Цикъл на шприцоване – Инженерен наръчник 2026

Въведение в изчисляването на времето на цикъл

Изчисляването на времето на цикъл е основата на икономиката при леене под налягане. Този критичен параметър определя производителния ви капацитет, разходите за производство и използването на оборудването. Независимо дали сте конструктор на форми, който оценява възвръщаемостта на проекта, или ръководител на производство, който оптимизира съществуващите процеси, точното прогнозиране на времето на цикъл спестява хиляди разходи за разработка и осигурява рентабилно производство.

В този изчерпателен наръчник ние разглобяваме пълната инженерна формула за време на цикъл при леене под налягане на пластмаси, включително уравненията за време на охлаждане, изчисленията за запълване и стратегиите за оптимизация. Ние предоставяме математическата основа за прогнозиране на производствените скорости преди рязане на стомана, с конкретни примери и данни за производителността на машините Tederic.

Четирите фази на цикъла при леене под налягане

Всеки цикъл при леене под налягане се състои от четири последователни фази, всяка от които допринася за общото време на цикъл:

1. Фаза на запълване (леене под налягане)

Разтопеният пластмасов материал се впръсква в кухината на формата под високо налягане и скорост.

2. Фаза на пакетиране (пакетиране/задържане)

Допълнителен материал се пакетира във формата, за да се компенсира свиването при охлаждане на пластмасата.

3. Фаза на охлаждане

Пластмасата се втвърдява във формата, обикновено най-дългата фаза (60-80% от общото време на цикъл).

4. Фаза на движение на формата

Формата се отваря, изделието се изтласква и формата се затваря за следващия цикъл.

Разбирането на приноса на всяка фаза е от съществено значение за точно изчисляване на времето на цикъл и оптимизация.

Уравнението за време на охлаждане

Времето на охлаждане обикновено е доминиращият фактор във времето на цикъл при леене под налягане на пластмаси, често съставляващ 70-80% от общата продължителност на цикъла. Уравнението за време на охлаждане произтича от основите на преноса на топлина:

t_охлаждане = (h²/π²α) × ln(конст × (T_топене - T_форма)/(T_изтласкване - T_форма))

Където:

• t_охлаждане = Време на охлаждане (секунди)
• h = Дебелина на стената (мм)
• α = Температурна дифузност (мм²/с)
• T_топене = Температура на топене (°C)
• T_форма = Температура на формата (°C)
• T_изтласкване = Температура на изтласкване (°C)

Опростена инженерна формула

За практични изчисления инженерите често използват опростената форма:

t_охлаждане = (дебелина_стена)² × фактор_материал × фактор_ΔT

Където:

• Дебелина на стената в мм
• Фактор материал: PP = 0.8-1.0, ABS = 1.0-1.2, PC = 1.5-2.0
• Фактор ΔT: Въз основа на температурната разлика

Пример за изчисление

За изделие от полиpropylен с дебелина 2 мм:

Температура на топене: 220°C, Температура на форма: 60°C, Температура на изтласкване: 100°C

t_охлаждане = (2)² × 0.9 × 1.2 = 4.32 секунди

Изчисляване на времето за запълване при леене под налягане

Времето за запълване зависи от скоростта на леене, обема на изстрела и геометрията на изделието. Формулата е:

t_запълване = (Обем_изстрел)/(Скорост_леене)

Където:

• Обем_изстрел = Обем на изделието + обем на разпределителния канал (см³)
• Скорост_леене = Напречно сечение × скорост на запълване (см³/с)

Разширена формула за време на запълване

Взема предвид дължината на потока и вискозитета:

t_запълване = (L × h × w × ρ)/(Q × корекция_вискозитет)

Където:

• L = Дължина на потока (cm)
• h, w = Размери на канала (cm)
• ρ = Плътност (g/cm³)
• Q = Обемен дебит (cm³/s)
• корекция_вискозитет = Фактор за корекция на вискозитета

Предимство на високоскоростното леене Tederic

Машините от серия DE Tederic достигат скорости на запълване до 500 mm/s, намалявайки времената за запълване до 0.5-2 секунди за типични изделия.

