Schließkraft

Die Schließkraft einer Druckgießmaschine ist die Kraft, die erforderlich ist, um die beiden Hälften der Form (Matrize) während des Einspritzens des geschmolzenen Metalls fest zusammenzuhalten. Sie ist entscheidend dafür, dass sich die Form unter dem Druck des eingespritzten geschmolzenen Metalls nicht öffnet oder „ spritzt“.

Grundformel für die Schließkraft:

Die Schließkraft (Fc) wird normalerweise nach folgender Formel berechnet:

Wobei:

• Fc = Schließkraft (in Newton, N oder Tonnen)
• P = Einspritzdruck (in Megapascal, MPa oder psi)
• A = projizierte Fläche der Form (in Quadratmillimetern, mm² oder Quadratzoll, in²)

1. Einspritzdruck (P):

• Dies ist der Druck, mit dem das geschmolzene Metall in die Form gespritzt wird.
• Typische Einspritzdrücke für den Druckguss liegen zwischen 30 MPa und 120 MPa, je nach Material und Maschine.

2.Projizierte Fläche (A):

• Die projizierte Fläche ist der Bereich des Werkstückprofils, der mit dem Formhohlraum in Kontakt ist..
• Sie wird berechnet, indem das Teil auf eine Ebene projiziert wird, die senkrecht zur Einspritzrichtung verläuft.

Bei einem zylindrischen Teil beispielsweise wäre die projizierte Fläche die Fläche des Kreises, der das Profil des Teils darstellt. Für komplexere Formen sind detailliertere geometrische Berechnungen erforderlich.

Schritte zur Berechnung der Schließkraft:

1. Bestimmen Sie die projizierte Fläche des Teils:

   • Dies kann durch Schätzung der größten Querschnittsfläche des Teils geschehen. Wenn das Teil unregelmäßig ist, müssen Sie die Fläche möglicherweise anhand einer detaillierten Zeichnung berechnen.

   Für ein einfaches kreisförmiges Teil kann die projizierte Fläche wie folgt berechnet werden:

   Dabei ist der Radius der größten Querschnittsfläche des Teils.

2. Bestimmen Sie den Einspritzdruck:

   • Prüfen Sie die Maschinenspezifikationen oder historische Produktionsdaten auf den typischerweise verwendeten Einspritzdruck.

3. Berechnen Sie die Schließkraft:

   • Multiplizieren Sie die projizierte Fläche (in mm²) mit dem Einspritzdruck (in MPa oder psi).
   • Konvertieren Sie die Einheiten nach Bedarf (wenn Sie z. B. die projizierte Fläche in mm² und den Druck in MPa angeben, wird die Klemmkraft in Newton angegeben).

Berechnungsbeispiel:

Angenommen, Sie haben ein Teil mit einer projizierten Fläche von 100 cm² (10.000 mm²) und der Einspritzdruck beträgt 60 MPa.

• Projizierte Fläche (A) = 10,000 mm²
• Einspritzdruck (P) = 60 MPa

Berechnen Sie nun die Schließkraft:

Da 1 MPa = 1 N/mm², vereinfacht sich dies zu:

Die erforderliche Schließkraft beträgt somit 600,000 N (oder 600 kN).

Zusätzliche Überlegungen:

• Sicherheitsmarge: Normalerweise wird ein Sicherheitsfaktor berücksichtigt, um sicherzustellen, dass sich die Matrize nicht unter unerwarteten Bedingungen oder Druckschwankungen öffnet. Die Sicherheitsmarge kann variieren, beträgt aber häufig das 1,5- bis 2-fache der berechneten Grundkraft.

• Material Type: Different materials (aluminum, zinc, magnesium, etc.) may require different pressures due to their varying viscosities and flow characteristics.

• Machine Specifications: Some machines may have limitations on the maximum clamping force, so it's important to choose a machine that can provide the necessary force for the part design.

Final Formula with Safety Factor:

Where the safety factor typically ranges from 1.5 to 2.