Moldagem por injeção de plástico hidráulica, elétrica e híbrida: qual processo é o ideal para você?

Engenheiros de projeto têm uma variedade de opções quando se trata de escolher o processo de moldagem por injeção de plástico mais adequado para sua aplicação específica. Cada um dos três métodos principais (hidráulico, elétrico e híbrido) oferece vantagens e desvantagens exclusivas. Para fazer a escolha certa para seu projeto, é importante entender completamente como esses métodos diferem e o que eles podem oferecer a você.

Moldagem por injeção hidráulica

Máquinas de moldagem por injeção de plástico hidráulicas (IMMs) Dependendo de suas necessidades específicas, custos de eletricidade e preferências pessoais, uma prensa hidráulica ainda pode ser a melhor escolha para o trabalho.

Esses tipos de máquinas usam cilindros hidráulicos para prender as duas metades do molde juntas sob alta pressão. Os pellets de substrato plástico são então derretidos e o líquido é injetado na cavidade do molde. Uma vez que o plástico esfria e endurece, as duas metades do molde são separadas, a peça é removida e o processo é repetido.

Para evitar que o molde seja empurrado para abrir pela pressão de injeção, fazendo com que o excesso de material “pisque” ao redor da peça, o dispositivo de fixação deve ser capaz de fornecer força de fixação suficiente para manter o molde fechado durante o processo de injeção. Para peças com seções de parede fina e profundidades de estampagem profundas, é necessária uma força de fixação de aproximadamente 3-4 toneladas por polegada quadrada de cavidade. Para seções de parede espessa e profundidades de estampagem rasas, são necessárias cerca de 2 toneladas por polegada quadrada.

Os IMMs hidráulicos de hoje são capazes de controlar forças de fixação de até 8.000 toneladas e podem criar peças pesando mais de 50 libras. A hidroformação é uma escolha popular na indústria automotiva, que precisa produzir peças grandes e pesadas, como para-choques.

Vantagens
A moldagem por injeção hidráulica é a escolha preferida para acionar puxadores de núcleo, ejetores e comportas de válvula, e para peças de paredes espessas que precisam ser mantidas por longos períodos de tempo. Algumas de suas vantagens sobre máquinas totalmente elétricas incluem:

Maior força de fixação para peças grandes
Melhores taxas de injeção
Alta resistência ao desgaste
Tamanhos de tomada maiores
Melhores capacidades de ejeção
Pode ser equipado com acumuladores para compensar o movimento mais lento da braçadeira
Preço de compra inicial mais baixo
Baixo custo e alta disponibilidade de peças de reposição, resultando em menores custos de manutenção
Projetos avançados mais fáceis de controlar

Desvantagens
Por serem tão potentes, as prensas hidráulicas consomem muita energia, mesmo quando ociosas. Enquanto um motor elétrico típico pode consumir cerca de 2,55 kWh durante um processo de moldagem por injeção, uma prensa hidráulica pode consumir 5,12 kWh. Elas exigem temperaturas de moldagem mais altas e mais tempo de resfriamento, e não são adequadas para uso em salas limpas devido ao risco de vazamentos de fluidos. As IMMs hidráulicas são mais barulhentas e menos precisas do que as prensas totalmente elétricas. No entanto, à medida que as forças de fixação são aumentadas e os sistemas de controle são aprimorados, o desempenho de precisão das prensas hidráulicas melhora.

Moldagem por injeção elétrica
Essas máquinas são alimentadas por servomotores de alta velocidade controlados digitalmente em vez de hidráulica, resultando em uma operação mais rápida, repetível, mais precisa e com eficiência energética. A operação do motor é altamente previsível, então, uma vez que o processo de injeção ideal é alcançado, ele pode ser replicado de forma muito consistente, resultando em peças de maior qualidade. Uma vez que um trabalho é programado em um motor, seu controle digital permite que ele funcione praticamente sem supervisão, o que reduz os custos de mão de obra e melhora os lucros.

Vantagens
A moldagem por injeção elétrica é bem adequada para aplicações em salas limpas porque não há risco de contaminação por óleo. Devido à sua alta precisão, o processo também é bem adequado para peças de pequeno a médio porte e produtos médicos, como placas de Petri e seringas. Outros benefícios incluem:
Precisão e repetibilidade rigorosas, reduzindo as taxas de refugoProcessos limpos e sem vazamentosTempo de inatividade reduzido, normalmente associado à hidráulicaEconomia de energia de 30% a 70%Operação mais silenciosa; reduz o ruído do motor para menos de 70 dBAVelocidades de injeção rápida mais altas de até 800 mm/seg e movimento de fixação mais rápidoTempos de inicialização mais curtos e tempos de ciclo até 20% mais rápidosMenos desperdício de material, reduzindo os custos unitáriosNenhum consumível, como óleos, precisando de substituição ou limpezaRequisitos de energia mais baixos reduzem significativamente os custos operacionais

Desvantagens
Embora os motores elétricos sejam mais rápidos, limpos e mais eficientes em termos de energia, eles não conseguem igualar as forças de fixação produzidas por prensas hidráulicas e têm um custo inicial mais alto. Eles são grampos de alavanca acionados por fuso de esferas, ambos são peças de desgaste que podem ser caras para substituir ou difíceis de encontrar no mercado de usados. E, apesar de oferecer grande precisão, a alta precisão de posicionamento dos motores elétricos pode torná-los menos tolerantes do que as prensas hidráulicas.

Moldagem por injeção de plástico híbrido
Combinando o melhor dos dois mundos, as máquinas de moldagem por injeção híbridas estão no mercado há décadas, combinando a força de fixação superior das prensas hidráulicas com a precisão, repetibilidade, economia de energia e baixo ruído dos motores elétricos. Isso resulta em melhor desempenho para peças de paredes finas e grossas. Essas máquinas se tornaram cada vez mais populares nos últimos anos devido à sua eficiência e facilidade de uso.

Quase 66% da energia em uma prensa hidráulica é usada para recuperar o parafuso. Então, enquanto as prensas híbridas custam mais adiantado, sua rotação elétrica do parafuso pode resultar em economias significativas que podem então ser repassadas ao cliente. Nossas máquinas híbridas têm toda a potência oferecida por uma máquina totalmente hidráulica, com quase a mesma eficiência energética de uma máquina totalmente elétrica.

Vantagens
A moldagem por injeção de plástico híbrido é um processo energeticamente eficiente e duradouro, sem muita demanda, o que resulta em um retorno mais rápido do investimento.
Algumas de suas vantagens específicas incluem:
As bombas servo permitem ajuste contínuo para versatilidade no design do produto
Tende a usar dois sistemas de fixação na alavanca
Custo inicial médio para todas as três opções (hidráulica, elétrica, híbrida), mas pode oferecer as maiores economias a longo prazo
Processos de circuito fechado com tempos de resposta mais rápidos
Temperaturas mais baixas exigem menos resfriamento e aumentam a vida útil do óleo e da máquina

Desvantagens
Como todos os híbridos são diferentes, pode ser difícil combinar a prensa correta com o produto e fornecer uma máquina de substituição confiável para certas aplicações. Se qualquer manutenção for necessária na máquina híbrida, o supervisor deve ter conhecimento de prensas hidráulicas e elétricas.