Como calcular a força de fixação para moldagem por compressão SMC

1. Fórmula de força de fixação SMC: da pressão à tonelagem da prensa

Na moldagem por compressão SMC, o termo força de aperto é frequentemente usado quando se discute a tonelagem da máquina. Tecnicamente, a prensa hidráulica gera a força de moldagem necessária para comprimir, fluir, consolidar e curar a carga SMC dentro do molde.

Cálculo Métrico

Quando a área projetada é expressa em mm²:

Quando a área é medida em cm²:

Para converter kN em tonelada-força métrica:

Cálculo Imperial

Por exemplo, se a área projetada for 2.000 pol² e a pressão de moldagem é 1.000psi :

Qual pressão de moldagem deve ser usada para SMC?

Não existe uma pressão de moldagem SMC universal que funcione para todos os componentes. A formulação do material, o conteúdo de fibra de vidro, a cobertura de carga, o comprimento do fluxo, a temperatura do molde, a velocidade de fechamento, as nervuras, a geometria de estampagem profunda e os requisitos de superfície podem afetar os requisitos reais de pressão.

Adicione uma margem de capacidade de engenharia

A força calculada representa um requisito teórico de moldagem. Geralmente é indesejável operar uma prensa de produção continuamente em sua capacidade nominal absoluta.

Uma margem de engenharia preliminar de aproximadamente 15–30% pode ser avaliado de acordo com:

• Variação de lote de material SMC
• Variação de posicionamento de carga
• Complexidade do molde
• Sensibilidade do flash
• Carregamento irregular da cavidade
• Otimização futura de processos
• Pressão necessária sob condições difíceis de enchimento

2. Como calcular a área projetada para uma peça SMC

A fórmula em si é simples. Determinando A, a área projetada , é onde muitos cálculos de tonelagem de prensagem erram.

Peça Retangular Simples

Considere um gabinete elétrico SMC com dimensões projetadas de:

• Comprimento: 500mm
• Largura: 400mm

Peças SMC irregulares

Para componentes irregulares, a obtenção da área projetada do modelo CAD é normalmente o método preferido.

O método do retângulo delimitador é útil para estimativas preliminares rápidas, mas normalmente é conservador porque inclui áreas que podem não ser realmente moldadas.

Os buracos devem ser subtraídos?

Uma região genuinamente aberta onde nenhuma pressão de moldagem atua normalmente pode ser excluída da área efetiva projetada.

Muitas vezes podem ser deixados pequenos buracos em cálculos preliminares porque o seu efeito na tonelagem total é limitado e, ao fazê-lo, obtém-se uma estimativa conservadora.

E quanto a costelas e chefes?

Não adicione automaticamente a área de superfície vertical completa de cada costela. O cálculo da força permanece baseado na área projetada na direção de fechamento da prensa.

No entanto, nervuras finas, saliências, características profundas e caminhos de fluxo longos podem aumentar a resistência ao fluxo de material. A sua influência pode, portanto, aparecer principalmente na necessidade pressão de moldagem , em vez de aumentar dramaticamente a área projectada.

Moldes SMC Multicavidades

Se um molde de quatro cavidades contém quatro cavidades com área projetada de 600cm² cada:

3. Convertendo Força Calculada em Tonelagem de Prensa SMC

Suponha que o cálculo teórico forneça uma força necessária de 1.200 toneladas .

Usando uma reserva de engenharia de 20%:

Um padrão Prensa hidráulica SMC de 1.500 toneladas pode, portanto, ser uma seleção preliminar mais apropriada do que uma máquina avaliada exatamente em 1.200 toneladas.

A capacidade da impressora é apenas a primeira verificação

Uma vez calculada a tonelagem necessária, os seguintes parâmetros da prensa também devem ser verificados:

• Capacidade nominal da prensa
• Dimensões utilizáveis da placa
• Dimensões máximas do molde
• Máxima luz do dia
• Curso de trabalho
• Altura de instalação do molde
• Força e curso do ejetor
• Paralelismo de placa
• Rigidez da placa
• Carregamento excêntrico permitido
• Velocidades de fechamento e pressão
• Interfaces do sistema de aquecimento
• Requisitos de vácuo ou ventilação

Por que a deflexão da placa é importante

Uma máquina pode tecnicamente fornecer força nominal suficiente e ainda produzir pressão de contato desigual se a placa dobrar excessivamente sob carga.

Em moldes SMC de grandes áreas ou multicavidades, a deflexão excessiva da placa pode contribuir para:

• Espessura irregular da peça
• Flash localizado
• Preenchimento incompleto
• Qualidade de superfície inconsistente
• Desgaste prematuro do molde

4. Três exemplos de cálculo de força de fixação SMC

5. Por que a força real de pressão do SMC pode diferir do cálculo

A equação F = P × A define a relação teórica entre pressão e força, mas não prevê todos os aspectos do fluxo SMC.

O comportamento real da moldagem pode mudar com:

• Formulação de materiais
• Conteúdo de fibra de vidro
• Maturação material
• Cobertura de cobrança
• Número de camadas empilhadas
• Posição de carga
• Temperatura do molde
• Velocidade de fechamento
• Comprimento do fluxo
• Geometria de nervuras e saliências
• Recursos de desenho profundo
• Requisitos de acabamento superficial

Perfil de pressão durante o ciclo SMC

A força máxima necessária está intimamente relacionada com os requisitos de enchimento e consolidação. A reação de cura, a expansão térmica e a contração da resina podem influenciar a estabilidade dimensional e as condições de contato com o molde.

No entanto, o perfil de pressão deve ser determinado através de testes de processo, em vez de assumir que a retração de cura requer automaticamente uma curva de redução de pressão específica.

Para componentes difíceis, as medições reais de pressão e temperatura podem ajudar os engenheiros a otimizar a velocidade de fechamento, o aumento de pressão, as condições de retenção e o tempo de cura.

6. Solução de problemas de SMC relacionados à força de prensagem

O aumento da tonelagem da prensa não deve ser a resposta automática a todos os defeitos de moldagem da SMC. A tabela a seguir pode ser usada como referência inicial para solução de problemas.

Referência de conversão rápida de unidades

Perguntas frequentes