Guía de máquinas de inyección hidráulica: cómo los sistemas hidráulicos dan forma al moldeado

Si ingresa a un taller de moldeo que ha estado funcionando durante dos décadas, generalmente encontrará que el trabajo pesado lo realiza una máquina de inyección hidráulica. Eso no es nostalgia. La hidráulica convierte un modesto motor eléctrico en una fuerza enorme y fácil de controlar, y el moldeo por inyección es un negocio basado en la fuerza controlada: fuerza para mantener cerrado un molde, fuerza para empujar la masa fundida a través de una puerta estrecha y fuerza para empaquetar una pieza antes de que se enfríe.

Una máquina de inyección hidráulica es simplemente una máquina de moldeo por inyección cuyos movimientos de sujeción, inyección y accionamiento de tornillo son impulsados ​​por aceite presurizado en lugar de servos eléctricos separados. Las prensas totalmente eléctricas e híbridas han adquirido una participación cada vez mayor en el mercado, particularmente en trabajos de pequeño tonelaje y alta precisión, pero la hidráulica sigue siendo la opción predeterminada para piezas grandes, paredes gruesas, materiales termoestables y cualquier cosa que necesite una gran fuerza de sujeción a un precio razonable. Esta guía cubre cómo funciona el sistema hidráulico, dónde sigue ganando y cómo mantenerlo saludable.

Cómo funciona realmente una máquina de inyección hidráulica

La mayoría de las máquinas hidráulicas comparten una unidad de potencia entre dos circuitos, y comprender esos dos circuitos explica casi todo sobre cómo se comporta la máquina.

El circuito de sujeción

Cuando el molde se cierra, un cilindro hidráulico empuja la placa móvil hacia adelante hasta que las dos caras del molde se tocan. Luego, la presión del aceite continúa aumentando y esa presión que actúa sobre el área del pistón se convierte en fuerza de sujeción, el tonelaje impreso en la placa de identificación de la máquina. Debido a que la fuerza proviene de la presión del fluido en lugar de un tornillo mecánico, es económico construir tonelajes muy grandes y la fuerza se distribuye a través de la platina de manera razonablemente uniforme, lo cual es bueno para los moldes grandes. Los diseños de abrazadera de palanca y de dos placas utilizan el mismo principio; simplemente difieren en cómo se transmite la fuerza.

El circuito de inyección

Un motor hidráulico hace girar el tornillo para fundir y dosificar la granalla. Cuando comienza la inyección, un cilindro separado empuja el tornillo hacia adelante como un émbolo, y una válvula de retención en la punta del tornillo detiene el flujo de retorno del material fundido. La variación de la salida de la bomba durante la carrera le brinda el perfil de inyección de múltiples etapas que la mayoría de las piezas necesitan: llenado rápido, empaquetamiento más lento y retención controlada. Las máquinas hidráulicas son particularmente buenas en las etapas de retención lentas y prolongadas que exigen las piezas de paredes gruesas.

la unidad de potencia

la unidad de potencia is the motor, pump, reservoir, filters, valves and oil cooler. Older machines used fixed-displacement pumps that pushed a constant flow no matter what the cycle needed, which is why they earned a reputation for wasting electricity. Modern servo-driven pumps vary their speed to match demand, and the difference in consumption is significant. Machine builders commonly report large reductions compared with fixed-pump designs, and that is the technology behind most energy-saving machines sold today.

Hidráulico, totalmente eléctrico o híbrido: una comparación directa

Al final, todos los compradores se enfrentan a la misma pregunta. No existe una respuesta universal, porque depende del tamaño de la pieza, el material, los requisitos de precisión y cuánto valora una máquina simple y reparable.

Según nuestra experiencia, la decisión rara vez tiene que ver con la moda. Si sus piezas son grandes, su material es abrasivo o sensible al calor, o su presupuesto tiene que cubrir varias máquinas en lugar de una, la hidráulica suele ganar. Si sus piezas son pequeñas, sus tolerancias son estrictas y la electricidad es su principal rubro, las prensas totalmente eléctricas tienen sentido. Para un análisis más extenso, mantenemos un artículo detallado sobre Máquinas de moldeo por inyección hidráulicas versus eléctricas. en nuestra base de conocimientos.

