Guide d'achat de machines de moulage par injection : tonnage, types de serrage et spécifications expliqués

Lors du choix d'un machine de moulage par injection , les facteurs les plus critiques sont le tonnage de serrage (la force nécessaire pour maintenir le moule fermé pendant l'injection), le type de mécanisme de serrage (hydraulique, électrique ou hybride) et la taille de la dose (le volume maximum de matériau que la machine peut injecter par cycle). En règle générale, les exigences en matière de tonnage de serrage varient de 2 à 5 tonnes par pouce carré de surface de pièce projetée. , la plupart des pièces de petite et moyenne taille nécessitant des machines entre 50 et 300 tonnes, tandis que les gros composants automobiles ou électroménagers peuvent nécessiter 1 000 tonnes ou plus.

Comprendre le tonnage et comment le calculer

Le tonnage fait référence à la force de serrage qu'une machine peut appliquer pour maintenir les moitiés du moule fermées contre la pression du plastique fondu injecté. Si la force de serrage est insuffisante, le moule se séparera légèrement lors de l'injection, provoquant des bavures (excès de plastique) le long de la ligne de joint.

Calcul du tonnage de base

Une formule simplifiée multiplie la surface projetée de la pièce (y compris les glissières, en pouces carrés) par un facteur de pression spécifique au matériau, généralement 2 à 3 tonnes par pouce carré pour des matériaux comme le polypropylène et le polyéthylène, et 4 à 5 tonnes par pouce carré pour les plastiques techniques comme le nylon ou le polycarbonate qui nécessitent des pressions d'injection plus élevées.

Pourquoi le surdimensionnement est important

De nombreux fabricants recommandent de sélectionner une machine avec un tonnage 10 à 20 % supérieur au minimum calculé. pour tenir compte de la variabilité des matériaux, des modifications futures du moule et des outils multi-empreintes qui pourraient être ajoutés ultérieurement. Cependant, un surdimensionnement important augmente la consommation d’énergie et l’encombrement de la machine sans apporter d’avantages proportionnels.

Tableau de référence des tonnages par application

Types de mécanismes de serrage

Systèmes de serrage hydrauliques

Les machines hydrauliques utilisent des cylindres entraînés par l’huile pour générer une force de serrage et constituent la norme de l’industrie depuis des décennies. Ils offrent une capacité de tonnage élevée à un coût initial inférieur et sont bien adaptés aux grandes pièces nécessitant des forces de serrage élevées. Le compromis est une consommation d'énergie plus élevée, puisque les pompes hydrauliques fonctionnent en continu même pendant les parties inactives du cycle.

Systèmes électriques (tout électriques)

Les machines entièrement électriques peuvent réduire la consommation d'énergie de 50 à 70 % par rapport aux machines hydrauliques équivalentes , puisque les servomoteurs ne consomment de l'énergie que lorsqu'un mouvement est requis. Ils offrent également des temps de cycle plus rapides et un contrôle plus précis de la vitesse de serrage et d'injection, ce qui les rend populaires pour les applications de haute précision telles que les dispositifs médicaux et les connecteurs. Les machines électriques coûtent généralement 20 à 30 % de plus que leurs équivalents hydrauliques.

Systèmes hybrides

Les machines hybrides combinent un serrage hydraulique avec des unités d'injection électriques ou utilisent des pompes hydrauliques servocommandées qui fonctionnent uniquement à la demande. Cette configuration vise à équilibrer le coût initial inférieur des systèmes hydrauliques avec certaines des économies d'énergie et les avantages de précision des entraînements électriques, réduisant souvent la consommation d'énergie de 30 à 50 % par rapport aux machines hydrauliques standard.

Bascule ou serrage direct

Dans les machines hydrauliques et hybrides, la force de serrage peut être appliquée via un système à bascule (liaison mécanique) ou un vérin hydraulique direct. Les systèmes à bascule sont courants sur les petites machines et offrent une fermeture rapide et économe en énergie du moule, tandis que les pinces hydrauliques directes assurent une répartition plus uniforme de la pression, ce qui est préféré pour les moules plus grands et les exigences de tolérance plus strictes.

Spécifications clés à comparer

La taille des tirs ne doit généralement utiliser que 20 à 80 % de la capacité nominale maximale de la machine pour un matériau donné. , car fonctionner aux extrémités de la plage de fonctionnement d'une machine peut conduire à une qualité de fusion incohérente et à une dégradation accrue du matériau.

Autres facteurs à considérer

Machines neuves ou d'occasion

Les machines de moulage par injection d'occasion peuvent coûter 40 à 60 % de moins que leurs équivalents neufs et restent une option viable pour les applications non critiques, à condition qu'elles soient soumises à une inspection approfondie des systèmes hydrauliques, de l'usure des vis et du barillet et des composants électriques. Les nouvelles machines sont accompagnées des garanties du fabricant et du logiciel de contrôle le plus récent, ce qui peut être important pour la surveillance de l'énergie et l'homogénéité de la qualité.

Compatibilité des équipements auxiliaires

Les robots, convoyeurs, refroidisseurs et séchoirs de matériaux doivent tous s'intégrer au système de contrôle de la machine. Confirmez que le contrôleur de la machine prend en charge les protocoles de communication standard (tels que les interfaces Euromap ou SPI) si vous envisagez d'ajouter une automatisation maintenant ou dans le futur.

Exigences en matière d'empreinte et d'installations

Les machines de plus grand tonnage nécessitent non seulement un espace au sol, mais également une hauteur de plafond adéquate pour les changements de moule, ce qui peut nécessiter un dégagement au-dessus de 1,5 à 2 fois la hauteur de la machine. . Les exigences en matière de service électrique varient également considérablement en fonction du tonnage. Vérifiez donc la capacité électrique de votre installation, en particulier pour les machines hydrauliques plus grandes qui peuvent nécessiter une alimentation triphasée à des ampérages plus élevés.

Système de contrôle et interface utilisateur

Les machines modernes sont dotées de contrôleurs à écran tactile avec des recettes programmables, une surveillance des processus et des capacités d'enregistrement des données. Ces fonctionnalités soutiennent la cohérence de la qualité et peuvent s'intégrer aux systèmes d'exécution de la fabrication (MES) à l'échelle de l'usine, ce qui est de plus en plus important pour les opérations en quête de certifications telles que ISO 9001.

Entretien et coût total de possession

1. L'huile hydraulique doit être changée régulièrement, généralement toutes les 4 000 à 8 000 heures de fonctionnement en fonction de l'utilisation et de la température de fonctionnement.
2. L'usure du canon et des vis doit être inspectée périodiquement, en particulier lors du traitement de matériaux abrasifs tels que les résines chargées de verre.
3. Les tirants et les plateaux nécessitent des contrôles d'alignement périodiques pour éviter une usure inégale et des dommages au moule.
4. Les machines électriques ont généralement des coûts de maintenance inférieurs en raison du nombre réduit de pièces mobiles et de l'absence de fluide hydraulique à gérer.
5. Les coûts énergétiques sur la durée de vie de la machine dépassent souvent le prix d'achat initial, ce qui fait de l'efficacité un facteur majeur dans les calculs du coût total de possession.

Même si les machines électriques ont un coût initial plus élevé, les économies d'énergie peuvent compenser la différence de prix en 3 à 5 ans. pour les installations fonctionnant sur plusieurs équipes, ce qui en vaut la peine pour les environnements de production à haut volume.