Wtryskarka hydrauliczna: wybór, typy i przewodnik konserwacji

Wtryskarka hydrauliczna wykorzystuje olej hydrauliczny pod ciśnieniem do napędzania jednostki zamykającej i jednostki wtryskowej i jest to najczęściej stosowany typ wtryskarki na świecie. Dla producentów zajmujących się formowaniem dużych części, wstawianiem elementów metalowych lub obróbką wysokoudarowych tworzyw konstrukcyjnych, maszyna hydrauliczna jest zwykle najbardziej praktycznym wyborem, ponieważ zapewnia dużą siłę mocowania przy niższych kosztach nabycia niż konstrukcje elektryczne i bez trudu wytrzymuje ciągłą produkcję o dużym obciążeniu.

W tym przewodniku wyjaśniono, jak działają wtryskarki hydrauliczne, porównano je z alternatywami elektrycznymi i hybrydowymi oraz omówiono kryteria wyboru, konfiguracje maszyn i praktyki konserwacyjne, które mają największe znaczenie w rzeczywistej produkcji.

Jak działa hydrauliczna wtryskarka?

Wtryskarka hydrauliczna działa na prostej zasadzie: silnik elektryczny napędza pompy hydrauliczne, które przesyłają olej pod ciśnieniem przez zawory i węże do cylindrów, a cylindry te poruszają zacisk formy, śrubę wtryskową, wyrzutnik i wszelkie funkcje ciągnięcia rdzenia.

Cykl formowania składa się z pięciu etapów:

• Mocowanie: Hydraulicznyzny cylinder zaciskowy zamyka formę i utrzymuje ją zamkniętą przed ciśnieniem wtrysku.
• Wstrzyknięcie: Ślimak porusza się do przodu niczym tłok i wypycha stopiony polimer z cylindra do zamkniętej wnęki formy.
• Pakowanie i przechowywanie: Śruba utrzymuje ciśnienie, aby skompensować skurcz plastyczny występujący podczas chłodzenia części.
• Chłodzenie: Część twardnieje w formie, podczas gdy śruba obraca się, aby uplastycznić następny strzał.
• Wyrzut: Zacisk otwiera się, a wyrzutnik hydrauliczny przesuwa się, aby wypchnąć gotową część z wnęki.

Ponieważ wszystkie te funkcje napędza jeden zespół napędowy, maszyna jest prostsza mechanicznie niż jej elektryczny odpowiednik. Ta prostota zapewnia niższą cenę zakupu, łatwiejszą diagnostykę usterek i niezawodne działanie w zapylonych lub wilgotnych warunkach fabrycznych.

Hydrauliczny, elektryczny czy hybrydowy: który układ napędowy pasuje do Twojej produkcji?

Elektryczne wtryskarki zastępują cylindry hydrauliczne serwomotorami na każdej osi, oferując lepszą efektywność energetyczną i powtarzalność precyzyjnych części. Maszyny hybrydowe łączą hydrauliczną jednostkę zamykającą z elektryczną jednostką wtryskową, mając na celu zrównoważenie szybkości, precyzji i kosztów. Każda koncepcja napędu ma odrębny profil kosztów i wydajności.

Wybór nie polega na tym, który napęd jest absolutnie lepszy; chodzi o dopasowanie systemu do Twojego asortymentu produktowego. Jeśli formujesz duże zewnętrzne panele samochodowe lub części z metalowymi wstawkami, maszyna hydrauliczna zapewnia wymagany tonaż i trwałość za cenę, którą może zaakceptować budżet projektu. Jeśli używasz części medycznych lub elektroniki użytkowej o wąskich tolerancjach i potrzebujesz najniższego kosztu energii na cykl, maszyna elektryczna uzasadnia swoją wyższą cenę. W wielu fabrykach np

Elektryczny Vertical Injection Molding Machine for Precision Parts Ta elektryczna maszyna pionowa nadaje się do zastosowań medycznych i elektroniki użytkowej o małej tolerancji. Jego system napędzany serwo zapewnia niskie zużycie energii, wysoką precyzję i opcjonalnie dużą prędkość wtrysku do 500 mm/s, dzięki czemu idealnie nadaje się do formowania cienkościennego i formowania wtryskowego. Zobacz produkt →

elektryczna maszyna pionowa obsługuje ten segment precyzyjny, podczas gdy maszyny hydrauliczne obsługują resztę hali produkcyjnej.

Jak wybrać hydrauliczną wtryskarkę

Wybór rozpoczyna się od ciężaru części, przewidywanej powierzchni i zachowania żywicy, a nie od marki lub ceny katalogowej. Poniższe parametry określają, czy dana maszyna może uruchomić formy z wymaganą jakością i czasem cyklu.

