Moulage par injection plastique hydraulique, électrique et hybride : quel procédé vous convient le mieux ?

Les ingénieurs concepteurs ont le choix entre plusieurs options pour choisir le procédé de moulage par injection plastique le mieux adapté à leur application spécifique. Chacune des trois principales méthodes (hydraulique, électrique et hybride) présente des avantages et des inconvénients uniques. Pour faire le bon choix pour votre projet, il est important de bien comprendre en quoi ces méthodes diffèrent et ce qu'elles peuvent vous offrir.

Moulage par injection hydraulique

Machines de moulage par injection plastique hydrauliques (IMM) Selon vos besoins spécifiques, vos coûts d'électricité et vos préférences personnelles, une presse hydraulique peut toujours être le meilleur choix pour le travail.

Ces types de machines utilisent des vérins hydrauliques pour serrer les deux moitiés du moule ensemble sous haute pression. Les granulés de substrat en plastique sont ensuite fondus et le liquide est injecté dans la cavité du moule. Une fois que le plastique a refroidi et durci, les deux moitiés du moule sont séparées, la pièce est retirée et le processus est répété.

Pour éviter que le moule ne soit poussé vers l'extérieur par la pression d'injection, ce qui provoquerait un excès de matière autour de la pièce, le dispositif de serrage doit être capable de fournir une force de serrage suffisante pour maintenir le moule fermé pendant le processus d'injection. Pour les pièces à parois fines et à profondeur d'emboutissage importante, une force de serrage d'environ 3 à 4 tonnes par pouce carré de cavité est nécessaire. Pour les sections à parois épaisses et à faible profondeur d'emboutissage, environ 2 tonnes par pouce carré sont nécessaires.

Les IMM hydrauliques d'aujourd'hui sont capables de contrôler des forces de serrage allant jusqu'à 8 000 tonnes et dépassant les 8 000 tonnes et peuvent créer des pièces pesant plus de 50 livres. L'hydroformage est un choix populaire dans l'industrie automobile, qui doit produire des pièces lourdes et volumineuses telles que des pare-chocs.

Avantages
Le moulage par injection hydraulique est le choix privilégié pour l'entraînement des tire-noyaux, des éjecteurs et des vannes à obturateur, ainsi que pour les pièces à parois épaisses qui doivent être maintenues pendant de longues périodes. Certains de ses avantages par rapport aux machines entièrement électriques comprennent :

Force de serrage plus importante pour les grandes pièces
Meilleurs taux d'injection
Haute résistance à l'usure
Des tailles de tir plus grandes
Meilleures capacités d'éjection
Peut être équipé d'accumulateurs pour compenser le mouvement plus lent de la pince
Prix d'achat initial inférieur
Faible coût et grande disponibilité des pièces de rechange, entraînant des coûts de maintenance réduits
Des projets avancés plus faciles à contrôler

Inconvénients
En raison de leur puissance, les presses hydrauliques consomment beaucoup d'énergie, même lorsqu'elles ne fonctionnent pas. Alors qu'un moteur électrique classique peut consommer environ 2,55 kWh pendant un processus de moulage par injection, une presse hydraulique peut en consommer 5,12 kWh. Elles nécessitent des températures de moulage plus élevées et un temps de refroidissement plus long, et elles ne sont pas adaptées à une utilisation en salle blanche en raison du risque de fuite de liquide. Les presses hydrauliques IMM sont plus bruyantes et moins précises que les presses entièrement électriques. Cependant, à mesure que les forces de serrage augmentent et que les systèmes de contrôle sont améliorés, les performances de précision des presses hydrauliques s'améliorent.

