Moldeo por inyección de plástico hidráulico, eléctrico e híbrido: ¿qué proceso es el adecuado para usted?

Los ingenieros de diseño tienen una variedad de opciones a la hora de elegir el proceso de moldeo por inyección de plástico que mejor se adapte a su aplicación específica. Cada uno de los tres métodos principales (hidráulico, eléctrico e híbrido) ofrece ventajas y desventajas únicas. Para tomar la decisión correcta para su proyecto, es importante comprender completamente en qué se diferencian estos métodos y qué pueden ofrecerle.

Moldeo por inyección hidráulica

Máquinas de moldeo por inyección de plástico hidráulicas (IMM) Dependiendo de sus necesidades específicas, los costos de electricidad y las preferencias personales, una prensa hidráulica puede ser la mejor opción para el trabajo.

Este tipo de máquinas utilizan cilindros hidráulicos para sujetar las dos mitades del molde bajo alta presión. Luego, los gránulos de sustrato de plástico se funden y el líquido se inyecta en la cavidad del molde. Una vez que el plástico se enfría y se endurece, las dos mitades del molde se separan, se retira la pieza y se repite el proceso.

Para evitar que la presión de inyección empuje el molde y lo abra, lo que provocaría que el exceso de material “rebotara” alrededor de la pieza, el dispositivo de sujeción debe poder proporcionar suficiente fuerza de sujeción para mantener el molde cerrado durante el proceso de inyección. Para piezas con secciones de pared delgada y profundidades de embutición profundas, se requiere una fuerza de sujeción de aproximadamente 3 a 4 toneladas por pulgada cuadrada de cavidad. Para secciones de pared gruesa y profundidades de embutición poco profundas, se requieren aproximadamente 2 toneladas por pulgada cuadrada.

Las prensas de moldeo hidráulicas actuales pueden controlar fuerzas de sujeción de hasta 8000 toneladas y superarlas, y pueden crear piezas que pesan más de 50 libras. El hidroconformado es una opción popular en la industria automotriz, que necesita producir piezas grandes y pesadas, como parachoques.

Ventajas
El moldeo por inyección hidráulica es la opción preferida para accionar extractores de núcleos, expulsores y compuertas de válvulas, y para piezas de paredes gruesas que deben mantenerse en su lugar durante largos períodos de tiempo. Algunas de sus ventajas sobre las máquinas totalmente eléctricas incluyen:

Mayor fuerza de sujeción para piezas de gran tamaño
Mejores tasas de inyección
Alta resistencia al desgaste.
Tamaños de disparo más grandes
Mejores capacidades de expulsión
Se puede equipar con acumuladores para compensar el movimiento más lento de la abrazadera.
Precio de compra inicial más bajo
Bajo costo y alta disponibilidad de piezas de repuesto, lo que resulta en menores costos de mantenimiento.
Proyectos avanzados más fáciles de controlar

Desventajas
Debido a su gran potencia, las prensas hidráulicas consumen mucha energía incluso cuando están inactivas. Mientras que un motor eléctrico típico puede consumir alrededor de 2,55 kWh durante un proceso de moldeo por inyección, una prensa hidráulica puede consumir 5,12 kWh. Requieren temperaturas de moldeo más altas y más tiempo de enfriamiento, y no son adecuadas para su uso en salas blancas debido al riesgo de fugas de fluido. Las prensas de inyección hidráulicas son más ruidosas y menos precisas que las prensas totalmente eléctricas. Sin embargo, a medida que se aumentan las fuerzas de sujeción y se mejoran los sistemas de control, el rendimiento de precisión de las prensas hidráulicas mejorará.

Moldeo por inyección eléctrica
Estas máquinas funcionan con servomotores de alta velocidad controlados digitalmente en lugar de sistemas hidráulicos, lo que da como resultado un funcionamiento más rápido, repetible, preciso y energéticamente eficiente. El funcionamiento del motor es altamente predecible, por lo que una vez que se logra el proceso de inyección ideal, se puede replicar de manera muy consistente, lo que da como resultado piezas de mayor calidad. Una vez que se programa un trabajo en un motor, su control digital le permite funcionar prácticamente sin supervisión, lo que reduce los costos de mano de obra y mejora las ganancias.