Donde una máquina hidráulica todavía se gana su lugar

Después de suficientes proyectos, aparecen patrones. La hidráulica tiende a ser la respuesta correcta cuando:

• La fuerza de sujeción se mide en cientos o miles de toneladas, como ocurre con palés, cajas, contenedores grandes y molduras de automóviles.
• Las paredes son gruesas y la etapa de retención es larga, por lo que la máquina tiene que soportar la presión sin quejarse.
• El material es un termoestable como el fenólico, que necesita una alta presión de inyección y un cuidadoso control de la temperatura del cilindro.
• Los moldes son pesados ​​y profundos, y la distribución uniforme de la fuerza a través de la platina importa más de una fracción de segundo del tiempo del ciclo.
• Varias máquinas deben ajustarse a un presupuesto, y el servicio local y la disponibilidad de repuestos cuentan más que una hoja de especificaciones.

El sistema hidráulico servoaccionado hace que esta lista sea más larga de lo que solía ser. Nuestra propia serie ZF, por ejemplo, utiliza sistema hidráulico servocontrolado en un rango de 50 t a 2500 t, por lo que la ventaja de sujeción se mantiene mientras las pérdidas en ralentí disminuyen.

Máquina de moldeo por inyección servoahorradora de energía serie ZF El sistema hidráulico servocontrolado de 50 T a 2500 T reduce las pérdidas en ralentí y al mismo tiempo admite un moldeado termoplástico estable y repetible para piezas automotrices, electrónicas, médicas y de embalaje. Ver producto →

Hacer coincidir la máquina con el material, no solo con la pieza

Los termoplásticos son indulgentes. Un tornillo de uso general con una relación de compresión sensible y una relación longitud-diámetro decente manejará polipropileno, ABS y la mayor parte de lo que se ve en un taller, siempre que el tamaño del disparo y la fuerza de sujeción sean los correctos.

Los termoestables no perdonan. Las resinas fenólicas curan en lugar de congelarse, y curan un poco más cada segundo que permanecen en un barril caliente. Eso significa que la máquina necesita una zona precisa de la temperatura del cilindro, una geometría de tornillo que mantenga el tiempo de residencia corto y suficiente presión de inyección para llenar la cavidad antes de que el material comience a fraguar. Debido a que estos materiales son abrasivos y el proceso se calienta, las máquinas hidráulicas siguen siendo comunes en este sector del moldeo. Nuestra serie JM abarca desde 178 t hasta 408 t para materiales fenólicos y similares.

Máquina de moldeo por inyección de baquelita serie JM, 178T-408T Para termoestables fenólicos y similares, esta serie 178T-408T utiliza enfriamiento y plastificación de barril especializados para evitar que el material fundido se solidifique y respaldar una producción constante. Ver producto →

El lado auxiliar de una línea hidráulica

Las máquinas hidráulicas son más sensibles a la temperatura que las eléctricas, porque el propio aceite forma parte de la transmisión. Cuando el aceite se calienta, la viscosidad disminuye, aumentan las fugas internas y la máquina pierde velocidad y repetibilidad. Mantener el aceite hidráulico, el molde y la materia prima dentro de sus ventanas adecuadas es lo que diferencia un proceso estable de uno frustrante.

Por eso es tan importante el equipamiento de la prensa:

• Un controlador de temperatura del molde mantiene la cavidad a la temperatura que su pieza realmente necesita, no a la temperatura que se encuentra en el taller.
• Un enfriador industrial suministra agua de refrigeración constante al enfriador de aceite y al molde, lo que mantiene los tiempos de ciclo repetibles durante un turno largo.
• Un secador de tolva elimina la humedad antes de que se convierta en rayas plateadas y burbujas en la pieza terminada.
• Un cargador automático por vacío y un mezclador de color mantienen el material fluido y uniforme sin un operador parado en la tolva.
• Un granulador o una máquina de reciclaje convierte los canales y los rechazos en material utilizable.