Moulage par injection électrique
Ces machines sont alimentées par des servomoteurs à grande vitesse à commande numérique plutôt que par des systèmes hydrauliques, ce qui permet un fonctionnement plus rapide, répétable, plus précis et plus économe en énergie. Le fonctionnement du moteur est hautement prévisible, de sorte qu'une fois le processus d'injection idéal atteint, il peut être reproduit de manière très cohérente, ce qui permet d'obtenir des pièces de meilleure qualité. Une fois qu'une tâche est programmée dans un moteur, son contrôle numérique lui permet de fonctionner pratiquement sans surveillance, ce qui réduit les coûts de main-d'œuvre et améliore les profits.

Avantages
Le moulage par injection électrique est particulièrement adapté aux applications en salle blanche car il n'y a aucun risque de contamination par l'huile. En raison de sa haute précision, le procédé est également bien adapté aux pièces de petite et moyenne taille et aux produits médicaux tels que les boîtes de Petri et les seringues. Parmi les autres avantages, citons :
Précision et répétabilité élevées, réduisant les taux de rebutProcessus propres et sans fuiteRéduction des temps d'arrêt généralement associés aux systèmes hydrauliquesÉconomies d'énergie de 30% à 70%Fonctionnement plus silencieux ; réduit le bruit du moteur à moins de 70 dBAVites d'injection rapides plus élevées jusqu'à 800 mm/sec et mouvement de serrage plus rapideTemps de démarrage plus courts et temps de cycle jusqu'à 20% plus rapidesMoins de gaspillage de matériaux, réduisant les coûts unitairesAucun consommable, tel que les huiles, ne nécessitant un remplacement ou un nettoyageLes besoins en énergie réduits réduisent considérablement les coûts d'exploitation

Inconvénients
Les moteurs électriques sont certes plus rapides, plus propres et plus économes en énergie, mais ils ne peuvent pas égaler les forces de serrage produites par les presses hydrauliques et ont un coût initial plus élevé. Il s'agit de pinces à bascule entraînées par vis à billes, qui sont toutes deux des pièces d'usure qui peuvent être coûteuses à remplacer ou difficiles à trouver sur le marché de l'occasion. Et, bien qu'elles offrent une grande précision, la grande précision de positionnement des moteurs électriques peut les rendre moins indulgentes que les presses hydrauliques.

Moulage par injection de plastique hybride
Combinant le meilleur des deux mondes, les machines de moulage par injection hybrides sont sur le marché depuis des décennies, alliant la force de serrage supérieure des presses hydrauliques à la précision, à la répétabilité, aux économies d'énergie et au faible bruit des moteurs électriques. Cela se traduit par de meilleures performances pour les pièces à parois minces et épaisses. Ces machines sont devenues de plus en plus populaires au cours des dernières années en raison de leur efficacité et de leur facilité d'utilisation.

Près de 66% de l'énergie d'une presse hydraulique est utilisée pour récupérer la vis. Ainsi, même si les presses hybrides coûtent plus cher au départ, leur rotation électrique de la vis peut entraîner des économies importantes qui peuvent ensuite être répercutées sur le client. Nos machines hybrides ont toute la puissance offerte par une machine entièrement hydraulique, avec presque la même efficacité énergétique qu'une machine entièrement électrique.

Avantages
Le moulage par injection de plastique hybride est un procédé économe en énergie et durable, sans autant de demande, ce qui se traduit par un retour sur investissement plus rapide.
Certains de leurs avantages spécifiques incluent :
Les pompes servo permettent un réglage continu pour une polyvalence de conception du produit
A tendance à utiliser deux systèmes de serrage sur la bascule
Coût initial médian pour les trois options (hydraulique, électrique, hybride), mais peut offrir les plus grandes économies à long terme
Processus en boucle fermée avec des temps de réponse plus rapides
Des températures plus basses nécessitent moins de refroidissement et prolongent la durée de vie de l'huile et de la machine

Inconvénients
Étant donné que tous les hybrides sont différents, il peut être difficile de trouver la bonne presse pour le produit et de fournir une machine de remplacement fiable pour certaines applications. Si une maintenance est requise sur la machine hybride, le superviseur doit avoir des connaissances sur les presses hydrauliques et électriques.