Калькулятор литья под давлением
Литьё под давлением в России
Россия входит в число крупнейших потребителей термопластавтоматов в Европе. Объём переработки пластмасс литьём под давлением в стране превышает 3,5 млн тонн в год. В отрасли работают более 5 000 предприятий -- от крупных заводов (СИБУР, Казаньоргсинтез, Нижнекамскнефтехим) до средних и малых производств по всей стране. Основные перерабатываемые полимеры: полипропилен (PP) -- около 35%, полиэтилен (PE) -- 25%, АБС, полиамид, поликарбонат. Парк оборудования включает ТПА усилием от 50 до 5000 тонн производства Haitian, Engel, KraussMaffei, Тедерик, а также отечественные разработки. Наш калькулятор охватывает основные расчёты для настройки процесса литья.
Основные этапы процесса литья:
- Пластикация: Шнек вращается и плавит гранулы полимера в цилиндре. Температура расплава зависит от материала: PP 200-280 C, ABS 220-270 C, PC 270-320 C. Время пластикации перекрывается временем охлаждения.
- Впрыск: Шнек движется поступательно и впрыскивает расплав в полость формы под давлением 50-200 МПа. Скорость впрыска 50-200 мм/с. Продолжительность 0,5-5 секунд в зависимости от объёма.
- Выдержка под давлением (подпитка): Поддержание давления для компенсации усадки при затвердевании. Давление подпитки составляет 40-80% от давления впрыска. Длительность 3-15 секунд.
- Охлаждение и извлечение: Деталь остывает до температуры извлечения (60-120 C). Форма раскрывается, толкатели выталкивают деталь. Охлаждение -- самая длительная фаза цикла (50-70% общего времени).
💡Совет технологу
При выборе ТПА запас усилия смыкания должен составлять 10-20%. Загрузка цилиндра (отношение объёма впрыска к максимальному) оптимальна в пределах 30-70%. При загрузке менее 20% расплав деградирует из-за длительного пребывания в цилиндре, а при более 80% страдает однородность пластикации.
Усилие смыкания
Площадь проекции, давление в полости, подбор тоннажа ТПА.
Впрыск
Объём впрыска, масса, диаметр шнека, загрузка цилиндра.
Охлаждение
Уравнение Фурье, толщина стенки, температуропроводность.
Себестоимость
Материал, машино-час, амортизация формы, процент брака.
Ключевые параметры литья под давлением
Основные технологические параметры, определяющие качество изделий и эффективность процесса литья термопластов.
F = P * A
Усилие смыкания (тс) -- ключевой параметр подбора термопластавтомата. Определяется произведением давления в полости формы (30-100 МПа) на площадь проекции всех гнёзд на плоскость разъёма. Недостаточное усилие приводит к раскрытию формы и образованию облоя. Стандартный ряд ТПА: 50, 80, 100, 160, 250, 400, 650, 1000, 1600, 2500, 4000 тс.
V = V_дет + V_лит + V_подуш
Объём впрыска складывается из объёма деталей во всех гнёздах, объёма литниковой системы (холодный канал 10-30%, горячий канал ~0%) и подушки (5-15%). Загрузка цилиндра должна быть 30-70% от максимального объёма впрыска. Диаметр шнека подбирается из стандартного ряда: 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100 мм.
t_цикла = t_впр + t_выд + t_охл + t_ф
Время цикла определяет производительность. Типичные значения: впрыск 0,5-5 с, подпитка 3-15 с, охлаждение 5-60 с (зависит от толщины стенки), открытие/закрытие формы 2-8 с. Охлаждение -- доминирующая фаза (50-70%). Сокращение цикла даже на 1 с даёт значительный экономический эффект при массовом производстве.
t ~ s2 / (pi2 * a)
Время охлаждения пропорционально квадрату толщины стенки. Удвоение толщины увеличивает время охлаждения в 4 раза. Температуропроводность полимеров: PP 0,096, PE 0,11, ABS 0,12, PA 0,073 мм2/с. Эффективное охлаждение формы (конформные каналы, бериллиевая бронза) сокращает цикл на 20-40%.
Оптимальное число гнёзд
Число гнёзд определяется балансом между стоимостью формы и производительностью. Стандартные варианты: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 гнезда. Диаметр литника ~ 0,5-0,7 толщины стенки. Диаметр канала ~ 1,5*s + 1,5 мм. Горячий канал экономит материал (нет литников), но увеличивает стоимость формы на 30-50%.
C = C_мат + C_маш + C_форма
Себестоимость детали складывается из материала (40-60%), машинного времени (20-35%) и амортизации формы (10-25%). Цены материалов в России: PP 130-180 руб/кг, ABS 200-280 руб/кг, PA 350-500 руб/кг, PC 400-600 руб/кг. Стоимость форм: от 500 тыс. руб. (2 гнезда) до 10+ млн руб. (многогнёздные горячеканальные).