Време за пакетиране и задържане

Времето за пакетиране се определя от времето за втвърдяване на леярския канал и изискванията за налягане:

t_пакетиране = Време_втвърдяване_канал + Резерв_сигурност

Формула за време на втвърдяване на канала

t_втвърдяване = (Дебелина_канал)² × k / α

Където:

• k = Фактор на топлопроводност
• α = Температурна дифузност

Профил на налягане при пакетиране

Типичен профил на пакетиране:

• Първоначално пакетиране: 80-90% от налягането на леене (0.5-2 секунди)
• Второ пакетиране: 50-70% от налягането на леене (2-5 секунди)
• Задържане: 20-40% от налягането на леене до втвърдяване на канала

Време за отваряне и затваряне на формата

Времето за движение на формата зависи от теглото на формата, спецификациите на машината и хода на повдигане:

t_отваряне/затваряне = (Ход_повдигане)/(Скорост_отваряне) + Време_ускорение

Типични времена

Размер на машината	Време отваряне	Време затваряне	Време изтласкване
50-100 тона	0.8-1.2s	0.6-1.0s	0.3-0.5s
100-300 тона	1.0-1.5s	0.8-1.2s	0.4-0.6s
300-1000 тона	1.5-2.5s	1.2-2.0s	0.5-0.8s

Предимство на електрическия превключвател Tederic

Електрическите превключватели TT Tederic постигат времена за отваряне/затваряне с 30-50% по-бързи от хидравличните системи с точност на позициониране ±0.01мм.

Значението на времето на сух цикъл

Времето на сух цикъл е минималното теоретично време на цикъл без изисквания за охлаждане. Това е критична спецификация на машината:

Сух_цикъл = t_запълване + t_пакетиране + t_отваряне + t_затваряне + t_изтласкване

Отраслови стандарти

Приложение	Типичен сух цикъл	Производствен цикъл	Ефективност
Тънкостенна опаковка	2-3s	8-12s	25-35%
Общо предназначение	3-5s	15-30s	15-25%
Големи технически изделия	5-8s	45-90s	8-15%

Избор на машина въз основа на сух цикъл

Избирайте машини, където времето на сух цикъл съставлява 20-30% от общия производствен цикъл за оптимална ефективност.

Пълната формула за време на цикъл

Пълното изчисление на времето на цикъл комбинира всички фази:

Пълно_време_цикъл = t_запълване + t_пакетиране + t_охлаждане + t_отваряне + t_затваряне + t_изтласкване

Комплексна формула

Време_цикъл = MAX(t_охлаждане, t_други) + t_машина

Където:

• t_охлаждане = Време на охлаждане (обикновено тесното място)
• t_други = Сумата от времената за запълване, пакетиране и движение
• t_машина = Времена, зависещи от машината

Изчисление на производствена производителност

Изделия_на_час = 3600 / Време_цикъл

Дневно_производство = (Изделия_на_час) × (Часове_на_смяна) × (Ефективност)

Пример за пълно изчисление

За изделие от PP с дебелина 2 мм със следните параметри:

• t_запълване = 1.5s
• t_пакетиране = 3.0s
• t_охлаждане = 25.0s
• t_отваряне/затваряне/изтласкване = 2.5s

Пълен_цикъл = 1.5 + 3.0 + 25.0 + 2.5 = 32.0 секунди

Производителност = 3600/32 = 112.5 изделия/час

Стратегии за оптимизация на времето на цикъл

Ефективната оптимизация на времето на цикъл изисква систематичен подход към всяка фаза:

1. Оптимизация на времето на охлаждане

• Конформни канали за охлаждане намаляват времето на охлаждане с 30-50%
• Оптимизирайте температурата на формата за баланс между скоростта на охлаждане и времето на цикъл
• Използвайте материали за форми с висока проводимост (медни сплави)
• Приложете активни системи за охлаждане с контрол на температурата

2. Оптимизация на времето за запълване

• Увеличете скоростта на леене при запазване на качеството
• Оптимизирайте дизайна на леярския канал за по-добър поток
• Използвайте системи с горещи канали за намаляване на вискозитета
• Приложете каскадно леене за форми с множество кухини

3. Оптимизация на машината

• Изберете електрически машини за по-бързи движения
• Оптимизирайте силата на затягане за намаляване на времето за затваряне
• Използвайте серво-хидравлика за прецизен контрол
• Приложете паралелни движения където е възможно

