Hydraulisch, elektrisch en hybride kunststof spuitgieten: welk proces is geschikt voor u?

Ontwerpers hebben verschillende opties als het gaat om het kiezen van het kunststof spuitgietproces dat het meest geschikt is voor hun specifieke toepassing. Elk van de drie hoofdmethoden (hydraulisch, elektrisch en hybride) biedt unieke voor- en nadelen. Om de juiste keuze voor uw project te maken, is het belangrijk om volledig te begrijpen hoe deze methoden verschillen en wat ze u kunnen bieden.

Hydraulisch spuitgieten

Hydraulische kunststof spuitgietmachines (IMM's) Afhankelijk van uw specifieke behoeften, elektriciteitskosten en persoonlijke voorkeuren kan een hydraulische pers nog steeds de beste keuze zijn voor de klus.

Deze typen machines gebruiken hydraulische cilinders om de twee helften van de mal onder hoge druk aan elkaar te klemmen. De plastic substraatkorrels worden vervolgens gesmolten en de vloeistof wordt in de malholte gespoten. Zodra het plastic is afgekoeld en hard is geworden, worden de twee helften van de mal gescheiden, wordt het onderdeel verwijderd en wordt het proces herhaald.

Om te voorkomen dat de mal door de injectiedruk open wordt geduwd, waardoor overtollig materiaal rond het onderdeel "flasht", moet het klemmechanisme voldoende klemkracht kunnen leveren om de mal gesloten te houden tijdens het injectieproces. Voor onderdelen met dunne wandsecties en diepe trekdieptes is een klemkracht van ongeveer 3-4 ton per vierkante inch holte vereist. Voor dikwandige secties en ondiepe trekdieptes is ongeveer 2 ton per vierkante inch vereist.

De huidige hydraulische IMM's kunnen klemkrachten tot wel 8.000 ton en meer regelen en onderdelen maken die meer dan 50 pond wegen. Hydroforming is een populaire keuze in de automobielindustrie, die grote, zware onderdelen moet produceren, zoals bumpers.

Voordelen
Hydraulisch spuitgieten is de voorkeurskeuze voor het aandrijven van kerntrekkers, ejectoren en kleppoorten, en voor dikwandige onderdelen die gedurende lange tijd vastgehouden moeten worden. Enkele voordelen ten opzichte van volledig elektrische machines zijn:

Grotere klemkracht voor grote onderdelen
Betere injectiesnelheden
Hoge slijtvastheid
Grotere schotgroottes
Betere uitwerpmogelijkheden
Kan worden uitgerust met accumulatoren om de langzamere klembeweging te compenseren
Lagere initiële aankoopprijs
Lage kosten en hoge beschikbaarheid van vervangende onderdelen, wat resulteert in lagere onderhoudskosten
Geavanceerde projecten gemakkelijker te beheren

Nadelen
Omdat ze zo krachtig zijn, verbruiken hydraulische persen veel energie, zelfs als ze niet worden gebruikt. Terwijl een typische elektromotor ongeveer 2,55 kWh verbruikt tijdens een spuitgietproces, kan een hydraulische pers 5,12 kWh verbruiken. Ze vereisen hogere giettemperaturen en meer koeltijd, en ze zijn niet geschikt voor gebruik in cleanrooms vanwege het risico op vloeistoflekken. Hydraulische IMM's zijn luidruchtiger en minder nauwkeurig dan volledig elektrische persen. Naarmate de klemkracht echter wordt verhoogd en de besturingssystemen worden verbeterd, zal de precisieprestatie van hydraulische persen verbeteren.

Elektrisch spuitgieten
Deze machines worden aangestuurd door digitaal aangestuurde hogesnelheidsservomotoren in plaats van hydrauliek, wat resulteert in snellere, herhaalbare, nauwkeurigere en energiezuinigere werking. De werking van de motor is zeer voorspelbaar, dus zodra het ideale injectieproces is bereikt, kan het zeer consistent worden gerepliceerd, wat resulteert in onderdelen van hogere kwaliteit. Zodra een taak in een motor is geprogrammeerd, kan deze dankzij de digitale besturing vrijwel onbeheerd worden uitgevoerd, wat de arbeidskosten verlaagt en de winst verbetert.