Ключевые формулы литья под давлением
Основные расчётные соотношения для проектирования технологического процесса литья термопластов.
| Показатель | Формула |
|---|---|
| Усилие смыкания | F = P * A * n * k |
| Объём впрыска | V = n*V_дет + V_лит + V_подуш |
| Время охлаждения | t = s2/(pi2*a) * ln(4(Tm-Tw)/(pi(Te-Tw))) |
| Время цикла | T = t_впр + t_выд + t_охл + t_ф + t_выт |
| Производительность | Q = 3600/T * n |
| Себестоимость | C = C_мат + C_маш/Q + C_ф/N |
Часто задаваемые вопросы
Лиана Арифметова
Миссия: Демократизировать сложные расчеты. Превратить страх перед числами в ясность и контроль. Девиз: «Любая повторяющаяся задача заслуживает своего калькулятора».
Отказ от ответственности
Только для информационных целей. Все расчёты, результаты и данные, предоставляемые данным инструментом, носят исключительно ознакомительный и справочный характер. Они не являются профессиональной консультацией — медицинской, юридической, финансовой, инженерной или иной.
Точность результатов. Калькулятор основан на общепринятых формулах и методиках, однако фактические результаты могут отличаться в зависимости от индивидуальных условий, исходных данных и применяемых стандартов. Мы не гарантируем полноту, точность или актуальность приведённых расчётов.
Медицинские, финансовые и профессиональные решения должны приниматься исключительно на основании консультации с квалифицированными специалистами — врачом, финансовым советником, инженером или другим профессионалом в соответствующей области. Не используйте результаты данного инструмента как единственное основание для принятия важных решений.
Ограничение ответственности. Авторы и разработчики сервиса не несут никакой ответственности за прямой или косвенный ущерб, возникший в результате использования данных расчётов. Пользователь принимает на себя всю ответственность за интерпретацию и применение полученных результатов.
Похожие инструменты
Калькулятор газовых законов
Расчёт параметров газа по уравнению идеального газа PV=nRT, законам Бойля-Мариотта, Шарля, Гей-Люссака. Конвертация единиц давления и объёма.
Калькулятор радиоастрономии
Преобразование координат (Az/Alt ↔ RA/Dec) и расчёт эффекта Доплера для спектральных линий HI и OH.
Калькулятор темпа бега и сплитов
Рассчитайте pace (мин/км), скорость (км/ч), время финиша и сплиты по километрам. Для любых дистанций от 1 км до марафона.
Калькулятор денежного потока (Cash Flow)
Рассчитайте операционный, инвестиционный и финансовый денежные потоки. Анализ FCF, OCF и чистого денежного потока для бизнеса.
Калькулятор гистологии
Подсчёт клеток, митотический индекс, Ki-67, время фиксации, протоколы окраски H&E, разведение антител, типы тканей.
Калькулятор транспортной инженерии: пропускная способность, светофор и дорожная одежда
Расчёты транспортной инженерии: пропускная способность дороги, дорожная одежда (ОДН 218), цикл светофора (Вебстер), тормозной путь, вираж.
Калькулятор загрузки грузовика и развесовки по осям
Рассчитайте нагрузки на оси и центр тяжести (CoG) грузовика. Визуализация расположения груза и проверка перегруза.
Калькулятор блокчейна
Расчёты блокчейна: майнинг, размер цепи, газ/комиссии, стейкинг, консенсус, токеномика
Калькулятор Data Warehouse: хранилище, запросы, схема, партиции, стоимость, SCD
Комплексный калькулятор хранилища данных (DWH). Оценка размера факт- и измерительных таблиц, производительность запросов, сравнение Star и Snowflake схем, стратегия партиционирования, стоимость BigQuery/Redshift/Snowflake/ClickHouse/Yandex, SCD Type 1/2/3.
Калькулятор точного земледелия
Расчёт норм внесения удобрений, высева, СЗР и экономии ресурсов при дифференцированном подходе. ROI от GPS, дронов и датчиков.
Калькулятор лестницы
Высота и глубина ступеней, угол наклона и длина косоура. Формула Блонделя. Нормы СНиП и ГОСТ.
Калькулятор кредитного рейтинга (скоринг) и истории
Бесплатный расчет кредитного рейтинга и оценка шансов на кредит. Анализ факторов (просрочки, нагрузка). Рекомендации по улучшению истории.
Калькулятор фармацевтического производства
Расчёты фармпроизводства: таблетирование, растворение, стабильность, чистые помещения, валидация
Калькулятор шифров и кодов: Base32, Base58, Bcrypt, хэш
Универсальный криптографический калькулятор. Кодирование Base32/Base58, генератор и проверка Bcrypt, вычисление хэшей MD5, SHA-1, SHA-256.
Калькулятор надёжности
Расчёты надёжности: Вейбулл, системная надёжность, испытания, анализ отказов, резервирование