Kopersgids voor hydraulische kunststofvormmachines: belangrijkste specificaties, kosten en selectietips

Vraag het aan een productiemanager die beide technologieën heeft toegepast en de conclusie komt snel: hydraulische kunststofvormmachines zijn nog steeds de standaardkeuze voor spuitgietwerk met hoge tonnages. Elektrische machines winnen de energievergelijking bij een laag tonnage, maar wanneer een onderdeel 300 ton klemkracht of meer nodig heeft, levert een goed gebouwde hydraulische machine meer kracht per investeringseenheid, accepteert een breder scala aan schroeven en tolereert zwaardere omstandigheden op de werkvloer. De pragmatische beslissing is niet of u een hydraulische machine koopt, maar hoe u de specificaties, het energiesysteem en de hulpapparatuur ervan afstemt op de specifieke onderdelen die u wilt produceren.

Hoe een hydraulische kunststofvormmachine werkt

Elke kunststofvormmachine herhaalt dezelfde cyclus: sluit de matrijs, injecteer de smelt, houd de pakdruk vast, koel het onderdeel af, open de matrijs, werp het onderdeel uit. Wat een hydraulische machine onderscheidt, is de manier waarop die beweging tot stand komt. Een elektromotor drijft een pomp aan, de pomp levert olie aan cilinders en hydraulische motoren, en directionele en proportionele kleppen regelen de snelheid en kracht van elke beweging. De resulterende oliedruk levert de klemkracht die de mal gesloten houdt terwijl heet plastic in de holte wordt geperst.

Deze architectuur biedt drie praktische voordelen. Ten eerste kan de klemkracht gemakkelijk worden opgeschaald van ongeveer 50 ton naar 2500 ton door de cilinderdiameter en de pompcapaciteit te vergroten. Ten tweede produceert een hydraulisch systeem maximale kracht bij lage snelheid, wat precies is wat de verpakkings- en vasthoudfase vereist. Ten derde kan hetzelfde hydraulische circuit kerntrekkingen, uitwerpers en losschroefapparaten uitvoeren zonder speciale servomotoren toe te voegen.

Het nadeel is efficiëntie. Een conventionele machine met vaste pomp zorgt ervoor dat de motor op constant toerental draait, waarbij overtollige olie tijdens de afkoel- en stationairfase door een ontlastklep wordt gestuurd. Die verspilde energie wordt warmte en draagt ​​bij aan elke cyclus. Dit is waarom hydraulische systeembediening is een centraal onderwerp geworden in de productietechniek, en waarom servoaangedreven pompen nu de verkoop van nieuwe machines domineren.

Belangrijke specificaties om te vergelijken voordat u koopt

Wanneer u offertes vergelijkt, bepalen vier cijfers of een machine uw onderdelen fysiek kan maken: klemkracht, afstand tussen de trekstangen, opnamecapaciteit en injectiedruk. Een vijfde factor, het energieverbruik, bepaalt of de machine economisch zinvol is bij continue productie.

Evalueer deze cijfers als een systeem, niet op zichzelf. Een machine van 250 ton met een te grote injectie-unit zal bij een te lage injectiedruk toch moeite hebben met een dunwandig onderdeel. Een machine met een royale afstand tussen de trekstangen maar weinig daglicht beperkt de matrijshoogte. Definieer eerst de matrijsbasis, de onderdeelgeometrie en het materiaalbereik en zet deze beperkingen vervolgens om in een specificatieblad.

Leveranciers dekken dit assortiment doorgaans af met meerdere platforms in plaats van één universeel frame. De serie spuitgietmachines bij Zhenfei splitst het zich bijvoorbeeld op in een servoserie voor algemeen gebruik (ZF-serie), een hogesnelheidsserie voor dunwandige verpakkingen (HS-serie) en een thermohardende serie voor fenol- en bakelietmaterialen (JM-serie). Door te identificeren in welk platform uw onderdelen vallen, wordt de keuze kleiner voordat u individuele tonnages vergelijkt.

Inschatten welke klemkracht u werkelijk nodig heeft

Een te kleine klemkracht veroorzaakt flits; te groot opspannen verspilt energie en belast de mal. Een praktische methode is om het geprojecteerde onderdeeloppervlak te vermenigvuldigen met de verwachte caviteitsdruk en vervolgens een veiligheidsfactor toe te passen. Voor gewone kunststoffen ligt de caviteitsdruk vaak tussen 300 en 500 bar; voor technische harsen zoals glasgevuld nylon kan deze 700 tot 800 bar bereiken.

Hier is een uitgewerkt voorbeeld. Een onderdeel met een geprojecteerd oppervlak van 250 cm², gegoten in ABS bij een spouwdruk van 400 bar, heeft ongeveer 100 ton klemkracht nodig. Als er een veiligheidsfactor van 20 procent aan wordt toegevoegd, komt de aanbeveling op 120 ton, dus een machine van 130 tot 150 ton is de rationele keuze. Voor hetzelfde onderdeel in dunwandig glasgevuld nylon bij 700 bar zou ongeveer 210 ton nodig zijn.

Het schotgewicht volgt dezelfde logica. Als het onderdeel plus de runner 180 gram weegt, kies dan een machine met een capaciteit van 250 tot 500 gram. Machines die meer dan 80 procent van het nominale shotgewicht draaien, vertonen vaak inconsistente weekmakers en langere houdtijden.