1. Siła mocowania: Pomnóż rzutowaną powierzchnię części (łącznie z prowadnicami) w centymetrach kwadratowych przez ciśnienie we wnęce od 300 do 500 kgf/cm², a następnie przelicz na tony. Wybierz maszynę, której znamionowa siła zwarcia jest o 10% do 20% większa od tej obliczonej.
2. Rozmiar strzału: Masa części, łącznie z systemem prowadnic, powinna wynosić od 40% do 80% znamionowej wydajności wtrysku maszyny. Zbyt duży cylinder powoduje degradację żywicy w wyniku długiego czasu przebywania; niewymiarowa lufa wytwarza krótkie strzały i nierówną wagę części.
3. Ciśnienie i prędkość wtrysku: Wysoka prędkość wtrysku pomaga w formowaniu cienkościennych części i poprawia wygląd powierzchni, ale wymaga odpowiedniej wentylacji formy i materiału tolerującego duże prędkości ścinania.
4. Rozstaw kolumn i wysokość formy: Wymiary te określają maksymalny ślad formy i skok otwarcia. Przed podpisaniem specyfikacji zmierz swoje obecne formy i wszelkie formy, które mogą zostać przeniesione do maszyny.
5. Efektywność energetyczna: Pompa hydrauliczna napędzana serwomechanizmem dopasowuje przepływ i ciśnienie oleju do rzeczywistego obciążenia w każdym cyklu, zmniejszając zużycie energii elektrycznej nawet o 50% w porównaniu ze starszymi konstrukcjami pomp o stałej wydajności.

Częstym błędem zakupowym jest zakup największej dostępnej maszyny ze względu na margines bezpieczeństwa. Maszyna pracująca przy 60% do 80% nominalnej siły zwarcia i wydajności wtrysku będzie działać najefektywniej i nadal będzie pozostawiać miejsce na regulacje procesu.

Pionowo czy poziomo: która konfiguracja pasuje do Twojego procesu?

Wtryskarki hydrauliczne są budowane w konfiguracji poziomej i pionowej, a różnica wpływa na powierzchnię podłogi, dostęp do formy, rozmieszczenie wkładek i opcje automatyzacji.

Maszyna pozioma to konwencjonalny wybór w przypadku części o dużej objętości bez płytek. Forma otwiera się w płaszczyźnie poziomej, a gotowe części mogą spaść na przenośnik znajdujący się poniżej. Jednak w przypadku formowania wkładkowego operator musi sięgnąć do obszaru formy, aby umieścić wkładki, co jest wymagające fizycznie i powolne.

Pionowa maszyna hydrauliczna utrzymuje zespół zaciskowy w pozycji pionowej, tak aby otwór formy był skierowany do góry. Konfiguracja ta oferuje trzy konkretne korzyści w przypadku formowania wtryskowego: operator może załadować wkładki z dwóch lub trzech stron bez wyginania się w maszynie, wkładki pozostają osadzone w gnieździe formy zamiast wypadać pod wpływem grawitacji, a powierzchnia maszyny jest w przybliżeniu o połowę mniejsza niż w przypadku poziomej maszyny o tym samym tonażu. Ze względu na te korzyści, wtryskarki pionowe są szeroko stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, elektronicznym i przy produkcji urządzeń medycznych do części z elementami formowanymi.

Standardowa pionowa wtryskarka z pionowym zaciskiem Ta hydrauliczna maszyna pionowa obsługuje formowanie wtryskowe dzięki łatwemu umieszczaniu wkładek i kompaktowej powierzchni. Obejmuje szeroki zakres siły mocowania i pasuje do komponentów motoryzacyjnych, elektronicznych i medycznych wymagających dużej dokładności wymiarowej. Zobacz produkt →

Standardowe maszyny pionowe pokrywają siły zwarcia od kilku ton do kilkuset ton i niezawodnie produkują nakrętki, tuleje, złącza, końcówki i inne elementy metalowo-plastikowe formowane metodą wtryskową o małych wymaganiach wymiarowych.

Wielostanowiskowe maszyny hydrauliczne do wysokowydajnego formowania wtryskowego

Konstrukcje wielostanowiskowe idą o krok dalej w konfiguracji pionowej, dodając ruchomą dolną płytę, redukując czas przestoju pomiędzy cyklami i umożliwiając ciągłe ładowanie płytek.

Maszyna ze stołem przesuwnym przesuwa dolną połowę formy do i z obszaru zacisku na płycie przesuwnej. Operator ładuje płytki na jednym stanowisku, a maszyna formuje na drugim, dzięki czemu docisk czeka tylko na ruch stołu, a nie na ludzkie ręce. Maszyny z podwójnym stołem przesuwnym przesuwają naprzemiennie dwie dolne połówki formy i nadają się do produkcji średnionakładowej, gdzie cykl formowania jest krótki, ale ręczne umieszczanie wkładki wciąż wymaga czasu.

Maszyna ze stołem obrotowym montuje kilka dolnych połówek formy na obrotowej płycie, umożliwiając sekwencyjną pracę trzech lub więcej stanowisk wokół centralnego zacisku. Jest to najszybsze podejście do formowania wtryskowego na dużą skalę oraz do produktów, które muszą łączyć wiele komponentów w jednym cyklu formowania, takich jak złącza samochodowe i moduły sterujące urządzeniami.

