Guide des machines à injection hydraulique : comment les systèmes hydrauliques façonnent le moulage

Entrez dans un atelier de moulage qui fonctionne depuis deux décennies et vous constaterez généralement que les gros travaux sont effectués par une machine à injection hydraulique. Ce n'est pas de la nostalgie. L'hydraulique transforme un modeste moteur électrique en une force énorme et facilement contrôlable, et le moulage par injection est une activité fondée sur une force contrôlée : force pour maintenir un moule fermé, force pour pousser la matière fondue à travers une porte étroite et force pour emballer une pièce avant qu'elle ne refroidisse.

Une machine à injection hydraulique est simplement une machine de moulage par injection dont les mouvements de serrage, d'injection et d'entraînement par vis sont alimentés par de l'huile sous pression plutôt que par des servos électriques séparés. Les presses entièrement électriques et hybrides ont pris une part croissante du marché, en particulier dans les travaux de faible tonnage et de haute précision, mais l'hydraulique reste le choix par défaut pour les grandes pièces, les parois épaisses, les matériaux thermodurcis et tout ce qui nécessite une force de serrage importante à un prix raisonnable. Ce guide explique comment fonctionne le système hydraulique, où il gagne encore et comment le garder en bonne santé.

Comment fonctionne réellement une machine à injection hydraulique

La plupart des machines hydrauliques partagent une unité de puissance entre deux circuits, et la compréhension de ces deux circuits explique presque tout sur le comportement de la machine.

Le circuit de serrage

Lorsque le moule se ferme, un vérin hydraulique pousse le plateau mobile vers l'avant jusqu'à ce que les deux faces du moule se touchent. La pression d'huile continue alors de croître et cette pression agissant sur la zone du piston devient une force de serrage, le tonnage étant imprimé sur la plaque signalétique de la machine. Étant donné que la force provient de la pression du fluide plutôt que d'une vis mécanique, il est peu coûteux de fabriquer de très gros tonnages et la force est répartie de manière raisonnablement uniforme sur le plateau, ce qui est respectueux des grands moules. Les conceptions à sauterelle et à deux plateaux utilisent toutes deux le même principe ; ils diffèrent simplement par la manière dont la force est transmise.

Le circuit d'injection

Un moteur hydraulique fait tourner la vis pour faire fondre et doser le tir. Lorsque l'injection commence, un cylindre séparé pousse la vis vers l'avant comme un piston, et un clapet anti-retour à l'extrémité de la vis empêche la fonte de refluer. La variation du débit de la pompe pendant la course vous offre le profil d'injection en plusieurs étapes dont la plupart des pièces ont besoin : remplissage rapide, compactage plus lent, maintien contrôlé. Les machines hydrauliques sont particulièrement efficaces dans les étapes de maintien lentes et longues qu'exigent les pièces à parois épaisses.

L'unité de puissance

L'unité de puissance 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.

Hydraulique, tout électrique ou hybride : une comparaison directe

Chaque acheteur finit par être confronté à la même question. Il n’y a pas de réponse universelle, car cela dépend de la taille de la pièce, du matériau, des exigences de précision et de l’importance que vous accordez à une machine simple et réparable.

D’après notre expérience, la décision concerne rarement la mode. Si vos pièces sont de grande taille, si votre matériau est abrasif ou sensible à la chaleur, ou si votre budget doit couvrir plusieurs machines plutôt qu'une seule, l'hydraulique gagne généralement. Si vos pièces sont petites, vos tolérances sont serrées et l’électricité constitue votre principal poste de travail, les presses entièrement électriques ont du sens. Pour un côte à côte plus long, nous gardons un article détaillé sur machines de moulage par injection hydrauliques ou électriques dans notre base de connaissances.