Voordelen
Elektrisch spuitgieten is zeer geschikt voor cleanroomtoepassingen omdat er geen risico is op olieverontreiniging. Vanwege de hoge precisie is het proces ook zeer geschikt voor kleine tot middelgrote onderdelen en medische producten zoals petrischalen en injectiespuiten. Andere voordelen zijn:
Hoge nauwkeurigheid en herhaalbaarheid, waardoor afvalpercentages worden verlaagdNooit lekkende, schone processenMinder stilstandtijd die doorgaans wordt geassocieerd met hydrauliek30% tot 70% energiebesparingStillere werking; vermindert motorgeluid tot minder dan 70 dBAHogere snelle injectiesnelheden tot 800 mm/sec en snellere klembewegingKortere opstarttijden en tot 20% snellere cyclustijdenMinder materiaalverspilling, waardoor de eenheidskosten worden verlaagdGeen verbruiksartikelen, zoals oliën, die vervangen of gereinigd hoeven te wordenLagere stroomvereisten verlagen de bedrijfskosten aanzienlijk

Nadelen
Hoewel elektromotoren sneller, schoner en energiezuiniger zijn, kunnen ze niet tippen aan de klemkracht van hydraulische persen en hebben ze hogere initiële kosten. Het zijn kogelomloopspindelklemmen, die beide slijtdelen zijn die duur kunnen zijn om te vervangen of moeilijk te vinden op de tweedehandsmarkt. En ondanks dat ze een grote nauwkeurigheid bieden, kan de hoge positioneringsnauwkeurigheid van elektromotoren ze minder vergevingsgezind maken dan hydraulische persen.

Hybride kunststof spuitgieten
Hybride spuitgietmachines combineren het beste van beide werelden en zijn al tientallen jaren op de markt. Ze combineren de superieure klemkracht van hydraulische persen met de precisie, herhaalbaarheid, energiebesparing en het lage geluidsniveau van elektromotoren. Dit resulteert in betere prestaties voor zowel dunwandige als dikwandige onderdelen. Deze machines zijn de afgelopen jaren steeds populairder geworden vanwege hun efficiëntie en gebruiksgemak.

Bijna 66% van de energie in een hydraulische pers wordt gebruikt om de schroef te herstellen. Dus hoewel hybride persen meer kosten, kan hun elektrische schroefrotatie resulteren in aanzienlijke besparingen die vervolgens kunnen worden doorgegeven aan de klant. Onze hybride machines hebben alle kracht die een volledig hydraulische machine biedt, met bijna dezelfde energie-efficiëntie als een volledig elektrische machine.

Voordelen
Hybride kunststof spuitgieten is een energiezuinig en duurzaam proces met een lage vraag, wat resulteert in een sneller rendement op de investering.
Enkele specifieke voordelen zijn:
Servopompen maken continue aanpassing mogelijk voor veelzijdigheid in productontwerp
Heeft de neiging om twee klemsystemen op de tuimelschakelaar te gebruiken
Gemiddelde initiële kosten voor alle drie de opties (hydraulisch, elektrisch, hybride), maar kunnen op de lange termijn de grootste besparingen opleveren
Gesloten-lusprocessen met snellere responstijden
Lagere temperaturen vereisen minder koeling en verlengen de levensduur van olie en machine

Nadelen
Omdat alle hybrides anders zijn, kan het lastig zijn om de juiste pers aan het product te koppelen en een betrouwbare vervangende machine voor bepaalde toepassingen te leveren. Als er onderhoud aan de hybride machine nodig is, moet de supervisor kennis hebben van zowel hydraulische als elektrische persen.