Pionowa wtryskarka ze stołem obrotowym do produkcji wielkoseryjnej Wyposażona w dwu- lub wielostanowiskowe stoły obrotowe, maszyna ta umożliwia jednoczesny wtrysk oraz załadunek/rozładunek. Maksymalizuje wydajność na metr kwadratowy i dobrze współpracuje z automatyzacją robotyczną w przypadku produktów formowanych metodą wtryskową o dużej objętości, takich jak złącza i moduły sterujące. Zobacz produkt →

Niezależnie od tego, który układ wielostanowiskowy wybierzesz, zyskujesz praktyczną korzyść polegającą na nakładaniu się pracy człowieka na pracę maszyn, co bezpośrednio zwiększa wydajność na metr kwadratowy powierzchni.

Praktyki konserwacyjne określające żywotność maszyny

Dobrze konserwowana wtryskarka hydrauliczna może służyć 20 lat lub dłużej, a czynnikiem decydującym jest konserwacja zapobiegawcza, a nie marka maszyny. Układy hydrauliczne ulegają awariom stopniowo, dlatego rutynowe kontrole dają wczesne ostrzeżenia, zanim drobny problem spowoduje wyłączenie maszyny.

• Olej hydrauliczny: Codziennie sprawdzaj poziom, temperaturę i klarowność oleju. Wymień olej, gdy liczba kwasowa lub liczba cząstek przekracza limit dostawcy oleju i nigdy nie mieszaj olejów różnych klas.
• Filtry: Oczyść lub wymień filtry ssące i powrotne zgodnie z harmonogramem określonym przez konstruktora. Zatkany filtr powoduje kawitację, która niszczy elementy pompy.
• Uszczelki i cylindry: Co miesiąc sprawdzać uszczelki tłoczysk i uszczelnienia cylindrów. Nawet niewielki wyciek zewnętrzny powoduje marnowanie energii, zanieczyszcza miejsce pracy i przyspiesza zużycie pompy wraz ze spadkiem poziomu oleju.
• Wymiennik ciepła: Utrzymuj chłodnicę oleju w czystości, ponieważ układy hydrauliczne działają niezawodnie tylko wtedy, gdy temperatura oleju utrzymuje się w przedziale od 40°C do 55°C.
• Osiowanie pompy i silnika: Niewspółosiowość powoduje wibracje, hałas i przedwczesną awarię łożysk zarówno w silniku, jak i pompie.

Informacje na temat konkretnych klas oleju, okresów między filtrami i wartości momentu obrotowego można uzyskać u producenta często zadawane pytania rozdziału lub instrukcji obsługi dołączonej do maszyny.

Często zadawane pytania

Jak długo działa wtryskarka hydrauliczna?

Przy odpowiedniej gospodarce olejem, regularnej wymianie uszczelek i terminowych naprawach wiele hydraulicznych formierek pozostaje w produkcji przez 20 do 30 lat. Remont maszyny hydraulicznej jest zwykle tańszy niż jej wymiana, dlatego dobrze utrzymane maszyny hydrauliczne pozostają konkurencyjne na rynkach wtórnych.

Czy wtryskarka hydrauliczna jest tańsza od elektrycznej?

Tak. Początkowa cena zakupu maszyny hydraulicznej jest zazwyczaj od 20% do 30% niższa niż w przypadku równoważnej maszyny elektrycznej, a części zamienne są powszechnie dostępne po niższych kosztach. Całkowity koszt posiadania może stać się porównywalny na przestrzeni wielu lat, ponieważ maszyny elektryczne zużywają mniej energii i pomijają konserwację związaną z olejem, dlatego oblicz zarówno cenę zakupu, jak i koszt eksploatacji dla oczekiwanej wielkości produkcji.

Co to jest wtryskarka serwo-hydrauliczna?

Maszyna serwohydrauliczna wykorzystuje silnik serwo do napędzania pompy hydraulicznej tylko wtedy, gdy maszyna wymaga ciśnienia i przepływu. Ponieważ wydajność pompy dopasowuje się do wymagań cyklu w czasie rzeczywistym, zużycie energii spada aż o 50% w porównaniu ze starszymi maszynami ze stałą pompą, podczas gdy siła zwarcia i możliwości wtrysku konwencjonalnego układu hydraulicznego pozostają niezmienione.

Kiedy wybrać maszynę hydrauliczną pionową zamiast poziomej?

Wybierz maszynę pionową, jeśli część wymaga formowania metodą wtryskową, gdy zestaw form jest ciężki i korzysta z zamykania wspomaganego grawitacyjnie lub gdy powierzchnia podłogi jest ograniczona. Maszyny pionowe upraszczają również automatyczne ładowanie płytek, ponieważ obszar roboczy jest dostępny z trzech stron, a dolną płytę można zintegrować z systemami manipulacyjnymi zasilanymi przenośnikiem.