Пошаговый разбор: расчёт усилия смыкания и объёма впрыска, выбор серии TH, TE II или TM II, дополнительные параметры и чек-лист покупателя. Формулы, таблицы и рекомендации технолога TOPSTAR CMT.
На этой странице:
Ошибка при выборе термопластавтомата обходится дорого. Недостаточный тоннаж — машина не сможет производить изделие. Избыточный — нестабильное дозирование и перерасход энергии. Неправильный тип привода — лишние затраты на обслуживание или невозможность работы в чистом помещении. Этот гайд даёт пошаговый алгоритм выбора с формулами, таблицами и чек-листом — чтобы решение было инженерным, а не интуитивным.
Выбор термопластавтомата определяется четырьмя последовательными шагами: расчёт усилия смыкания → подбор объёма впрыска → выбор типа привода (серии) → оценка дополнительных параметров и TCO. Пропуск любого из шагов или изменение их порядка — типичная ошибка, ведущая к неправильному решению.
Гайд применим к любому производству: упаковка, медицина, автомобилестроение, техническое литьё, бытовые товары. В конце — чек-лист из 12 пунктов, который можно использовать при переговорах с поставщиком. Если после изучения гайда остаются вопросы — наши технологи проведут бесплатный расчёт под ваше изделие: оставьте заявку.
1Шаг 1: Расчёт усилия смыкания (тоннажа)
Усилие смыкания — главная силовая характеристика ТПА. Именно оно определяет «тоннаж» машины. Усилие должно превышать давление расплава, которое стремится раздвинуть форму при впрыске — иначе форма приоткроется и появится облой.
Формула расчёта усилия смыкания
Базовая формула:
F (тонн) = S (см²) × P (МПа) / 10
где S — площадь проекции изделия + литниковая система (см²), P — давление впрыска (МПа)
Практический пример: изделие с площадью проекции 200 см², давление впрыска 40 МПа → F = 200 × 40 / 10 = 800 тонн. Выбираем машину с запасом 20% → тоннаж 900–1000 т. Для многогнёздной формы учитывается суммарная проекция всех гнёзд и литников.
| Тип изделия | Типичное давление впрыска (МПа) | Поправочный коэффициент | Пример |
|---|---|---|---|
| Тонкостенная упаковка (ПП, ПЭ) | 30–50 МПа | 1,0 | Стаканы, крышки, контейнеры |
| Технические детали (АБС, PA) | 60–100 МПа | 1,0–1,2 | Корпуса, шестерни, разъёмы |
| Армированные пластики (PA+GF, PP+GF) | 80–120 МПа | 1,3–1,5 | Автодетали, несущие корпуса |
| Тонкостенные технические детали | 100–140 МПа | 1,2–1,4 | Корпуса электроники, оптика |
| Крупногабаритные изделия (ПП, ПЭ) | 20–40 МПа | 1,0 | Паллеты, мусорные контейнеры, ящики |
Ориентировочный тоннаж по типу изделия
| Изделие | Масса изделия | Площадь проекции | Рекомендуемый тоннаж | Серия TOPSTAR |
|---|---|---|---|---|
| Крышка ПЭТ-бутылки | 2–5 г | 5–10 см² | 50–130 т (многогнёздная) | TH 130 т |
| Стакан 200 мл тонкостенный | 8–15 г | 40–60 см² | 130–200 т | TH 160–200 т |
| Контейнер 1 л (ПП) | 50–80 г | 100–150 см² | 200–350 т | TH 250–350 т |
| Корпус электроинструмента (АБС) | 200–400 г | 200–350 см² | 300–600 т | TH 400–600 т |
| Медицинский шприц 5 мл | 3–5 г | 10–20 см² (16-гнёздная) | 160–250 т | TE II 200 т |
| Бампер автомобиля (PP+GF) | 3–6 кг | 1 500–2 500 см² | 800–2000 т | TH 1000–2000 т |
| Мусорный контейнер 240 л | 10–14 кг | 4 000–6 000 см² | 1 500–2 500 т | TH 1600–2500 т |
Запас тоннажа 20–30% — обязателен. Работа машины на 90–100% от максимального усилия смыкания приводит к ускоренному износу плит, тяг и узла смыкания. Оптимальная рабочая нагрузка — 70–80% от паспортного усилия. Для армированных пластиков (PA+GF, PP+GF) применяйте коэффициент 1,3–1,5 к базовому расчёту.
