مقایسه دستگاه تزریق پلاستیک الکتریکی و دستگاه تزریق پلاستیک هیدرولیک

برای مدت طولانی، دستگاه تزریق پلاستیک هیدرولیک همیشه بر بازار دستگاه‌های تزریق پلاستیک تسلط داشته است. با این حال، با ظهور و توسعه فراوان دستگاه تزریق پلاستیک الکتریکی و پس از آن دستگاه‌های هیبریدی، موقعیت غالب دستگاه قالب‌گیری تزریقی هیدرولیک در بازار به تدریج متزلزل شد.

در این مقاله به بررسی کامل سه نوع دستگاه تزریق پلاستیک (هیدرولیک، تمام الکتریکی و هیبریدی)، تفاوت‌های فنی آن‌ها، مزایا و معایب هر یک، و یک جدول مقایسه کاربردی برای انتخاب دستگاه مناسب خواهیم پرداخت.

دستگاه تزریق پلاستیک هیدرولیکی

دستگاه تزریق پلاستیک هیدرولیک یک دستگاه قالب‌گیری تزریقی بزرگ است. عملکرد دستگاه تزریق هیدرولیک به این صورت است که با کنترل جریان، فشار و جهت منبع قدرت هیدرولیک، تمامی عملکرد دستگاه تزریق پلاستیک را کنترل می‌کند.

ویژگی‌های دستگاه تزریق پلاستیک هیدرولیک

دستگاه تزریق پلاستیک هیدرولیکی از دریچه‌های هیدرولیک برای کنترل جهت و میزان جریان روغن هیدرولیک پرفشار پمپ‌شده از پمپ هیدرولیک، برای به حرکت درآوردن میله پیستون سیلندر هیدرولیک یا موتور هیدرولیک جهت تکمیل حرکت رفت‌وبرگشتی خطی یا چرخشی استفاده می‌کند.

دستگاه تزریق پلاستیک هیدرولیک می‌تواند از آکومولاتور برای رسیدن به تزریق با سرعت بالا استفاده کند و همچنین می‌تواند به قالب‌گیری تزریقی خاص مانند فوم میکرو دست یابد. حداکثر نیروی گیره دستگاه تزریق پلاستیک هیدرولیک می‌تواند به 80000 کیلونیوتن برسد که می‌تواند قطعات بزرگ‌تر را پردازش کند.

دستگاه تزریق هیدرولیکی از سوپاپ‌ها و موتورهای روغن برای تکمیل و کنترل حرکت تزریق استفاده می‌کند. انواع مختلفی از محرک‌ها موجود است و مکانیسم بستن آن می‌تواند انواع مختلفی از فرم‌های گیره را اتخاذ کند، که باعث می‌شود نیازهای پردازش انواع محصولات پلاستیکی را برآورده کند.

دستگاه تزریق پلاستیک تمام الکتریکی

دستگاه قالب‌گیری تزریقی تمام الکتریکی برای انجام عملیات تزریق خود از یک موتور الکتریکی و یک میله اسکرو استفاده می‌کند. توسعه محرک توسط سطح تحقیق و توسعه سروو موتور محرک انجام شده است، به همین دلیل محرک انواع کمتری دارد. برای اینکه سروو موتور نیروی گیره بیشتری تولید کند، اغلب از مکانیزم ضامن با نیروی انبساط نسبتاً کوچک / ضربه بزرگ استفاده می‌کند. شکل مکانیزم بستن سروو موتورها در نیروی گیره منعکس می‌شود. به‌عنوان مثال، حداکثر نیروی گیره در مشخصات دستگاه قالب‌گیری تزریقی تمام الکتریکی معمولاً حدود 10000 کیلونیوتن است که برای ساخت محصولات پلاستیکی کوچک مناسب‌تر است.

مزایای دستگاه تزریق پلاستیک تمام الکتریکی در مقایسه با دستگاه تزریق هیدرولیکی

تزریق پایدار

دستگاه تزریق پلاستیک تمام الکتریکی کمتر تحت تأثیر عوامل خارجی قرار می‌گیرد، پارامترهای قالب‌گیری آن توسط رایانه کنترل می‌شود و عملکرد تزریق پایدار است. در حالی که پارامترهای فنی دینامیکی دستگاه تزریق پلاستیک تمام هیدرولیک در معرض نوسانات ناشی از تغییرات دمای روغن هیدرولیک هستند.

صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش هزینه

تمام حرکات دستگاه تزریق پلاستیک الکتریکی توسط موتور مربوط به خود، بدون هدایت موتورهای کنترلی دیگر، کنترل می‌شود و هر محرک مستقیماً توسط برق هدایت می‌شود؛ راندمان تولید و میزان مصرف انرژی آن بهینه است و اثر صرفه‌جویی در انرژی قابل‌توجه است. علاوه بر این، دستگاه قالب‌گیری تزریقی تمام الکتریکی نیازی به استفاده از روغن هیدرولیک ندارد، بنابراین نیازی به خنک‌کردن روغن نیست که این خود باعث کاهش استفاده از آب خنک‌کننده و کاهش هزینه‌های تولید می‌شود. بر اساس گزارش‌های صنعتی، مصرف انرژی دستگاه‌های تمام الکتریکی می‌تواند حدود ۳۰ تا ۷۰ درصد کمتر از نمونه هیدرولیکی مشابه باشد.

کنترل کارآمد و بهینه

استفاده از سروو موتور در دستگاه تزریق پلاستیک الکتریکی، پاسخ‌گویی سیستم را بهبود می‌بخشد، بنابراین پاسخ‌دهی آن حساس، سرعت عمل سریع و دقت عمل بالا است. هر قسمت از عمل توسط یک موتور مستقل کنترل می‌شود، بنابراین دستگاه تزریق می‌تواند اقدامات ترکیبی را انجام دهد و چندین فرآیند را می‌توان هم‌زمان انجام داد که راندمان تولید را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد.

دقت بالا

با مزایای سرعت بالا، راندمان بالا و دقت بالا، دستگاه تزریق پلاستیک تمام الکتریکی برای پردازش محصولات با ارزش افزوده بالا مانند قطعات الکترونیک، لوازم الکتریکی و محصولات پزشکی با تمیزی بالا مناسب‌تر است. قالب‌گیری قطعات کوچک با راندمان و دقت بالا از جمله ویژگی‌های بارز دستگاه تزریق پلاستیک تمام الکتریکی است.

بهینه‌سازی محیطی

دستگاه قالب‌گیری تزریقی تمام برقی در حین کار صدای کمی دارد و در عملکرد دستگاه از روغن‌کاری استفاده نمی‌شود، بنابراین نشتی مکانیکی روغن و سایر مشکلات برای تمیز نگه‌داشتن محیط وجود نخواهد داشت؛ همین موضوع این دستگاه‌ها را برای اتاق‌های تمیز (Clean Room) صنایع پزشکی و الکترونیک گزینه‌ای مناسب می‌کند.

مزایای دستگاه تزریق هیدرولیک در مقایسه با دستگاه تمام الکتریکی

دستگاه تزریق هیدرولیک برای مدت زمان طولانی‌تری توسعه یافته است، حجم تزریق آن بسیار بزرگ‌تر از دستگاه تزریق تمام الکتریکی است و روند آن پایدار است؛ همچنین پس از مدت طولانی توسعه فناوری، قیمت آن بالا نیست. این نوع دستگاه ایده‌آل برای تولید قطعات با حجم بالا، قطعات بسیار پیچیده (صنعت خودرو)، قطعات با تکنولوژی بالا و سطوح عالی، یا قطعات با دیواره ضخیم است.

هزینه اولیه بسیار کم

قیمت دستگاه تزریق پلاستیک هیدرولیکی پایین است و در مقایسه با آن، قیمت دستگاه تزریق پلاستیک تمام برقی هم‌مدل معمولاً تا چندین برابر بیشتر است؛ بنابراین بازگشت سرمایه دستگاه قالب‌گیری تزریق هیدرولیک سریع‌تر است. علاوه بر این، ماشین‌های تزریق هیدرولیک نسبتاً محبوب هستند و محصولات زیادی برای فروش در بازار به‌صورت دست دوم وجود دارد.

هزینه نگهداری کم

قطعات هیدرولیک مقاومت سایشی بالایی دارند، هزینه قطعات یدکی آن‌ها پایین است و دسترسی به آن‌ها راحت‌تر است؛ در نتیجه هزینه‌های نگهداری این نوع دستگاه‌ها کاهش می‌یابد. تعمیر و نگهداری آن‌ها نسبتاً ساده است و می‌تواند توسط بسیاری از پرسنل فنی انجام شود، در حالی که تعمیر و نگهداری دستگاه‌های قالب‌گیری تزریقی تمام الکتریکی معمولاً به کمک تولیدکنندگان یا تأمین‌کنندگان تخصصی نیاز دارد و هزینه بیشتری نیز به همراه دارد.