Là où une machine hydraulique gagne encore sa place

Après suffisamment de projets, des modèles apparaissent. L’hydraulique a tendance à être la bonne réponse lorsque :

• La force de serrage se mesure en centaines ou en milliers de tonnes, comme pour les palettes, les caisses, les grands bacs et les garnitures automobiles.
• Les parois sont épaisses et la phase de maintien est longue, la machine doit donc supporter la pression sans se plaindre.
• Le matériau est un thermodurcissable tel que phénolique, qui nécessite une pression d'injection élevée et un contrôle minutieux de la température du fût.
• Les moules sont lourds et profonds, et la répartition uniforme de la force sur le plateau compte pour plus d'une fraction de seconde dans le temps de cycle.
• Plusieurs machines doivent correspondre à un même budget, et le service local et la disponibilité des pièces de rechange comptent bien plus qu'une simple fiche technique.

L’hydraulique servocommandée rend cette liste plus longue qu’auparavant. Notre propre série ZF, par exemple, utilise un système hydraulique servocommandé sur une plage de 50 t à 2 500 t, de sorte que l'avantage de serrage reste tandis que les pertes au ralenti diminuent.

Machine de moulage par injection à économie d'énergie servo série ZF Le système hydraulique servocommandé de 50 T à 2 500 T réduit les pertes au ralenti tout en prenant en charge un moulage thermoplastique stable et reproductible pour les pièces automobiles, électroniques, médicales et d'emballage. Voir le produit →

Faire correspondre la machine au matériau, pas seulement à la pièce

Les thermoplastiques pardonnent. Une vis à usage général avec un taux de compression raisonnable et un rapport longueur/diamètre décent gérera le polypropylène, l'ABS et la plupart de ce qu'un atelier voit, à condition que la taille du tir et la force de serrage soient correctes.

Les thermodurcis ne pardonnent pas. Les résines phénoliques durcissent plutôt que de geler, et elles durcissent un peu plus à chaque seconde où elles sont placées dans un baril chaud. Cela signifie que la machine a besoin d'un zonage précis de la température du cylindre, d'une géométrie de vis qui maintient un temps de séjour court et d'une pression d'injection suffisante pour remplir la cavité avant que le matériau ne commence à prendre. Parce que ces matériaux sont abrasifs et que le processus est chaud, les machines hydrauliques restent courantes dans ce secteur du moulage. Notre série JM couvre 178 t à 408 t pour les matériaux phénoliques et similaires.

Machine de moulage par injection de bakélite série JM, 178T-408T Pour les thermodurcis phénoliques et similaires, cette série 178T-408T utilise un refroidissement et une plastification spécialisés en barillet pour empêcher le matériau fondu de se solidifier et soutenir une production cohérente. Voir le produit →

Le côté auxiliaire d’une conduite hydraulique

Les machines hydrauliques sont plus sensibles à la température que les machines électriques, car l'huile elle-même fait partie de la transmission. Lorsque l'huile devient chaude, la viscosité diminue, les fuites internes augmentent et la machine perd à la fois en vitesse et en répétabilité. Garder l’huile hydraulique, le moule et la matière première à l’intérieur de leurs fenêtres appropriées est ce qui différencie un processus stable d’un processus frustrant.

C'est pourquoi l'équipement autour de la presse est si important :

• Un contrôleur de température de moule maintient la cavité à la température dont votre pièce a réellement besoin, et non à la température dans laquelle se trouve l'atelier.
• Un refroidisseur industriel fournit une eau de refroidissement constante au refroidisseur d'huile et au moule, ce qui permet de conserver des temps de cycle reproductibles sur une longue période de travail.
• Un séchoir à trémie élimine l'humidité avant qu'elle ne se transforme en stries argentées et en bulles dans la pièce finie.
• Un chargeur automatique sous vide et un mélangeur de couleurs assurent la fluidité et la cohérence du matériau sans qu'un opérateur ne se trouve devant la trémie.
• Un granulateur ou une machine de recyclage transforme les canaux et les rejette en matériau utilisable.

Le refroidissement est l’élément le plus souvent sous-estimé. Sur une machine hydraulique, le refroidisseur d'huile, le circuit du moule et la gorge d'alimentation sont tous en compétition pour la même eau glacée, et un refroidisseur légèrement sous-dimensionné apparaît comme une dérive des temps de cycle bien avant que quiconque ne soupçonne l'alimentation en eau.