2Шаг 2: Подбор объёма впрыска
Объём впрыска (в см³) — максимальное количество расплава, которое шнек подаёт за один ход. Это второй по важности параметр после тоннажа. Неправильный объём впрыска делает машину непригодной для изделия — даже при правильно выбранном тоннаже.
Формула расчёта объёма впрыска
V (см³) = M (г) / ρ (г/см³)
где M — суммарная масса изделий + литник за один цикл (г), ρ — плотность расплава материала (г/см³)
Полученный объём должен составлять 20–80% от паспортного объёма впрыска выбранной машины. Это критическое правило — нарушение в любую сторону ведёт к проблемам.
| Коэффициент использования объёма | Что происходит | Вывод |
|---|---|---|
| Менее 20% | Расплав долго находится в цилиндре при высокой температуре — деструкция материала, нестабильное дозирование, нагар в шнеке | Машина велика |
| 20–40% | Нижняя граница нормы — допустимо, но лучше рассмотреть меньший объём впрыска или многогнёздную форму | Допустимо |
| 40–70% | Оптимальный диапазон — стабильное дозирование, нормальное время пластикации, хорошая повторяемость | Оптимально |
| 70–80% | Верхняя граница нормы — допустимо при стабильных параметрах материала | Допустимо |
| Более 80% | Риск недолива, нестабильного давления, шнек не успевает подготовить следующую дозу | Машина мала |
Плотность расплава основных термопластов
| Материал | Плотность в твёрдом виде (г/см³) | Плотность расплава (г/см³) | Коэффициент пересчёта |
|---|---|---|---|
| ПП (полипропилен) | 0,90–0,91 | 0,72–0,75 | 0,80 |
| ПЭ высокой плотности (HDPE) | 0,94–0,97 | 0,75–0,80 | 0,82 |
| АБС-пластик | 1,03–1,06 | 0,95–1,00 | 0,94 |
| PA6 (полиамид) | 1,12–1,14 | 0,95–1,00 | 0,87 |
| PC (поликарбонат) | 1,19–1,22 | 1,05–1,10 | 0,89 |
| ПЭТ | 1,33–1,38 | 1,15–1,20 | 0,87 |
Практический пример: изделие из ПП массой 80 г + литник 15 г = 95 г суммарной дозы. Плотность расплава ПП 0,73 г/см³. Объём впрыска: 95 / 0,73 = 130 см³. Это должно составлять 40–70% от паспортного объёма → ищем машину с объёмом впрыска 185–325 см³. Для четырёхгнёздной формы умножьте на 4: 520–1300 см³.
3Шаг 3: Выбор серии — TH, TE II или TM II
После определения тоннажа и объёма впрыска выбирается тип привода. Это конструктивный параметр машины — изменить тип привода после покупки невозможно. Выбор зависит от отрасли, требований к чистоте производства, интенсивности работы и бюджета.
| Характеристика | TH — гидравлика | TE II — электрика | TM II — КРМ |
|---|---|---|---|
| Диапазон тоннажа | 130–2800 т | 90–460 т | 90–470 т |
| Энергопотребление | Базовый уровень | −30–60% | −15–25% |
| Точность повторения | ±0,3% | ±0,1% | ±0,2% |
| Скорость впрыска (макс.) | до 300 мм/с (с аккум.) | до 200 мм/с | до 250 мм/с |
| Уровень шума | 55–70 дБ | 42–50 дБ | 50–65 дБ |
| Гидравлическое масло | Требуется | Не требуется | Меньший объём |
| Стоимость покупки | Базовая | +20–40% | Сопоставима с TH |
| Крупнотоннажное литьё (>1000 т) | До 2800 т | Нет | Нет |
| Чистые помещения ISO 7–8 | Ограниченно | Оптимально | Ограниченно |
| Скорость смыкания | Средняя | Высокая | Очень высокая |
| Окупаемость доплаты vs TH | — | 2–4 года (3 смены) | Сразу (паритет цены) |
Матрица выбора серии по отраслям
| Задача / отрасль | Рекомендуемая серия | Ключевой критерий выбора |
|---|---|---|
| Первый ТПА, ограниченный бюджет | TH | Ниже инвестиции, шире применение, проще обслуживание |
| Тонкостенная упаковка (цикл <5 с) | TH + аккумулятор | Скорость впрыска до 300 мм/с обеспечивает только TH с аккум. |
| Медицина, фармацевтика, чистые помещения | TE II | Нет масла, точность ±0,1%, шум 42–50 дБ, ISO 7–8 |
| Крупнотоннажное литьё (>500 т) | TH | Только TH покрывает диапазон до 2800 т |
| Высокоскоростное техническое литьё | TM II | Высокая скорость смыкания КРМ сокращает цикл |
| Электроника, оптика, точные изделия | TE II | Точность ±0,1%, до 20 ступеней профиля впрыска |
| Мебельная фурнитура, технические корпуса | TM II или TH | Баланс скорости цикла и универсальности |
| Приоритет — экономия электроэнергии | TE II | −30–60% потребления, окупаемость 2–4 года при 3 сменах |
| Автомобилестроение (PA+GF, PP+GF) | TH 500–2800 т | Высокое усилие, стабильность при работе с армированными пластиками |
⚡Скорость впрыска: когда нужен аккумулятор
Скорость впрыска — критический параметр для тонкостенных изделий. Расплав должен заполнить полость формы до того, как начнёт застывать у холодных стенок. Если скорости не хватает — возникает недолив. Стандартный гидравлический ТПА развивает 80–150 мм/с. Для тонкостенной упаковки этого недостаточно.