4. Оптимизация на дизайна на изделието

• Минимизирайте вариацията в дебелината на стената
• Оптимизирайте дизайна на ребрата и съединенията за равномерно охлаждане
• Проектирайте за обработваемост с оглед на потока
• Използвайте семейни форми за амортизиране на времето на цикъл

Предимства на електрическите превключватели Tederic

Машините Tederic са специално проектирани за оптимизация на времето на цикъл:

Характеристики на серия TT електрически превключвател

• Бързи движения на формата: Отваряне/затваряне с 30% по-бързи от хидравличните
• Прецизно позициониране: Точност ±0.01мм за последователни цикли
• Възстановяване на енергия: Регенеративно спиране намалява консумацията на енергия
• Ниска поддръжка: Няма смяна на хидравлично масло или изтичания

Предимства на серия DE напълно електрически

• Ултра-бързо леене: Скорости на запълване до 500 mm/s
• Паралелна обработка: Отваряне на форма по време на възстановяване на шнека
• Тиха работа: Подходяща за среди на чисти стаи
• Топлинна стабилност: По-добра последователност на процеса

Сравнение на производителността

Параметър	Tederic Електрически	Хидравличен Стандартен	Подобрение
Време на сух цикъл	2.5-4.0s	3.5-6.0s	25-35%
Консумация на енергия	0.3-0.5 kWh/kg	0.6-0.9 kWh/kg	40-50%
Повторяемост	±0.01mm	±0.1mm	10 пъти по-добра

Икономическото влияние на времето на цикъл

Времето на цикъл пряко влияе върху икономиката на производството:

Изчисление на разходите

Часови_разходи_за_производство = (Труд + Оборудване + Материал) / Скорост_на_производителност

ROI намаляване на времето на цикъл

Намаляване на времето на цикъл с 2 секунди в цикъл от 30 секунди:

• Увеличение на производството: 6.7% (от 120 до 128 изделия/час)
• Годишни икономии: Зависят от стойността на изделието и обема
• Типичен ROI: 6-12 месеца за проекти за оптимизация на цикъл

Отраслови стандарти

Отрасъл	Типично време на цикъл	Изделия/час	Световно ниво
Тънкостенна опаковка	5-8s	450-720	3-5s цикъл
Автомобилни компоненти	30-60s	60-120	20-40s цикъл
Технически изделия	45-120s	30-80	30-90s цикъл

Планиране на капацитета

Годишен_капацитет = (Изделия/час) × (Часове/смяна) × (Смени/ден) × (Работни_дни) × (Ефективност)

Където ефективността отчита престоите, времената за настройка и проблемите с качеството.

Заключение и ключови формули

Овладяването на изчисляването на времето на цикъл при леене под налягане на пластмаси е необходимо за рентабилно производство. Най-важните формули за запомняне:

Основни формули

• Време на охлаждане: t_охлаждане = (h²/π²α) × ln(конст × (T_топене - T_форма)/(T_изтласкване - T_форма))
• Време на запълване: t_запълване = (Обем_изстрел)/(Скорост_леене)
• Пълен цикъл: Време_цикъл = t_запълване + t_пакетиране + t_охлаждане + t_отваряне + t_затваряне + t_изтласкване
• Скорост на производство: Изделия/час = 3600 / Време_цикъл

Приоритети за оптимизация

1. Намаляване на времето на охлаждане (обикновено 70-80% от времето на цикъл)
2. Оптимизация на скоростта на машината (електрическа vs хидравлична)
3. Дизайн на изделието за обработваемост
4. Оптимизация на параметрите на процеса

Предимства на Tederic

• Системи за електрически превключватели: движенията на формата с 30-50% по-бързи
• Високоскоростно леене: скорости на запълване до 500 mm/s
• Паралелна обработка: множество операции едновременно
• Енергийна ефективност: консумация с 40-50% по-ниска

Точното изчисляване на времето на цикъл позволява информирани решения относно дизайна на формата, избора на машина и оптимизацията на процеса. Използвайте тези формули със симулация на потока на формата за най-точните прогнози.

За подробен анализ на времето на цикъл и препоръки за машини Tederic, свържете се с нашия екип от инженери. Ние можем да оптимизираме вашите процеси за максимална производителност и рентабилност.

See also our articles on Injection molding clamping force, Masterbatch dosing – LDR & mixing guide 2026, and AI-powered predictive maintenance.