Refroidisseur industriel pour le moulage par injection et le refroidissement des processus Équipement de refroidissement auxiliaire pour le contrôle de la température des moules, le refroidissement des processus et le CVC, avec des fonctionnalités économes en énergie et des plages de température adaptables pour les applications manufacturières, pharmaceutiques et alimentaires. Voir le produit →

Une liste de contrôle pratique avant de signer

Apportez ces chiffres à n’importe quelle conversation avec un fournisseur et la discussion deviendra beaucoup plus courte.

1. Surface projetée de la pièce plus la glissière, multipliée par la pression dans la cavité dont votre matériau et l'épaisseur de paroi ont besoin. Pour les résines courantes à écoulement facile, 300 à 500 bars constituent un point de départ raisonnable ; les pièces rigides, à paroi mince ou à long débit ont besoin de plus.
2. Taille du tir, c'est-à-dire poids de la pièce plus coureur, avec suffisamment de capacité de canon restant pour une plastification cohérente. Utilisez une partie confortable de la capacité de tir plutôt que le maximum.
3. Géométrie des vis, diamètre de revêtement, rapport longueur/diamètre et taux de compression, vérifiés par rapport à votre résine spécifique et à toute teneur en charge.
4. Espacement des barres de liaison et lumière du jour, mesurés par rapport au plus grand moule que vous prévoyez d'utiliser au cours des cinq prochaines années, et non à celui qui est sur le banc aujourd'hui.
5. Débit d’injection et temps de cycle de séchage, comparés au cycle dont vous avez réellement besoin pour être rentable.
6. Pression nominale hydraulique et type de pompe, ainsi que si le système de contrôle prend en charge le profil d'injection requis par vos pièces.
7. Assistance après-vente : avec quelle rapidité une pompe, une vanne ou un joint peut être remplacé et s'il existe une aide dans votre région.

Vous pouvez voir les options de tonnage et de configuration dans notre gamme de presses à injecter si vous voulez un point de départ pour une comparaison.

Des habitudes de maintenance qui garantissent la fiabilité du système hydraulique

Une machine hydraulique récompense la discipline de base. Rien sur cette liste n’est exotique, mais la sauter est la façon dont une bonne presse se transforme en problème de maintenance.

• Gardez l'huile propre. La contamination est la principale cause de grippage des soupapes et d'usure de la pompe. Changez donc les filtres à temps et vérifiez l'état de l'huile plutôt que de supposer qu'un intervalle de calendrier est suffisant.
• Surveillez la température de l’huile. La plupart des systèmes fonctionnent mieux entre 45 et 55 degrés Celsius. S'il grimpe vers 60, regardez le refroidisseur, le débit d'eau et la température ambiante dans l'usine.
• Traitez les fuites le plus tôt possible. Un joint qui pleure est peu coûteux à réparer et coûteux à ignorer, car la perte d'huile entraîne une aération, et l'aération entraîne des pompes bruyantes et une pression irrégulière.
• Écoutez la pompe. Un changement de ton précède généralement un changement de performance.
• Enregistrez les réglages de pression et de vitesse pour chaque moule. Lorsqu'une pièce s'écarte des spécifications, une configuration enregistrée vous indique si la machine a bougé ou si le matériau a changé.
• Gardez le circuit de refroidissement propre. Le tartre et le biofilm à l’intérieur des canaux de moule vous coûtent discrètement du temps de cycle à chaque quart de travail.

Choisir une machine à injection hydraulique consiste moins à comparer des brochures qu'à faire correspondre le contrôle de la force, du débit et de la température aux pièces que vous vendez réellement. La technologie est mature, ce qui est une bonne chose : les principes sont bien compris, les machines sont réparables et une presse bien entretenue peut servir une usine pendant très longtemps.

Nous construisons des machines de moulage par injection et les équipements auxiliaires qui les entourent dans notre usine de Yuyao, Zhejiang, et nous préférons vous poser les bonnes questions plutôt que de vous citer la mauvaise machine. Dites-nous la pièce, le matériau et le temps de cycle dont vous avez besoin, et nous vous aiderons à déterminer le tonnage et la configuration qui vous conviennent.