| Тип изделия | Толщина стенки | Требуемая скорость впрыска | Решение |
|---|---|---|---|
| Крышка флакона | 1,5–2,5 мм | 80–120 мм/с | Стандартный TH |
| Технический корпус | 2,0–4,0 мм | 60–100 мм/с | Стандартный TH или TM II |
| Контейнер пищевой 0,5 л | 0,8–1,2 мм | 150–250 мм/с | TH + аккумулятор |
| Стакан 200 мл тонкостенный | 0,4–0,6 мм | 250–350 мм/с | TH + аккумулятор обязателен |
| Крышка контейнера | 0,6–1,0 мм | 200–300 мм/с | TH + аккумулятор |
| Медицинский шприц | 0,5–0,8 мм | 150–200 мм/с | TE II или TH + аккум. |
Гидроаккумулятор — опция для серии TH, которая обеспечивает мгновенную подачу большого объёма масла при впрыске. Позволяет достичь скорости впрыска до 300 мм/с. Необходим при производстве тонкостенных изделий с толщиной стенки менее 1,5 мм. Подробнее о применении — на странице ТПА для упаковки.
⚙Дополнительные параметры при выборе ТПА
После определения тоннажа, объёма впрыска и серии проверяются дополнительные параметры, которые влияют на совместимость машины с конкретной пресс-формой и производственными условиями.
| Параметр | На что влияет | Как проверить совместимость |
|---|---|---|
| Расстояние между колоннами (просвет) | Определяет максимальные габариты пресс-формы, которая помещается между колоннами | Ширина и высота формы должны быть меньше просвета минус 20–30 мм с каждой стороны |
| Минимальная высота формы | Форма не должна быть тоньше минимально допустимого значения — иначе плита не сомкнётся правильно | Высота формы ≥ минимальной высоты формы по паспорту ТПА |
| Ход подвижной плиты | Определяет максимальную высоту извлечения изделия — для глубоких изделий нужен увеличенный ход | Ход ≥ высота изделия × 2 + запас 50–100 мм |
| Диаметр и ход выталкивателя | Совместимость с расположением и диаметром отверстий под толкатели в пресс-форме | Проверить соответствие диаметра фланца выталкивателя |
| Диаметр центрирующего кольца | Центрирование пресс-формы на неподвижной плите — стандарт обычно 100 или 125 мм | Диаметр кольца формы = диаметру отверстия плиты ТПА |
| Диаметр шнека | Влияет на объём впрыска и максимальное давление. Для одного тоннажа может быть несколько вариантов шнека | Выбирается исходя из нужного объёма впрыска и материала |
| Температурные зоны цилиндра | Для высокотемпературных материалов (PEEK, PPS) нужен специальный цилиндр с повышенной мощностью нагрева | Максимальная температура цилиндра по паспорту ≥ температуре переработки материала + 20°C |
| Мощность привода | Определяет энергопотребление и производительность при нагреве и движениях | Сравнить с нормами подключения вашего производства |
💰TCO: совокупная стоимость владения — считайте на 10 лет, не на день покупки
Цена покупки — лишь часть затрат. При интенсивной работе (2–3 смены) операционные расходы за 10 лет могут в 3–5 раз превышать начальную стоимость машины. Сравнение TCO — обязательный шаг при выборе между TH и TE II одного тоннажа.