La refrigeración es la pieza que más a menudo se subestima. En una máquina hidráulica, el enfriador de aceite, el circuito del molde y la garganta de alimentación compiten por la misma agua enfriada, y un enfriador ligeramente más pequeño aparece como tiempos de ciclo de deriva mucho antes de que alguien sospeche del suministro de agua.

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Una lista de verificación práctica antes de firmar

Lleve estos números a cualquier conversación con proveedores y la discusión se acortará mucho.

1. Área proyectada de la pieza más el canal, multiplicado por la presión de la cavidad que necesita el material y el espesor de la pared. Para resinas comerciales de fácil fluidez, un punto de partida razonable es de 300 a 500 bar; Las piezas rígidas, de paredes delgadas o de flujo largo necesitan más.
2. Tamaño del disparo, es decir, parte del peso más el corredor, con suficiente capacidad del cañón para plastificar de manera consistente. Utilice una porción cómoda de la capacidad de disparo en lugar del máximo.
3. Geometría del tornillo, diámetro de recubrimiento, relación longitud-diámetro y relación de compresión, verificados con su resina específica y cualquier contenido de relleno.
4. El espacio entre las barras de unión y la luz natural, medidos con respecto al molde más grande que espera ejecutar en los próximos cinco años, no al que está hoy en el banco.
5. Tasa de inyección y tiempo del ciclo de secado, comparados con el ciclo que realmente necesita para ser rentable.
6. Clasificación de presión hidráulica y tipo de bomba, además de si el sistema de control admite el perfil de inyección que sus piezas requieren.
7. Soporte de servicio: qué tan rápido se puede reemplazar una bomba, válvula o sello y si hay ayuda en su región.

Puede ver las opciones de tonelaje y configuración en nuestra gama de máquinas de moldeo por inyección si quieres un punto de partida para comparar.

Hábitos de mantenimiento que mantienen la confiabilidad del sistema hidráulico

Una máquina hidráulica premia la disciplina básica. Nada en esta lista es exótico, pero omitirlo es como una buena prensa se convierte en un problema de mantenimiento.

• Mantenga el aceite limpio. La contaminación es la principal causa de que las válvulas se atasquen y se desgasten las bombas, por lo tanto, cambie los filtros a tiempo y verifique el estado del aceite en lugar de asumir que un intervalo calendario es suficiente.
• Vigilar la temperatura del aceite. La mayoría de los sistemas son más felices entre aproximadamente 45 y 55 grados Celsius. Si se acerca a los 60, observe el refrigerador, el flujo de agua y la temperatura ambiente de la planta.
• Aborde las fugas lo antes posible. Un sello que llora es barato de reparar y costoso de ignorar, porque la pérdida de aceite provoca aireación, y la aireación genera bombas ruidosas y presión errática.
• Escuche la bomba. Un cambio de tono suele venir antes que un cambio de interpretación.
• Registre los ajustes de presión y velocidad para cada molde. Cuando una pieza se sale de las especificaciones, una configuración guardada le indica si la máquina se movió o el material cambió.
• Mantenga limpio el circuito de refrigeración. Las incrustaciones y la biopelícula dentro de los canales del molde le cuestan silenciosamente tiempo de ciclo en cada turno.

Elegir una máquina de inyección hidráulica se trata menos de comparar folletos y más de hacer coincidir el control de fuerza, flujo y temperatura con las piezas que realmente vende. La tecnología está madura, lo cual es bueno: los principios se conocen bien, las máquinas se pueden reparar y una prensa en buen estado puede servir a una planta durante mucho tiempo.

Construimos máquinas de moldeo por inyección y el equipo auxiliar que las rodea en nuestras instalaciones en Yuyao, Zhejiang, y preferimos hacerle las preguntas correctas que cotizarle la máquina equivocada. Díganos la pieza, el material y el tiempo de ciclo que necesita y le ayudaremos a determinar el tonelaje y la configuración adecuados.