Waarom servo-energiebesparende hydraulische machines de kostenvergelijking veranderden

In een servoaangedreven hydraulische kunststofvormmachine is elke pomp gekoppeld aan een servomotor waarvan de snelheid de momentane stroom- en drukvraag van het proces volgt. Tijdens het afkoelen vertraagt ​​de motor tot bijna nul; tijdens injectie neemt het toe in milliseconden. Vergeleken met een pomp met vaste snelheid verlaagt een servomachine doorgaans het energieverbruik met 30 tot 50 procent over een volledige cyclus, en met wel 70 procent tijdens cycli met lange verpakkings- of koelfasen.

Servosystemen werken ook koeler. De hydraulische olie blijft op een stabielere temperatuur, waardoor afdichtingen langer meegaan en de oliekoeler lichter wordt belast. Voor de koper is het praktische resultaat een terugverdientijd van één tot drie jaar in een tweeploegendienst, waarbij het verschil kleiner wordt naarmate de elektriciteitstarieven stijgen.

De servo-energiebesparende spuitgietmachine uit de ZF-serie van Zhenfei laat zien hoe ver deze technologie is opgeschaald. Met sluitkrachten van 50 tot 2500 ton levert de serie dezelfde piekdruk en injectiesnelheid als een conventionele hydraulische machine, terwijl ze alleen de energie verbruiken die het proces daadwerkelijk nodig heeft.

ZF-serie servo-energiebesparende spuitgietmachine (50-2500T) Deze servoaangedreven hydraulische machine biedt sluitkrachten van 50 tot 2500 ton, levert prestaties op hydraulisch niveau en verbruikt slechts de energie die nodig is voor elk proces, waardoor het een praktische keuze is voor energiebewuste productie. Bekijk Product →

Onderhoudsrealiteit en totale eigendomskosten

Hydraulische machines hebben meer aandacht nodig dan volledig elektrische machines, maar het verschil is beheersbaar. De belangrijkste kostenposten zijn olie, filters, afdichtingen en kleppen. Dankzij een gedisciplineerde onderhoudsroutine blijft het totale onderhoud tussen de één en drie procent van de aankoopprijs per jaar.

Begin met de olie. Proef het elke zes maanden in continue productie. Als de deeltjesverontreiniging boven ISO 4406 klasse 18/16/13 komt, falen de filters of circuleert er slijtageafval in de pompen. Een oliemonsternameset en een logboek zijn goedkoop vergeleken met het vervangen van een versleten zuigerpomp.

Controleer vervolgens de afdichtingen en slangen. Op machines die meer dan 6000 uur per jaar draaien, inspecteert u de cilinderafdichtingen minstens jaarlijks en voert u een druktest uit of vervangt u flexibele slangen preventief elke vijf jaar. Een lekkende slang bij 250 bar is niet alleen een huishoudelijk probleem; het is een verneveld brandgevaar.

Let ten slotte op de olietemperatuur. Een reservoir dat boven de 55 °C draait, betekent verspilling van energie of afnemende koelcapaciteit, en het zal sneller afdichtingen verbruiken dan een systeem dat op 40 tot 50 °C wordt gehouden.

De temperatuurregeling van de matrijs bepaalt de cyclustijd en kwaliteit

De matrijstemperatuurregelaar is het meest ondergewaardeerde onderdeel in een vormcel. Door het matrijsoppervlak op het juiste instelpunt te houden, wordt de afkoelfase verkort, de restspanning verminderd en de afmetingen van de onderdelen gestabiliseerd. Veel verwerkers zijn van mening dat het upgraden van waterkoeling met open circuit naar een machine voor automatische matrijstemperatuurregeling met gesloten lus een vijf tot tien procent kortere cyclustijd op dezelfde matrijs oplevert.

Automatische machine voor temperatuurregeling van matrijzen Een matrijstemperatuurregelaar met gesloten lus die het matrijsoppervlak op een nauwkeurig ingesteld punt houdt, waardoor de koelcycli worden verkort en defecten zoals kromtrekken of krimpen worden verminderd, voor een consistente onderdeelkwaliteit. Bekijk Product →

Koelen van het hydraulisch systeem

Een hydraulische kunststofvormmachine zet een deel van zijn elektrische input om in warmte, en die warmte moet worden afgevoerd om de olieviscositeit stabiel te houden. Een industriële koelmachine is het standaardantwoord in warme klimaten en productie met hoge holtes, waar koeltorens of kraanwater het tijdens de zomermaanden niet kunnen bijhouden. Wanneer de temperatuur van de hydraulische olie tijdens een dienst met meer dan een paar graden afwijkt, veranderen het gewicht van het schot en de cyclustijd mee, en wordt de productie vervangen door het oplossen van problemen.

Industriële koelmachine voor stabiele hydrauliekolietemperatuur Een industriële koelmachine verwijdert overtollige warmte uit hydraulische systemen, waardoor de viscositeit van de olie stabiel blijft, zodat het schotgewicht en de cyclustijd consistent blijven, vooral in warme klimaten of productie met hoge caviteit. Bekijk Product →

Het besluit in het kort

Kies voor een hydraulische kunststofvormmachine wanneer uw onderdelen een hoge klemkracht, dieptrek, insert moulding of meerdere hulphandelingen vereisen. Kies een servoaangedreven hydraulische machine wanneer bij continue productie de energiekosten een doorslaggevende factor zijn. En evalueer de temperatuurregeling, het koelen, drogen en transporteren van de matrijzen als onderdeel van de machinespecificatie, omdat deze elementen de werkelijke cyclustijd en het afkeurpercentage meer bepalen dan de brochurenummers.