Formules essentielles pour le moulage par injection que tout ingénieur doit connaître

Il existe d'innombrables formules de moulage par injection, et chaque ingénieur doit se souvenir de chacune d'entre elles.

Formules pour le moulage par injection Série 1

1. Force de serrage (F en TON) :

La force de serrage est déterminée par : F = (Am x Pv) / 1000 Où :

• F est la force de serrage en TON.
• Am représente la surface projetée de la cavité du moule en cm^2.
• Pv représente la pression de remplissage, généralement comprise entre 150 et 350 kg/cm^2. Les matériaux qui s'écoulent bien utilisent une valeur plus faible, tandis que ceux qui s'écoulent mal requièrent une valeur plus élevée.

Par exemple, si la surface projetée de l'empreinte est de 270 cm^2 et que la pression de remplissage est de 220 kg/cm^2, la force de serrage est la suivante : F = (270 x 220) / 1000 = 59,4 Tonnes

2. Pression d'injection (Pi en kg/cm^2) :

La pression d'injection est donnée par Pi = (P x A) / Ao Où :

• Pi est la pression d'injection.
• P représente la pression de la pompe.
• A est la surface effective du cylindre d'injection.
• Ao est la section transversale de la vis, calculée comme A = (π x D^2) / 4, D étant le diamètre.

Pour une pression de pompe de 75kg/cm^2, une surface effective de cylindre d'injection de 150cm^2, et une surface de section de vis de 15,9cm^2 (pour un diamètre de 45mm), la pression d'injection est : Pi = (75 x 150) / 15,9 = 707 kg/cm^2

3. Volume d'injection (V en cm^3) :

Le volume d'injection est le suivant V = π x (Do/2)^2 x ST Où :

• V est le volume d'injection.
• Do indique le diamètre de la vis.
• ST est la course d'injection.

Pour un diamètre de vis de 42 mm et une course d'injection de 165 mm, le volume d'injection est le suivant : V = π x (4,2/2)^2 x 16,5 = 228,6cm^3

4. Poids de l'injection (Vw en g) :

Le poids d'injection est le suivant Vw = V x η x δ Où :

• Vw est le poids de l'injection.
• V est le volume d'injection.
• η représente la densité du matériau.
• δ représente le rendement mécanique.

Compte tenu d'un volume d'injection de 228,6 cm^3, d'un rendement mécanique de 0,85 et d'une densité de 0,92, le poids de l'injection est le suivant : Vw = 228,6 x 0,85 x 0,92 = 178,7g

5. Vitesse d'injection (S en cm/sec) :

La vitesse d'injection est : S = Q / A Où :

• S est la vitesse d'injection.
• A représente la surface effective du cylindre d'injection.
• Q est le volume de refoulement de la pompe par tour.

Pour une vitesse de rotation du moteur de 1000 tours/minute, un volume de refoulement de la pompe de 85 cc/tour, et une surface effective du cylindre d'injection de 140 cm^2, la vitesse d'injection est : S = (85 x 1000) / (60 x 140) = 10,1 cm/sec.

6. Taux d'injection (Sv en g/sec) :

Le taux d'injection est le suivant Sv = S x Ao Où :

• Sv est le taux d'injection.
• S représente la vitesse d'injection.
• Ao est la section transversale de la vis.

Pour une vitesse d'injection de 10cm/sec et un diamètre de vis de 42mm, le taux d'injection est : Sv = 13,85 x 10 = 138,5g/sec

Ces formules permettent de comprendre les paramètres essentiels du moulage par injection, ce qui garantit des résultats optimaux dans le processus de moulage.

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Formules pour le moulage par injection Série 2

1. Volume d'injection théorique :

En utilisant la constante π/4 = 0,785 :

• Volume d'injection théorique (cm³) = Diamètre de la vis² x 0,785 x Course d'injection.
• Course d'injection (cm) = Volume d'injection théorique / (0,785 x diamètre de la vis).

2. Poids de l'injection :

Poids d'injection (gr) = Volume théorique d'injection x Densité du plastique x Constante d'injection (0,95).

3. Pression d'injection :

• Pression d'injection (kg/cm²) = (Surface du cylindre d'injection² / Surface de la vis²) x Pression maximale du système (140kg/cm²)².
• Pression d'injection (kg/cm²) = (Diamètre du cylindre d'injection² / Diamètre de la vis²) x Pression maximale du système (140kg/cm²).
• Pression d'injection (kg/cm²) = Pression d'injection maximale de l'ensemble canon x Pression d'utilisation réelle (kg/cm²) / Pression maximale du système (140kg/cm²).

4. Taux d'injection :

• Taux d'injection (cm³/sec) = Surface de la vis (cm²) x Vitesse d'injection (cm/sec).
• Vitesse d'injection (cm³/sec) = Diamètre de la vis (cm²) x 0,785 x Vitesse d'injection (cm/sec).

5. Vitesse d'injection :

• Vitesse d'injection (cm/sec) = débit d'injection (cm³/sec) / surface de la vis (cm²).
• Vitesse d'injection (cm/sec) = Volume de la pompe à un tour (cc/rev) x Vitesse du moteur (rev/sec) / 60 secondes / Surface d'injection (cm²).

• Vitesse du moteur RPM : 60HZ - 1150, 50HZ - 958.

