Guia de máquinas de injeção hidráulica: como os sistemas hidráulicos moldam a moldagem

Entre em uma oficina de moldagem que funciona há duas décadas e você normalmente encontrará o trabalho pesado sendo feito por uma máquina de injeção hidráulica. Isso não é nostalgia. A hidráulica transforma um modesto motor elétrico em uma força enorme e facilmente controlada, e a moldagem por injeção é um negócio baseado na força controlada: força para manter um molde fechado, força para empurrar o material fundido através de uma porta estreita e força para embalar uma peça antes que ela esfrie.

Uma máquina de injeção hidráulica é simplesmente uma máquina de moldagem por injeção cujos movimentos de fixação, injeção e acionamento de parafuso são acionados por óleo pressurizado e não por servos elétricos separados. As prensas totalmente elétricas e híbridas conquistaram uma fatia crescente do mercado, especialmente em trabalhos de pequena tonelagem e alta precisão, mas a hidráulica continua a ser a escolha padrão para peças grandes, paredes grossas, materiais termofixos e qualquer coisa que necessite de grande força de fixação a um preço razoável. Este guia aborda como funciona o sistema hidráulico, onde ele ainda ganha e como mantê-lo saudável.

Como realmente funciona uma máquina de injeção hidráulica

A maioria das máquinas hidráulicas compartilha uma unidade de potência entre dois circuitos, e a compreensão desses dois circuitos explica quase tudo sobre o comportamento da máquina.

O circuito de fixação

Quando o molde fecha, um cilindro hidráulico empurra a placa móvel para frente até que as duas faces do molde se toquem. A pressão do óleo continua a aumentar e a pressão que atua na área do pistão torna-se a força de fixação, a tonelagem impressa na placa de identificação da máquina. Como a força vem da pressão do fluido e não de um parafuso mecânico, é barato construir tonelagens muito grandes, e a força é distribuída de maneira razoavelmente uniforme pela placa, o que é bom para moldes grandes. Os designs de grampo articulado e de duas placas usam o mesmo princípio; eles simplesmente diferem na forma como a força é transmitida.

O circuito de injeção

Um motor hidráulico gira o parafuso para derreter e medir o tiro. Quando a injeção começa, um cilindro separado empurra o parafuso para frente como um êmbolo, e uma válvula de retenção na ponta do parafuso impede que o material fundido retorne. A variação da saída da bomba durante o curso proporciona o perfil de injeção de vários estágios que a maioria das peças precisa: enchimento rápido, compactação mais lenta, retenção controlada. As máquinas hidráulicas são particularmente boas nos estágios de retenção lentos e longos exigidos pelas peças de paredes espessas.

A unidade de energia

A unidade de energia is the motor, pump, reservoir, filters, valves and oil cooler. Older machines used fixed-displacement pumps that pushed a constant flow no matter what the cycle needed, which is why they earned a reputation for wasting electricity. Modern servo-driven pumps vary their speed to match demand, and the difference in consumption is significant. Machine builders commonly report large reductions compared with fixed-pump designs, and that is the technology behind most energy-saving machines sold today.

Hidráulico, totalmente elétrico ou híbrido: uma comparação direta

Todo comprador eventualmente enfrenta a mesma questão. Não existe uma resposta universal, porque depende do tamanho da peça, do material, dos requisitos de precisão e do quanto você valoriza uma máquina simples e reparável.

Na nossa experiência, a decisão raramente é sobre moda. Se suas peças forem grandes, seu material for abrasivo ou sensível ao calor, ou se seu orçamento tiver que cobrir várias máquinas em vez de uma, a hidráulica geralmente vence. Se suas peças são pequenas, suas tolerâncias são restritas e a eletricidade é seu maior item de linha, as prensas totalmente elétricas fazem sentido. Para um lado a lado mais longo, mantemos um artigo detalhado sobre máquinas de moldagem por injeção hidráulicas versus elétricas em nossa base de conhecimento.

