Hydraulisk, elektrisk och hybrid formsprutning av plast: Vilken process är rätt för dig?

Designingenjörer har en mängd olika alternativ när det gäller att välja den plastformsprutningsprocess som är bäst lämpad för deras specifika tillämpning. Var och en av de tre huvudmetoderna (hydraulisk, elektrisk och hybrid) erbjuder unika fördelar och nackdelar. För att göra rätt val för ditt projekt är det viktigt att till fullo förstå hur dessa metoder skiljer sig och vad de kan erbjuda dig.

Hydraulisk formsprutning

Hydrauliska plastformsprutningsmaskiner (IMM) Beroende på dina specifika behov, elkostnader och personliga preferenser kan en hydraulisk press fortfarande vara det bästa valet för jobbet.

Dessa typer av maskiner använder hydraulcylindrar för att klämma ihop de två halvorna av formen under högt tryck. Plastsubstratpelletsen smälts sedan och vätskan sprutas in i formhåligheten. När plasten svalnar och härdar separeras de två halvorna av formen, delen tas bort och processen upprepas.

För att förhindra att formen trycks upp av insprutningstrycket, vilket gör att överskottsmaterial "flassar" runt delen, måste spännanordningen kunna ge tillräckligt med spännkraft för att hålla formen stängd under insprutningsprocessen. För delar med tunna väggsektioner och djupa dragdjup krävs en klämkraft på cirka 3-4 ton per kvadrattum hålrum. För tjockväggiga sektioner och grunda dragdjup krävs cirka 2 ton per kvadrattum.

Dagens hydrauliska IMM kan kontrollera klämkrafter upp till och överstiga 8 000 ton och kan skapa delar som väger mer än 50 pund. Hydroformning är ett populärt val inom bilindustrin, som behöver producera stora, tunga delar som stötfångare.

Fördelar
Hydraulisk formsprutning är det föredragna valet för att driva kärndrag, ejektorer och ventilportar, och för tjockväggiga delar som behöver hållas under långa tidsperioder. Några av dess fördelar jämfört med helelektriska maskiner inkluderar:

Större spännkraft för stora delar
Bättre injektionshastighet
Hög slitstyrka
Större skottstorlekar
Bättre utkastningsförmåga
Kan förses med ackumulatorer för att kompensera för långsammare klämrörelser
Lägre initial inköpspris
Låg kostnad och hög tillgänglighet av reservdelar, vilket resulterar i lägre underhållskostnader
Lättare att styra avancerade projekt

Nackdelar
Eftersom de är så kraftfulla förbrukar hydrauliska pressar mycket energi även när de är inaktiva. Medan en typisk elmotor kan förbruka cirka 2,55 kWh under en formsprutningsprocess, kan en hydraulpress förbruka 5,12 kWh. De kräver högre formningstemperaturer och längre nedkylningstid, och de är inte lämpliga för renrumsanvändning på grund av risken för vätskeläckage. Hydrauliska IMM:er är bullrigare och mindre exakta än helelektriska pressar. Men när klämkrafterna ökar och styrsystemen förbättras, kommer precisionsprestandan hos hydrauliska pressar att förbättras.

Elektrisk formsprutning
Dessa maskiner drivs av digitalt styrda höghastighetsservomotorer snarare än hydraulik, vilket resulterar i snabbare, repeterbar, mer exakt och energieffektiv drift. Motordriften är mycket förutsägbar, så när den idealiska insprutningsprocessen väl har uppnåtts kan den replikeras mycket konsekvent, vilket resulterar i delar av högre kvalitet. När ett jobb väl har programmerats in i en motor låter dess digitala styrning det köras praktiskt taget obevakat, vilket minskar arbetskostnaderna och förbättrar vinsten.

Fördelar
Elektrisk formsprutning är väl lämpad för renrumstillämpningar eftersom det inte finns någon risk för oljeförorening. På grund av sin höga precision är processen även väl lämpad för små till medelstora delar och medicinska produkter som petriskålar och sprutor. Andra förmåner inkluderar:
Snäv noggrannhet och repeterbarhet, minskar skrothastigheten. Aldrig läckande, rena processer Minskad stilleståndstid som vanligtvis är förknippad med hydraulik30% till 70% energibesparingar Tystare drift; minskar motorljudet till mindre än 70 dBAHögre snabba insprutningshastigheter upp till 800 mm/sek och snabbare klämrörelse Kortare starttider och upp till 20% snabbare cykeltider Mindre materialavfall, sänker enhetskostnader. Inga förbrukningsvaror, såsom oljor, behöver bytas ut eller rengöring. Lägre effektbehov minskar avsevärt driftskostnader

Nackdelar
Även om elmotorer är snabbare, renare och mer energieffektiva, kan de inte matcha de spännkrafter som produceras av hydrauliska pressar och har en högre initial kostnad. Det är kulskruvsdrivna vippklämmor som båda är slitdelar som kan vara dyra att byta ut eller svåra att hitta på begagnatmarknaden. Och trots att de erbjuder stor noggrannhet, kan den höga positioneringsnoggrannheten hos elmotorer göra dem mindre förlåtande än hydrauliska pressar.

Hybrid plast formsprutning
Genom att kombinera det bästa av två världar, har hybridformsprutningsmaskiner funnits på marknaden i årtionden nu, och kombinerar den överlägsna spännkraften hos hydrauliska pressar med precisionen, repeterbarheten, energibesparingarna och det låga ljudet hos elmotorer. Detta resulterar i bättre prestanda för både tunnväggiga och tjockväggiga delar. Dessa maskiner har blivit alltmer populära under de senaste åren på grund av deras effektivitet och användarvänlighet.

Nästan 66% av energin i en hydraulisk press används för att återvinna skruven. Så medan hybridpressar kostar mer i förväg, kan deras elektriska skruvrotation resultera i betydande besparingar som sedan kan föras vidare till kunden. Våra hybridmaskiner har all kraft som en helhydraulisk maskin erbjuder, med nästan samma energieffektivitet som en helt elektrisk maskin.

Fördelar
Hybridformsprutning av plast är en energieffektiv och långvarig process utan lika stor efterfrågan, vilket allt resulterar i en snabbare avkastning på investeringen.
Några av deras specifika fördelar inkluderar:
Servopumpar möjliggör kontinuerlig justering för mångsidighet i produktdesign
Brukar använda två klämsystem på växeln
Mediankostnad i förskott för alla tre alternativen (hydraulisk, elektrisk, hybrid) men kan erbjuda de största långsiktiga besparingarna
Slutna processer med snabbare svarstider
Lägre temperaturer kräver mindre kylning och förlänger oljan och maskinens livslängd

Nackdelar
Eftersom alla hybrider är olika kan det vara svårt att matcha rätt press till produkten och att tillhandahålla en pålitlig ersättningsmaskin för vissa applikationer. Om något underhåll krävs på hybridmaskinen ska arbetsledaren ha kunskap om både hydrauliska och elektriska pressar.