05/04/2011 - Accroître l'efficacité de production

Menéame

Lorsqu'il s’agit d’un important volume de production, la question de l’efficacité joue un rôle central. Des machines d’injection efficaces ont besoin d’une conception énergétique efficace. Cependant, l’efficacité ne dépend pas seulement de la consommation d’énergie des machines. Un fonctionnement efficace, préoccupé par l’aspect productif dans son ensemble, ainsi que par la disponibilité de la machine, la rapidité, la précision et la compétitivité, qui doivent être prises en considération. Certaines des dernières technologies qui peuvent contribuer à accroître l’efficacité sont décrites dans le présent article.

Actionnements directs haut pair

L’énergie électrique distribuée, qui est utilisée sur toutes les machines d’injection électriques ou hybrides, est généralement par le biais de moteurs synchro. Il existe des différences évidentes entre ces types de moteurs qui affectent la consommation d’énergie ou la productivité des machines de moulage par injection.

Au contraire, pour les servomoteurs synchrones conventionnels, les entraînements directs fournissent une grande paire, même à basse vitesse. Ils n’utilisent pas de systèmes de transmission qui réduisent l’efficacité et n’ont donc pas d’effet négatif sur la consommation d’énergie, sur la dynamique de l’unité, sur la précision et sur la rentabilité des machines. Leur inertie minimale, associée à la transmission d’énergie directe, fournit un niveau élevé de dynamique (courtes rampes d’accélération et de freinage) et d’élimination des chocs. L’absence de transmission signifie que l’unité ne nécessite pratiquement pas d’entretien et est très fiable.

Les avantages d’un entraînement direct de couple élevé en termes d’efficacité énergétique sont évidents lorsqu'on considère l’unité de dosage. Normalement, l’unité de dosage est le composant de la machine d’injection, qui consomme la majorité de l’énergie. En augmentant l’efficacité de cet axe, vous obtenez un effet significatif sur l’efficacité d’ensemble de la machine. Si les entraînements directs de couple élevé sont utilisés ici, la réduction ou l’augmentation de la vitesse ou du couple ne sera pas nécessaire en raison des unités de sangles, ou des engrenages planétaires, et contrairement aux servomoteurs synchrones standard, il n’y aura pas de perte d’énergie causée par ces composants. Par conséquent, l’efficacité de l’unité de dosage dans la machine de moulage par injection sera de 90%.

Le bénéfice d’optimisation de l’unité est beaucoup plus évident lorsqu'on considère une unité de dosage hydraulique. Les axes des manœuvres de dosage hydrauliques comprennent généralement différents composants. Un moteur déplace la pompe, pour pousser l’huile à travers le circuit hydraulique. L’huile alimente le moteur hydraulique à travers une valve, qui génère le mouvement de rotation nécessaire. Tous les composants d’une unité standard perdent de l’efficacité, et lorsque ces pertes se multiplient, leur efficacité globale lorsqu'ils sont utilisés sur des machines de moulage par injection est rarement supérieure à 50%.

Les entraînements directs à couple élevé ont également des avantages lorsqu'ils sont utilisés sur d’autres axes tels que l’injection, les mouvements de moule, ou l’expulsion, qui nécessitent des mouvements linéaires. Ici encore, il est nécessaire, pas de réduction ou d’augmentation de vitesse, ou de couple, car les performances nécessaires seront fournies directement par l’unité. Il n’y a pas besoin de sangles, de rouages planétaires, ou d’autres systèmes de transmission mécanique, qui auront un effet négatif sur l’inertie de l’unité. La dynamique, la rigidité et la rentabilité des axes seront également renforcées, ce qui, à son tour, entraînera une réduction du temps de cycle, et donc une amélioration de l’efficacité de la machine.

Utilisation du système de leviers

Le système de leviers est un bon exemple de technologie qui contribue à réduire la consommation d’énergie et à accroître la productivité, et a un effet positif sur l’entrée et la sortie. Les caractéristiques optimales de force-fréquence faciliteront les mouvements rapides. Par ailleurs, le blocage et le déverrouillage dynamique réduiront les temps secs de cycle de la machine de moulage par injection. Le blocage mécanique applique une force constante de fermeture, sans aucun apport d’énergie supplémentaire. Comme le blocage est purement mécanique et parce qu’il n’y a pas de cylindre hydraulique dans la force de course, l’unité de levier de fermeture est extrêmement robuste.

La technologie du système de leviers connaît actuellement une renaissance grâce à son utilisation sur des machines de moulage par injection entièrement électriques. Toutefois, lorsqu'il est utilisé dans les unités de fermeture de machines hydrauliques, le système de leviers permet d’accroître l’efficacité et fournit des niveaux élevés de fiabilité et de faibles coûts d’entretien.