Onde uma máquina hidráulica ainda ganha seu lugar

Depois de projetos suficientes, os padrões aparecem. A hidráulica tende a ser a resposta certa quando:

• A força de fixação é medida em centenas ou milhares de toneladas, como acontece com paletes, engradados, caixas grandes e acabamentos automotivos.
• As paredes são grossas e o estágio de espera é longo, então a máquina tem que sustentar a pressão sem reclamar.
• O material é um termofixo como o fenólico, que necessita de alta pressão de injeção e controle cuidadoso da temperatura do cano.
• Os moldes são pesados ​​e profundos, e até mesmo a distribuição da força na placa é mais importante do que uma fração de segundo do tempo de ciclo.
• Várias máquinas devem caber em um orçamento, e o serviço local e a disponibilidade de peças de reposição contam mais do que uma folha de especificações.

A hidráulica servoacionada torna esta lista mais longa do que costumava ser. Nossa própria série ZF, por exemplo, utiliza sistema hidráulico servocontrolado em uma faixa de 50 t a 2.500 t, de modo que a vantagem de fixação permanece enquanto as perdas em marcha lenta diminuem.

Máquina de moldagem por injeção servo com economia de energia da série ZF A hidráulica servocontrolada de 50T a 2.500T reduz as perdas por inatividade, ao mesmo tempo que oferece suporte à moldagem termoplástica estável e repetível para peças automotivas, eletrônicas, médicas e de embalagens. Ver Produto →

Combinando a máquina com o material, não apenas com a peça

Os termoplásticos perdoam. Um parafuso de uso geral com uma taxa de compressão razoável e uma relação comprimento-diâmetro decente irá lidar com polipropileno, ABS e a maior parte do que uma oficina vê, desde que o tamanho do tiro e a força de fixação estejam corretos.

Os termofixos não perdoam. As resinas fenólicas curam em vez de congelar, e curam um pouco mais a cada segundo que ficam em um barril quente. Isso significa que a máquina precisa de um zoneamento preciso da temperatura do cilindro, uma geometria de parafuso que mantenha o tempo de residência curto e pressão de injeção suficiente para preencher a cavidade antes que o material comece a endurecer. Como esses materiais são abrasivos e o processo funciona a quente, as máquinas hidráulicas continuam comuns nesta área da moldagem. Nossa série JM cobre 178 t a 408 t para materiais fenólicos e similares.

Máquina de moldagem por injeção de baquelite série JM, 178T-408T Para termofixos fenólicos e similares, esta série 178T-408T utiliza resfriamento e plastificação de barril especializados para evitar a solidificação do material fundido e apoiar uma produção consistente. Ver Produto →

O lado auxiliar de uma linha hidráulica

As máquinas hidráulicas são mais sensíveis à temperatura do que as elétricas, porque o próprio óleo faz parte da transmissão. Quando o óleo esquenta, a viscosidade cai, o vazamento interno aumenta e a máquina perde velocidade e repetibilidade. Manter o óleo hidráulico, o molde e a matéria-prima dentro de suas devidas janelas é o que separa um processo estável de um processo frustrante.

É por isso que o equipamento em torno da imprensa é tão importante:

• Um controlador de temperatura do molde mantém a cavidade na temperatura que sua peça realmente precisa, e não na temperatura que a oficina está.
• Um resfriador industrial fornece água de resfriamento consistente ao resfriador de óleo e ao molde, o que mantém os tempos de ciclo repetíveis durante um longo turno.
• Um secador de tremonha remove a umidade antes que ela se transforme em listras prateadas e bolhas na peça acabada.
• Um autoloader a vácuo e um misturador de cores mantêm o material fluindo e consistente sem a necessidade de um operador ficar na tremonha.
• Um granulador ou máquina de reciclagem transforma os corredores e os rejeitos em material utilizável.

