Fonctionnement des machines de moulage par injection
Les machines de moulage par injection sont des machines de moulage de plastique dont le processus de travail comprend principalement quatre étapes clés : le chauffage, la fermeture du moule, l'injection et le maintien de la pression. Les machines de moulage par injection injectent des matières plastiques granuleuses dans la cavité fermée du moule après les avoir chauffées et plastifiées. La matière est maintenue sous une certaine pression pendant un certain temps. Après refroidissement, le moule est ouvert et les produits plastiques moulés sont extraits. Sa structure de base comprend une trémie d'alimentation, une vis, un système de chauffage, un mécanisme d'injection, un moule, etc. Le moulage par injection est un processus de production cyclique à forte périodicité.
Le système de transmission de la machine de moulage par injection se concentre principalement sur le contrôle de la précision et l'économie d'énergie, et se divise principalement en système d'entraînement entièrement hydraulique, système d'entraînement hybride électro-hydraulique et système d'entraînement servo entièrement électrique en fonction des différentes méthodes d'entraînement.
Système d'entraînement entièrement hydraulique
Principe de fonctionnement de l'entraînement entièrement hydraulique
Le système d'entraînement hydraulique complet se compose principalement de pompes quantitatives ordinaires ou de pompes variables, de soupapes de décharge, de soupapes d'étranglement et de soupapes directionnelles électromagnétiques, ainsi que d'autres composants hydrauliques conventionnels. Régler la valeur de consigne de la soupape de décharge et de la vanne d'étranglement pour répondre aux exigences de pression et de vitesse d'injection du processus d'injection. Utiliser le relais temporisé et l'automate programmable pour contrôler l'activation et la désactivation de chaque vanne de commutation électromagnétique. Cela permet de s'assurer que chaque cycle du processus est exécuté de manière ordonnée.
Avantages et inconvénients des entraînements entièrement hydrauliques
La structure du système hydraulique est fiable, peu coûteuse et facile à entretenir. Cependant, elle ne peut réaliser qu'une commande de commutation et tout au plus quelques niveaux de contrôle de la vitesse et de la pression. Cette limitation signifie qu'il ne peut plus répondre aux exigences du processus d'injection graduelle. En outre, en cours de fonctionnement, la soupape de décharge reste en état de débordement. Cette situation entraîne une grande quantité de débordement et de perte d'étranglement, ce qui se traduit par une perte d'énergie importante. Par conséquent, il est difficile pour le système de répondre aux exigences actuelles des processus complexes de moulage par injection.
Systèmes d'entraînement hybrides électro-hydrauliques
La méthode hybride électro-hydraulique, qui transforme le système traditionnel de contrôle des vannes en un système de contrôle des pompes, combine les avantages d'une densité de puissance hydraulique élevée, d'un contrôle multiaxial et d'un contrôle électrique de haute précision, ainsi que d'excellentes caractéristiques en matière d'économie d'énergie, et est rapidement plébiscitée par le marché et largement promue.
Bien entendu, le système d'entraînement hybride électro-hydraulique peut être subdivisé en trois types :
Systèmes de contrôle proportionnel
Le système de contrôle proportionnel présente les avantages d'une grande précision, d'une réponse rapide, d'une structure de système simplifiée et d'un contrôle facile. Par rapport aux servovalves, il présente de faibles exigences en matière de propreté de l'huile hydraulique et de faibles pertes de charge, tout en répondant à la plupart des exigences industrielles. Malgré l'existence de certaines pertes de débordement et d'étranglement, il est plus efficace sur le plan énergétique que le système de pompes quantitatives et de vannes, et il est capable de contrôler en boucle fermée et d'améliorer la répétabilité.
Système de contrôle de la fréquence
Le système de contrôle à fréquence variable régule la vitesse du moteur en modifiant la fréquence de l'alimentation électrique. Ce réglage modifie la cylindrée de la pompe doseuse, garantissant que le débit ou la pression requis par la charge est compatible avec le système. En conséquence, le système élimine pratiquement toutes les pertes de débordement et d'étranglement et réduit considérablement l'utilisation de diverses vannes hydrauliques.