Technologie de refroidissement et de filtrage

Tout comme la réduction de la consommation d’énergie, l’augmentation de la productivité est le deuxième résultat d’une plus grande efficacité de la machine. Dans le développement de nouveaux produits, les objectifs sont d’éviter les temps d’inactivité et de réduire les taux de rejet. La réfrigération et un nouveau concept de filtre pour l’huile hydraulique des machines de moulage par injection sont orientés vers les objectifs ci-dessus. Avec ce système, disponible à Sumitomo (SHI) Demag sous le nom de "active Cool&Clean" ainsi que le circuit de pression de la machine, il existe un autre circuit hydraulique exploité par une petite pompe à palettes à faible consommation d’énergie, dans le circuit à basse pression, et conçu pour fournir exclusivement le filtre à huile et l’huile réfrigérante. Ce circuit hydraulique supplémentaire fonctionne indépendamment des autres circuits de pression principaux, facilitant l’utilisation de l’huile microfiltre. Le flux d’air laminaire sans oscillation, même pendant les temps de pause inhérents au cycle, l’huile augmente la durée de service de 40 000 heures. En outre, il augmente la durée de vie des pompes, valves, cylindres et joints, grâce à l’huile propre. Cela contribuera à réduire les temps de chômage dans l’entretien et la routine de service, en augmentant les heures de production par an. Le refroidissement continu avec un transfert de chaleur optimal facilite le flux d’huile le plus important, ce qui signifie qu’il n’est pas nécessaire de systèmes de refroidissement complexes.

Guides linéaires pour réduire l’usure du moule

Pour augmenter le système de disponibilité dans la production de pièces d’injection, il est essentiel de prendre soin du moule lui-même en réduisant l’usure. Les chemins appropriés pour cela, comprennent les systèmes de guidage linéaires pour assurer un alignement parfait des plats et réduire les écarts. La conception correcte de la machine facilitera le parallèle des plats, au-dessus des recommandations Euromap, ce qui réduira l’usure du moule. Par ailleurs, la réduction de la résistance à la friction dans les guides entraînera moins de pertes et donc une amélioration de l’efficacité énergétique.

Protection du moule

Le système de protection du moule, appelé ActiveQ, développé par Sumitomo (SHI) Demag, enregistre le parcours de la force dans la fermeture du moule. Une courbe de contrôle, comme courbe principale, peut être stockée sur une distance axiale librement réglable. Si le parcours de la force coupe la courbe de contrôle pendant le mouvement de fermeture, par exemple parce qu’une pièce est coincée dans la ligne de séparation, la machine arrêtera le mouvement de clôture. Comparé aux systèmes conventionnels de protection du moule, ce système est fiable même aux vitesses maximales de fermeture du moule; par conséquent, le moins de temps de mouvement du moule sera atteint. Le système ne protège pas seulement les moules d’injection, il réduit également le temps de cycle, ce qui entraîne une augmentation de l’efficacité de la production.

Vannes antiretour avec fermeture active

Au cours des dernières années, des progrès considérables ont été réalisés dans les machines de moulage par injection électriques, en termes de précision et de rentabilité. Cependant, dans les pièces de haute précision, le point faible a été la soupape anti-retour; dans les systèmes utilisés on ne peut pas encore activer une sélection, ou activation. Avec les vannes anti-retour conventionnelles, à anneau ou à boule, le comportement de la fermeture dépend de plusieurs paramètres de processus, tels que la pression arrière, la décompression, l’homogénéité de la fusion, ou le mouvement d’injection. C’est seulement la pression de fusion générée dans l’injection qui poussera l’anneau curseur ou boule de valve vers l’arrière, pour fournir le joint. Jusque-là, une partie de la fusion plastifiée coulera vers l’arrière, à travers la valve anti-retour. Le comportement de la valve anti-retour, et donc la quantité de matériau qui coule en arrière, peut varier avec les fluctuations de processus ou de matériau. Cela provoquera des fluctuations sur le coussin restant ou le poids de pièce injecté, qui, à son tour, peut entraîner des fluctuations de qualité de la pièce injecté, voire provoquer un rejet.

C’est là que la vanne antiretour active est utile. La fermeture active de la valve anti-retour à la fin du cycle de dosage assure une plus grande cohérence au processus. En fermant la soupape antiretour à la fin du dosage, en investissant la direction de la vis, vous assurerez un comportement constant et contrôlé de manière active. Il accroîtra la cohérence du processus, les fluctuations du coussin et de la pièce injecté seront réduites, et le risque de rejet sera réduit au minimum. Cette nouvelle technologie peut être utilisée dans toutes les machines électriques, pour des applications qui nécessitent le plus haut niveau de précision.

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