O resfriamento é a peça mais subestimada. Em uma máquina hidráulica, o resfriador de óleo, o circuito do molde e a garganta de alimentação competem pela mesma água gelada, e um resfriador ligeiramente subdimensionado aparece como tempos de ciclo flutuantes muito antes de alguém suspeitar do fornecimento de água.

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Uma lista de verificação prática antes de assinar

Traga esses números para qualquer conversa com fornecedores e a discussão ficará muito mais curta.

1. Área projetada da peça mais o canal, multiplicada pela pressão da cavidade que seu material e espessura da parede precisam. Para resinas comerciais de fácil fluidez, 300 a 500 bar é um ponto de partida razoável; peças rígidas, de paredes finas ou de fluxo longo precisam de mais.
2. Tamanho do tiro, ou seja, peso parcial mais corredor, com capacidade de cano suficiente para plastificar de forma consistente. Use uma parte confortável da capacidade de tiro em vez do máximo.
3. Geometria do parafuso, diâmetro de cobertura, relação comprimento/diâmetro e taxa de compressão, verificados em relação à sua resina específica e qualquer conteúdo de carga.
4. Espaçamento entre barras de ligação e luz natural, medido em relação ao maior molde que você espera executar nos próximos cinco anos, não aquele que está na bancada hoje.
5. Taxa de injeção e tempo de ciclo de secagem, em comparação com o ciclo que você realmente precisa para ser lucrativo.
6. Classificação de pressão hidráulica e tipo de bomba, além de se o sistema de controle suporta o perfil de injeção que suas peças exigem.
7. Suporte de serviço: com que rapidez uma bomba, válvula ou vedação pode ser substituída e se há ajuda na sua região.

Você pode ver opções de tonelagem e configuração em nossa linha de máquinas de moldagem por injeção se você quiser um ponto de partida para comparação.

Hábitos de manutenção que mantêm a hidráulica confiável

Uma máquina hidráulica recompensa a disciplina básica. Nada nesta lista é exótico, mas ignorá-la é como uma boa impressão se transforma em um problema de manutenção.

• Mantenha o óleo limpo. A contaminação é a maior causa do travamento da válvula e do desgaste da bomba, portanto, troque os filtros dentro do prazo e verifique a condição do óleo, em vez de presumir que um intervalo de calendário seja suficiente.
• Observe a temperatura do óleo. A maioria dos sistemas fica mais feliz entre aproximadamente 45 e 55 graus Celsius. Se chegar a 60, observe o refrigerador, o fluxo de água e a temperatura ambiente da planta.
• Lide com vazamentos antecipadamente. Uma vedação com vazamento é barata de consertar e cara de ignorar, porque a perda de óleo leva à aeração, e a aeração leva a bombas barulhentas e pressão errática.
• Ouça a bomba. Uma mudança no tom geralmente vem antes de uma mudança no desempenho.
• Registre as configurações de pressão e velocidade para cada molde. Quando uma peça sai da especificação, uma configuração salva informa se a máquina se moveu ou se o material mudou.
• Mantenha o circuito de refrigeração limpo. A incrustação e o biofilme dentro dos canais do molde custam silenciosamente o tempo de ciclo em cada turno.

Escolher uma máquina de injeção hidráulica tem menos a ver com comparar folhetos e mais com combinar força, fluxo e controle de temperatura com as peças que você realmente vende. A tecnologia está madura, o que é bom: os princípios são bem compreendidos, as máquinas são reparáveis ​​e uma prensa bem conservada pode servir uma fábrica por muito tempo.

Construímos máquinas de moldagem por injeção e os equipamentos auxiliares que as cercam em nossas instalações em Yuyao, Zhejiang, e preferimos fazer as perguntas certas do que citar a máquina errada. Diga-nos a peça, o material e o tempo de ciclo que você precisa, e nós o ajudaremos a descobrir a tonelagem e a configuração adequadas.