| Статья затрат | TH (гидравлика) | TE II (электрика) | TM II (КРМ) |
|---|---|---|---|
| Цена покупки (индекс) | 1,0 | 1,2–1,4 | ~1,0 |
| Электроэнергия в год (3 смены, 200 т) | ~900 000 руб. | ~400 000 руб. | ~700 000 руб. |
| Экономия на энергии за 10 лет | — | +5 000 000 руб. | +2 000 000 руб. |
| Гидравлическое масло (замена раз в 2 года) | ~50 000–120 000 руб./раз | 0 руб. | ~20 000–50 000 руб./раз |
| Плановое ТО в год | ~150 000–300 000 руб. | ~120 000–250 000 руб. | ~150 000–300 000 руб. |
| Сложность обслуживания | Стандартная | Выше (ШВП, серводвигатели) | КРМ требует смазки и контроля |
| Окупаемость доплаты TE II vs TH | — | 2–4 года при 3 сменах | — |
Вывод по TCO: при односменной работе TH выгоднее TE II — разница в энергопотреблении не окупает доплату за электрику. При двух и трёх сменах TE II выгоднее за счёт экономии на электроэнергии начиная с 3–4 года эксплуатации. При интенсивности 3 смены и тоннаже 200–400 т разница в ежегодных затратах на электроэнергию составляет 400 000–900 000 руб./год на одну машину.
✓Чек-лист покупателя термопластавтомата
12 вопросов, на которые нужно получить ответ до подписания договора. Используйте при переговорах с поставщиком.
| # | Вопрос | Почему важно |
|---|---|---|
| 1 | Рассчитано ли усилие смыкания под моё конкретное изделие? | Ошибка в тоннаже — невозможность производить изделие без облоя |
| 2 | Укладывается ли масса дозы в диапазон 20–80% объёма впрыска? | Выход за диапазон — нестабильное дозирование или риск деструкции |
| 3 | Помещается ли моя пресс-форма в просвет между колоннами? | Форма должна быть меньше просвета с запасом 20–30 мм |
| 4 | Совпадает ли ход плиты с требуемой высотой извлечения изделия? | Недостаточный ход — изделие не извлечь без ручного вмешательства |
| 5 | Совместим ли диаметр центрирующего кольца с моей формой? | Несовпадение — форма не установится без доработки плиты |
| 6 | Достаточна ли скорость впрыска для моей толщины стенки? | Для стенок тоньше 1,5 мм нужен аккумулятор или TE II |
| 7 | Поддерживает ли цилиндр температуру переработки моего материала? | Для PEEK, PPS нужен специальный высокотемпературный цилиндр |
| 8 | Есть ли возможность подключения к имеющейся электросети цеха? | Мощность подключения может потребовать дополнительных затрат |
| 9 | Предусмотрена ли пусконаладка и обучение операторов? | Без пусконаладки первые партии продукции почти всегда с браком |
| 10 | Есть ли склад запчастей у поставщика в России? | Время простоя в ожидании запчастей из Китая — 4–8 недель |
| 11 | Каков гарантийный срок и что он покрывает? | Стандарт — 12 месяцев на основные узлы от даты пусконаладки |
| 12 | Рассчитан ли TCO на горизонте 5–10 лет? | Более дешёвая машина при покупке может быть дороже в эксплуатации |
%Ключевые цифры для выбора ТПА
?Вопросы и ответы по выбору термопластавтомата
Как рассчитать усилие смыкания для своего изделия?
+
Что будет, если купить ТПА с недостаточным тоннажом?
+
Как правильно подобрать объём впрыска под моё изделие?
+
Какой ТПА выбрать для производства медицинских изделий?
+
Что такое КРМ и чем TM II лучше TH при одинаковом тоннаже?
+
Нужен ли гидроаккумулятор для производства упаковки?
+
Выгоднее ли электрический ТПА гидравлического с учётом экономии энергии?
+
Какой ТПА выбрать для старта производства с нуля?
+
Как проверить, что пресс-форма подойдёт к выбранному ТПА?
+
Что такое TCO и почему его нужно считать при выборе ТПА?
+
Можно ли переделать гидравлический ТПА в электрический после покупки?
+
Какой ТПА нужен для производства мусорных контейнеров 240 л?
+
>Смотрите также
Рассчитаем тоннаж и подберём серию под ваше изделие
Опишите изделие и задачу — технолог выполнит расчёт усилия смыкания и объёма впрыска, сравнит TCO и даст конкретную рекомендацию. Бесплатно.