Ventajas
El moldeo por inyección eléctrico es ideal para aplicaciones en salas blancas porque no hay riesgo de contaminación por aceite. Debido a su alta precisión, el proceso también es adecuado para piezas de tamaño pequeño a mediano y productos médicos como placas de Petri y jeringas. Otras ventajas incluyen:
Precisión y repetibilidad estrictas, lo que reduce las tasas de desechos Procesos limpios y sin fugas Menor tiempo de inactividad generalmente asociado con la hidráulica Ahorro de energía de 30% a 70% Funcionamiento silencioso; reduce el ruido del motor a menos de 70 dBA Mayores velocidades de inyección rápida de hasta 800 mm/seg y movimiento de sujeción más rápido Tiempos de arranque más cortos y tiempos de ciclo hasta 20% más rápidos Menos desperdicio de material, lo que reduce los costos unitarios No hay consumibles, como aceites, que necesiten reemplazo o limpieza Los menores requisitos de energía reducen significativamente los costos operativos

Desventajas
Si bien los motores eléctricos son más rápidos, más limpios y más eficientes energéticamente, no pueden igualar las fuerzas de sujeción producidas por las prensas hidráulicas y tienen un costo inicial más alto. Son abrazaderas de palanca accionadas por husillos de bolas, ambas son piezas de desgaste que pueden ser costosas de reemplazar o difíciles de encontrar en el mercado de segunda mano. Y, a pesar de ofrecer una gran precisión, la alta precisión de posicionamiento de los motores eléctricos puede hacerlos menos indulgentes que las prensas hidráulicas.

Moldeo por inyección de plástico híbrido
Las máquinas de moldeo por inyección híbridas, que combinan lo mejor de ambos mundos, llevan décadas en el mercado y combinan la fuerza de sujeción superior de las prensas hidráulicas con la precisión, la repetibilidad, el ahorro de energía y el bajo nivel de ruido de los motores eléctricos. Esto da como resultado un mejor rendimiento tanto para piezas de paredes delgadas como de paredes gruesas. Estas máquinas se han vuelto cada vez más populares en los últimos años debido a su eficiencia y facilidad de uso.

En una prensa hidráulica se utilizan casi 66% de la energía para recuperar el tornillo. Por lo tanto, si bien las prensas híbridas cuestan más al principio, su rotación eléctrica del tornillo puede generar ahorros significativos que luego se pueden trasladar al cliente. Nuestras máquinas híbridas tienen toda la potencia que ofrece una máquina completamente hidráulica, con casi la misma eficiencia energética que una máquina completamente eléctrica.

Ventajas
El moldeo por inyección de plástico híbrido es un proceso energéticamente eficiente y duradero que no requiere tanta demanda, lo que se traduce en un retorno de la inversión más rápido.
Algunas de sus ventajas específicas incluyen:
Las servobombas permiten un ajuste continuo para lograr versatilidad en el diseño del producto.
Tiende a utilizar dos sistemas de sujeción en la palanca.
Costo inicial medio para las tres opciones (hidráulica, eléctrica, híbrida), pero puede ofrecer los mayores ahorros a largo plazo
Procesos de circuito cerrado con tiempos de respuesta más rápidos
Las temperaturas más bajas requieren menos enfriamiento y prolongan la vida útil del aceite y de la máquina.

Desventajas
Dado que todas las prensas híbridas son diferentes, puede resultar difícil encontrar la prensa adecuada para el producto y proporcionar una máquina de reemplazo confiable para determinadas aplicaciones. Si se requiere algún mantenimiento en la máquina híbrida, el supervisor debe tener conocimientos tanto de prensas hidráulicas como eléctricas.