6. Zone du cylindre d'injection :

• Surface du cylindre d'injection (cm²) = Pression d'injection (kg/cm²) / Pression maximale du système (140kg/cm²) x Surface du cylindre (cm²).
• Pour un cylindre unique : Surface du cylindre d'injection (cm²) = (diamètre du cylindre d'injection² - diamètre du piston²) x 0,785.
• Pour un cylindre double : Surface du cylindre d'injection (cm²) = (Diamètre du cylindre d'injection² - Diamètre du piston²) x 0,785 x 2.

7. Pompe à simple tour Volume :

Volume de la pompe à un tour (cc/sec) = Surface du cylindre d'injection (cm²) x Vitesse d'injection (cm/sec) x 60 secondes / Vitesse du moteur.

• Vitesse du moteur RPM : 60HZ - 1150, 50HZ - 958.

8. Vitesse de la vis et volume du moteur hydraulique à un tour :

• Vitesse de la vis = Volume de la pompe à un tour (cc/rec) x Vitesse du moteur (RPM) / Volume du moteur hydraulique à un tour.
• Volume de rotation unique du moteur hydraulique = Volume de rotation unique de la pompe (cc/rec) x Vitesse du moteur (RPM) / Vitesse de la vis.

9. Pression d'injection totale :

• Pression d'injection totale (kg) = Pression maximale du système (kg/cm²) x Surface du cylindre d'injection (cm²).
• Pression d'injection totale (kg) = Pression d'injection (kg/cm²) x Surface de la vis (cm²).

10. Conversion des onces et des unités apparentées :

• 1 once (oz) = 28,375 grammes (gr).
• 1 livre (lb) = 16 onces (oz).
• 1 kilogramme (kg) = 2,2 livres (lb) ; par conséquent, 1 jin = 1,1 livre.
• 1 livre (lb) = 454 grammes (gr) = 0,454 kilogramme (kg).

11. Force de serrage :

• Pour le type à genouillère : Force de serrage (tonne) = Surface du cylindre de serrage (cm²) x Pression maximale du système (140kg/cm²) / 1000 x Taux d'agrandissement de la genouillère (20-50).
• Pour le type de pression directe monocylindre : Force de serrage (tonne) = Surface du cylindre de serrage (cm²) x Pression maximale du système (140kg/cm²) / 1000.

12. Formule de calcul du diamètre du pilier et de la force de serrage :

Diamètre du pilier² (cm²) x 0,785 x Module d'Young (scm4 environ 1000kg/cm²) x 4 = Force de serrage approximative (tonne).

13. Formule de relation entre la surface de projection et la force de serrage :

Surface de projection de la disposition du produit (po²) x Épaisseur standard (1,5 mm) / Épaisseur moyenne du produit (mm) x Constante du matériau / Constante du matériau PS (1) = Force de serrage (tonne).

14. Force d'éjection :

Force d'éjection (tonne) = Surface du cylindre d'éjection (cm²) x Pression maximale du système (140kg/cm²) / 1000.

15. Unités de puissance :

• 1 cheval-vapeur (HP) = 0,754 kilowatt (KW).
• 1 kilowatt (KW) = 1,326 cheval-vapeur (HP) = 1000 watts (W).
• 1 kilowatt (KW) = 1 unité de mesure de l'électricité (1KW/Hr).

16. Relation entre la taille de la pompe et la puissance :

Puissance appropriée :

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

17. Calcul de la consommation d'énergie :

Consommation électrique horaire réelle (KW/Hr) = (capacité du moteur + capacité de chauffage électrique + capacité du séchoir) x constante d'utilisation de l'énergie (environ 40%).

Formules pour le moulage par injection Série 3

1. Quelle est la capacité d'injection d'une machine de moulage par injection ?

Capacité d'injection = Pression d'injection (kg/cm²) × Volume d'injection (cm³) / 1000

2. Quelle est la puissance d'injection d'une machine de moulage par injection ?

Puissance d'injection PW (KW) = Pression d'injection (kg/cm²) × Débit d'injection (cm³/sec) × 9,8 × 100%

3. Quel est le taux d'injection d'une machine de moulage par injection ?

Débit d'injection V (cc/sec) = π/4 × d² × g Où :

• d² : Diamètre du canon
• g : Densité du matériau

4. Qu'est-ce que la poussée d'injection d'une machine de moulage par injection ?

Poussée d'injection F (kgf) = π/4 × (D1² - D2²) × P × 2 Où :

• D1 : Diamètre intérieur du cylindre
• D2 : Diamètre extérieur de la tige de piston
• P : Pression du système

5. Quelle est la pression d'injection d'une machine de moulage par injection ?

Pression d'injection P (kg/cm²) = [π/4 × (D1² - D2²) × P × 2] / (π/4 × d²)

6. Quelle est la capacité de plastification d'une machine de moulage par injection ?

Capacité de plastification W (g/sec) = 2,5 × (d/2,54)² × (h/2,54) × N × S × 1000 / 3600 / 2 Où :

• h : Profondeur des dents antérieures de la vis (cm)
• S : Densité du matériau

7. Qu'est-ce que la pression du système ? En quoi est-elle différente de la pression d'injection ?

La pression du système (kg/cm²) est la pression de travail la plus élevée définie dans le circuit hydraulique.

8. Qu'est-ce que la vitesse d'injection ?

Vitesse d'injection : Vitesse = Distance / Temps