Spring til indhold

Sprøjtestøbning: afkølingstid

Hvor længe skal emnet køle i formen, før det kan udstødes?

Svar: Køletiden er den enkeltfaktor, der oftest dominerer cyklustiden ved sprøjtestøbning, og den vokser med kvadratet på godstykkelsen. Den klassiske plade-køleformel fra sprøjtestøbningsteorien sammenholder godstykkelse, materialets termiske diffusivitet samt smelte-, form- og udstødningstemperatur. Du indtaster disse værdier (aflæs diffusiviteten i materialets datablad/Moldflow-data — typisk 0,08–0,15 mm²/s for de fleste termoplaster), og får den beregnede køletid.

Formel

t_køl = (s² / (π² × α)) × ln[(4/π) × (T_smelte − T_form) / (T_udstød − T_form)]

s = godstykkelse, α = termisk diffusivitet — den klassiske pladekøle-ligning fra sprøjtestøbningsteori (Menges/Michaeli), som ligger til grund for de fleste industrielle køletids-tommelfingerregler

Køletiden vokser med kvadratet på godstykkelsen: dobbelt så tykt gods giver ca. 4× så lang køletid

Symboler og enheder i formlen
SymbolBetydningEnhed
godstykkelseMaksimal godstykkelsemm
diffusivitetTermisk diffusivitetmm2/s
smeltetempSmeltetemperatur°C
formtempFormtemperatur°C
udstoedningstempUdstødningstemperatur (varmeafbøjning)°C
=Afkølingstids
=Afkølingstid i minuttermin

Gyldighed og kilde

Kilde
Sprøjtestøbningsteori (Menges/Michaeli-køletidsligning)

Gælder ikke når

  • Formlen forudsætter konstante materialeegenskaber og ensrettet køling gennem en plan plade — den er en god ingeniørmæssig tilnærmelse, men reel køletid afhænger også af køle­kanal­layout, formtemperatur-styring og materialets krystallinitet. Brug altid procesdata fra maskinen/Moldflow som facit ved produktion.

Regneeksempel

Beregnerens egne standardværdier sat ind. Tallene er regnet med præcis den formel værktøjet bruger.

Sat ind

  • Maksimal godstykkelse3 mm
  • Termisk diffusivitet0,10 mm2/s
  • Smeltetemperatur230 °C
  • Formtemperatur40 °C
  • Udstødningstemperatur (varmeafbøjning)90 °C

Giver

  • Afkølingstid14,4 s
  • Afkølingstid i minutter0,24 min

Selve beregneren er låst

Opret en gratis bruger for at låse op for alle artikler, beregnere, skabeloner og sortiment — og få adgang til quizzer og klasser. Det tager under et minut: navn, email og en adgangskode. Intet betalingskort.

Vil du prøve noget først? Se hvad du kan bruge uden konto — junior-zonen, leksikonet, videoerne og mere.

Sådan bruger du den

Køletiden er normalt den største del af cyklustiden ved sprøjtestøbning, og den vokser med godstykkelsen i anden potens. Du regner den, når et nyt emne skal startes op, når du vil vurdere en ændring af formtemperaturen, eller når en kunde spørger, hvad en tykkere væg betyder for prisen.

Trin for trin

  1. Find emnets største godstykkelse.
  2. Find materialets termiske diffusivitet i datablad eller Moldflow-data.
  3. Skriv smelte-, form- og udstødningstemperatur fra procesvinduet i databladet.
  4. Læs køletiden, og brug den som startværdi i maskinen.

Typiske fejl

  • At bruge gennemsnitlig godstykkelse. Det tykkeste sted bestemmer køletiden.
  • At sætte udstødningstemperaturen for højt, så emnet slår sig efter udstødning.
  • At sænke formtemperaturen for at spare tid uden at tjekke overflade og indre spændinger.

Eksempler fra hverdagen

Hus med 3 mm gods

Et hus i PP med 3 mm gods støbes ved 230 °C smelte og 40 °C form og kan udstødes ved 90 °C.

Maksimal godstykkelse
3 mm
Termisk diffusivitet
0,1 mm2/s
Smeltetemperatur
230 °C
Formtemperatur
40 °C
Udstødningstemperatur (varmeafbøjning)
90 °C

Det betyder: Køletiden er ca. 14,4 s, eller 0,24 min. Det er den, der bestemmer cyklustiden.

Tyndvægget låg i ABS

Et låg i ABS har 1,5 mm gods. Smelten er 240 °C, formen 60 °C, og emnet kan udstødes ved 85 °C.

Maksimal godstykkelse
1,5 mm
Termisk diffusivitet
0,1 mm2/s
Smeltetemperatur
240 °C
Formtemperatur
60 °C
Udstødningstemperatur (varmeafbøjning)
85 °C

Det betyder: Køletiden er kun ca. 5,1 s. Det er det tynde gods, der gør den kort: halv godstykkelse giver alene ca. en fjerdedel af køletiden.

Tommelfingerregel

Køletiden i sekunder er ca. 1,5-2 × godstykkelsen i mm i anden potens (3 mm ≈ 13-18 s).

Sådan tjekker du svaret

Dobbelt godstykkelse skal give ca. fire gange så lang køletid. Prøv det i beregneren.