دستگاه تزریق پلاستیک هیبریدی (ترکیبی)

دستگاه تزریق پلاستیک هیبریدی یا ترکیبی، راه‌حلی میان دو فناوری هیدرولیک و تمام الکتریکی است. در این نوع دستگاه معمولاً واحد تزریق (اسکرو) توسط موتورهای سروو الکتریکی و با دقت بالا کنترل می‌شود، در حالی که واحد گیره (Clamping Unit) همچنان از سیستم هیدرولیکی بهره می‌برد. این ترکیب باعث می‌شود دستگاه هیبریدی بخشی از مزایای هر دو فناوری را هم‌زمان ارائه دهد.

صرفه‌جویی در انرژی نسبت به هیدرولیک خالص

از آنجا که واحد تزریق توسط موتور الکتریکی اداره می‌شود، مصرف انرژی دستگاه هیبریدی نسبت به دستگاه تمام هیدرولیک کاهش قابل‌توجهی می‌یابد، هرچند این صرفه‌جویی معمولاً کمتر از دستگاه تمام الکتریکی است.

دقت بالاتر در واحد تزریق

کنترل الکتریکی واحد تزریق، دقت و تکرارپذیری بالاتری نسبت به نمونه کاملاً هیدرولیکی ایجاد می‌کند و برای قطعاتی که نیاز به دقت متوسط تا بالا دارند مناسب است.

حفظ قدرت گیره هیدرولیکی

از آنجا که واحد گیره همچنان هیدرولیکی است، دستگاه هیبریدی می‌تواند نیروی بستن قالب بالایی مشابه دستگاه‌های هیدرولیک ارائه دهد و برای قطعات نسبتاً بزرگ‌تر از آنچه دستگاه تمام الکتریکی می‌تواند پردازش کند، نیز قابل استفاده است.

هزینه میانی

هزینه خرید دستگاه هیبریدی معمولاً بین دستگاه هیدرولیک و تمام الکتریکی قرار می‌گیرد؛ این موضوع آن را به گزینه‌ای متعادل برای کارخانه‌هایی تبدیل می‌کند که به دنبال بهبود راندمان انرژی هستند اما بودجه کافی برای دستگاه تمام الکتریکی با ظرفیت گیره بالا را ندارند.

جدول مقایسه دستگاه تزریق هیدرولیک، تمام الکتریکی و هیبریدی

کدام دستگاه تزریق پلاستیک مناسب شماست؟

انتخاب نوع دستگاه تزریق پلاستیک به نیاز تولید، نوع محصول و بودجه شما بستگی دارد. اگر قطعات بزرگ، دیواره ضخیم یا با حجم تولید بسیار بالا می‌سازید و هزینه اولیه برایتان اولویت دارد، دستگاه هیدرولیک همچنان گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه و قابل‌اعتماد است. اگر قطعات دقیق، کوچک یا با ارزش افزوده بالا (پزشکی، الکترونیک، بسته‌بندی دارویی) تولید می‌کنید و صرفه‌جویی در انرژی و دقت بالا اهمیت دارد، دستگاه تمام الکتریکی انتخاب بهتری است. اگر به دنبال تعادلی میان دقت، نیروی گیره بالا و هزینه هستید، دستگاه هیبریدی می‌تواند بهترین راه‌حل میانی باشد.

نتیجه‌گیری

ظهور ماشین‌های تزریق پلاستیک تمام الکتریکی و هیبریدی، گزینه‌های عالی‌تری را برای شرکت‌هایی که به دنبال دستگاه‌های تزریق پلاستیک هستند، ارائه می‌دهد. واکنش سریع، دقت و روند هوشمند باعث می‌شود ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی تمام الکتریکی در آینده سودمندتر باشند. تنها ایراد آن این است که نیروی گیره قالب آن به‌اندازه هیدرولیک قوی نیست؛ به همین دلیل استفاده از دستگاه تزریق پلاستیک تمام هیدرولیک در تولید برخی قطعات بزرگ همچنان ضروری است. در حال حاضر، ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی تمام الکتریکی و هیبریدی فناوری مهمی برای توسعه ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی در آینده خواهند بود، اما دستگاه‌های تزریق پلاستیک هیدرولیک هنوز هم مهم و ضروری هستند.

سوالات متداول درباره دستگاه تزریق پلاستیک الکتریکی، هیدرولیک و هیبریدی