolumen (cm³) / 1000

2. Wie hoch ist die Einspritzleistung einer Spritzgießmaschine?

Einspritzleistung PW (KW) = Einspritzdruck (kg/cm²) × Einspritzmenge (cm³/sec) × 9,8 × 100%

3. Wie hoch ist die Einspritzrate einer Spritzgießmaschine?

Einspritzmenge V (cc/sec) = π/4 × d² × g Wobei:

• d²: Durchmesser des Fasses
• g: Dichte des Materials

4. Was ist der Einspritzdruck einer Spritzgießmaschine?

Einspritzdruck F (kgf) = π/4 × (D1² - D2²) × P × 2 Wobei:

• D1: Innendurchmesser des Zylinders
• D2: Außendurchmesser der Kolbenstange
• P: Systemdruck

5. Wie hoch ist der Einspritzdruck einer Spritzgießmaschine?

Einspritzdruck P (kg/cm²) = [π/4 × (D1² - D2²) × P × 2] / (π/4 × d²)

6. Wie hoch ist die Plastifizierleistung einer Spritzgießmaschine?

Plastifiziervermögen W (g/sec) = 2,5 × (d/2,54)² × (h/2,54) × N × S × 1000 / 3600 / 2 Wobei:

• h: Tiefe der vorderen Zähne der Schraube (cm)
• S: Materialdichte

7. Was ist Systemdruck? Wie unterscheidet er sich vom Einspritzdruck?

Der Systemdruck (kg/cm²) ist der höchste im Hydraulikkreis eingestellte Arbeitsdruck.

8. Was ist die Einspritzgeschwindigkeit?

Einspritzgeschwindigkeit: Geschwindigkeit = Entfernung / Zeit