Systèmes de servocommande
Le système de servocommande comprend un système tout électrique entraîné par un servomoteur, un système de servovalve et un système composé électrohydraulique entraîné par un servomoteur. Le système servoélectrique comporte un élément d'exécution de moins que le système servohydraulique. Il permet non seulement d'économiser de l'énergie, mais aussi de bénéficier d'une grande précision, d'une large gamme de réglages de la vitesse d'injection et d'une bonne stabilité à basse vitesse. Les presses à injecter tout électriques utilisent de nombreux servomoteurs. Il en résulte des coûts de développement élevés et un prix plusieurs fois supérieur à celui d'une machine de moulage par injection ordinaire.
Système d'entraînement servo entièrement électrique
Le système d'entraînement servo entièrement électrique est principalement composé d'un servomoteur, d'un pilote, d'un encodeur et d'un contrôleur. Le servomoteur fournit une vitesse de rotation et un couple précis en fonction des instructions du contrôleur, entraînant la vis pour effectuer la fusion et l'injection du plastique, ainsi que d'autres opérations. Le codeur détecte la position et la vitesse du moteur en temps réel et les transmet au contrôleur. Il s'agit d'une commande en boucle fermée qui garantit la précision et la stabilité du mouvement.
Les caractéristiques du système de servocommande électrique sont les suivantes :
Haute précision : contrôle très précis de la position, de la vitesse et de la pression, ce qui améliore considérablement la précision dimensionnelle et l'homogénéité de la qualité des produits moulés par injection.
Réactivité élevée : le servomoteur se caractérise par une réponse rapide, ce qui permet d'ajuster rapidement l'état de fonctionnement et d'améliorer l'efficacité de la production.
Économie d'énergie et protection de l'environnement : pas de fuite d'huile hydraulique ni de perte d'énergie, plus d'économie d'énergie et de protection de l'environnement.
Faible coût d'entretien : structure simple, réduction du remplacement de l'huile hydraulique et des coûts d'entretien, réduction des coûts d'exploitation globaux.
Facile à utiliser : système de contrôle numérique, interface de fonctionnement conviviale et intuitive, facile à saisir et à utiliser.
Résumé et application
Dans l'ensemble, les systèmes hydrauliques conventionnels sont fiables dans leur structure, peu coûteux et faciles à entretenir. Cependant, ils peinent à répondre à la demande de haute précision et de haute répétabilité dans les processus complexes de moulage par injection. Les systèmes hybrides électro-hydrauliques et les systèmes électriques dotés d'un contrôle de haute précision, d'une économie d'énergie et d'une vitesse de réponse rapide deviennent progressivement populaires sur le marché. Le système tout électrique à servocommande, quant à lui, a un effet d'économie d'énergie et une précision plus élevés, mais son coût est plus élevé.
Les industries telles que l'électronique, l'automobile et la médecine utilisent largement les machines de moulage par injection. À l'heure actuelle, la Chine utilise principalement des systèmes de pompes variables proportionnelles et des systèmes de contrôle de la vitesse à fréquence variable. À l'étranger, parallèlement à l'entraînement hydraulique traditionnel, de nouvelles technologies de transmission entièrement pilotées par des servomoteurs électriques ont vu le jour. Par exemple, la machine de moulage par injection entièrement électrique a une force de serrage élevée, une vitesse d'injection élevée et un très bon rapport coût-efficacité, économisant l'énergie jusqu'à 70%. De nombreuses entreprises ont introduit des systèmes de servocommande de haute précision afin d'améliorer l'uniformité de la taille des produits et de réduire les taux de rebut. Dans le même temps, elles parviennent à réduire considérablement la consommation d'énergie et les coûts de production.
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