Leitfaden für hydraulische Spritzgießmaschinen: Wie hydraulische Systeme Formen formen

Wenn Sie eine Formerei betreten, die seit zwei Jahrzehnten in Betrieb ist, werden Sie in der Regel feststellen, dass die schwere Arbeit von einer hydraulischen Spritzgießmaschine erledigt wird. Das ist keine Nostalgie. Hydraulik verwandelt einen bescheidenen Elektromotor in eine enorme, leicht kontrollierbare Kraft, und Spritzgießen ist ein Geschäft, das auf kontrollierter Kraft basiert: Kraft, um eine Form geschlossen zu halten, Kraft, um Schmelze durch einen engen Anguss zu drücken, und Kraft, um ein Teil zu verpacken, bevor es abkühlt.

Eine hydraulische Spritzgießmaschine ist einfach eine Spritzgießmaschine, deren Klemm-, Einspritz- und Schraubenantriebsbewegungen durch unter Druck stehendes Öl und nicht durch separate elektrische Servos angetrieben werden. Vollelektrische und Hybridpressen haben einen wachsenden Marktanteil erobert, insbesondere bei Arbeiten mit kleinen Tonnagen und hoher Präzision. Dennoch bleibt die Hydraulik die Standardwahl für große Teile, dicke Wände, duroplastische Materialien und alles, was eine hohe Schließkraft zu einem vernünftigen Preis erfordert. In diesem Ratgeber erfahren Sie, wie das hydraulische System funktioniert, wo es noch funktioniert und wie man es gesund hält.

Wie eine hydraulische Spritzgießmaschine tatsächlich funktioniert

Die meisten hydraulischen Maschinen teilen sich eine Antriebseinheit mit zwei Kreisläufen, und das Verständnis dieser beiden Kreisläufe erklärt fast alles über das Verhalten der Maschine.

Der Spannkreis

Beim Schließen der Form schiebt ein Hydraulikzylinder die bewegliche Aufspannplatte nach vorne, bis sich die beiden Formflächen berühren. Der Öldruck baut sich dann weiter auf, und der auf die Kolbenfläche wirkende Druck wird zur Klemmkraft, der auf dem Typenschild der Maschine aufgedruckten Tonnage. Da die Kraft vom Flüssigkeitsdruck und nicht von einer mechanischen Schraube herrührt, ist es kostengünstig, sehr große Tonnagen zu bauen, und die Kraft wird einigermaßen gleichmäßig über die Aufspannplatte verteilt, was bei großen Formen von Vorteil ist. Kniehebelspann- und Zweiplattenausführungen nutzen beide das gleiche Prinzip; Sie unterscheiden sich lediglich in der Art und Weise der Kraftübertragung.

Der Einspritzkreislauf

Ein Hydraulikmotor dreht die Schnecke, um das Schrot zu schmelzen und zu dosieren. Wenn die Einspritzung beginnt, drückt ein separater Zylinder die Schnecke wie ein Kolben nach vorne und ein Rückschlagventil an der Schneckenspitze verhindert, dass die Schmelze zurückfließt. Durch die Variation der Pumpenleistung während des Hubs erhalten Sie das mehrstufige Einspritzprofil, das die meisten Teile benötigen: schnelles Füllen, langsameres Verdichten, kontrollierter Halt. Hydraulische Maschinen eignen sich besonders gut für die langsamen, langen Haltephasen, die dickwandige Teile erfordern.

Das Aggregat

Das Aggregat 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.

Hydraulisch, rein elektrisch oder Hybrid: Ein direkter Vergleich

Jeder Käufer steht irgendwann vor der gleichen Frage. Eine allgemeingültige Antwort gibt es nicht, denn sie hängt von der Teilegröße, dem Material, den Präzisionsanforderungen und davon ab, wie viel Wert Sie auf eine einfache, reparierbare Maschine legen.

Nach unserer Erfahrung kommt es bei der Entscheidung selten auf die Mode an. Wenn Ihre Teile groß sind, Ihr Material abrasiv oder hitzeempfindlich ist oder Ihr Budget mehrere Maschinen statt einer abdecken muss, ist die Hydraulik in der Regel die Lösung. Wenn Ihre Teile klein sind, Ihre Toleranzen eng sind und Strom Ihr größter Umsatzfaktor ist, sind vollelektrische Pressen sinnvoll. Für einen längeren Überblick halten wir einen ausführlichen Bericht bereit hydraulische versus elektrische Spritzgießmaschinen in unserer Wissensdatenbank.

Wo eine hydraulische Maschine immer noch ihren Platz verdient

Nach genügend Projekten erscheinen Muster. Hydraulik ist in der Regel die richtige Antwort, wenn:

• Die Klemmkraft wird in Hunderten oder Tausenden Tonnen gemessen, wie bei Paletten, Kisten, großen Behältern und Autoverkleidungen.
• Die Wände sind dick und die Haltephase lang, so dass die Maschine dem Druck ohne Beanstandung standhalten muss.
• Das Material ist ein Duroplast wie Phenolharz, das einen hohen Einspritzdruck und eine sorgfältige Kontrolle der Zylindertemperatur erfordert.
• Formen sind schwer und tief, und eine gleichmäßige Kraftverteilung über die Aufspannplatte ist für mehr als den Bruchteil einer Sekunde der Zykluszeit wichtig.
• Mehrere Maschinen müssen in ein Budget passen und lokaler Service und Ersatzteilverfügbarkeit zählen mehr als ein Lastenheft.

Servohydraulik macht diese Liste länger als früher. Unsere eigene ZF-Serie beispielsweise nutzt servogesteuerte Hydraulik im Bereich von 50 t bis 2.500 t, sodass der Spannvorteil erhalten bleibt, während die Leerlaufverluste sinken.

Servo-Energiespar-Spritzgießmaschine der ZF-Serie Servogesteuerte Hydraulik von 50 bis 2.500 Tonnen reduziert Leerlaufverluste und unterstützt gleichzeitig ein stabiles, wiederholbares thermoplastisches Formen für Automobil-, Elektronik-, Medizin- und Verpackungsteile. Produkt anzeigen →

Passen Sie die Maschine an das Material an, nicht nur an das Teil

Thermoplaste verzeihen. Eine Allzweckschnecke mit einem sinnvollen Kompressionsverhältnis und einem angemessenen Verhältnis von Länge zu Durchmesser eignet sich für Polypropylen, ABS und die meisten anderen Materialien, die in der Werkstatt anfallen, sofern die Schussgröße und die Klemmkraft stimmen.

Duroplaste verzeihen nichts. Phenolharze härten eher aus, als dass sie gefrieren, und jede Sekunde, in der sie in einem heißen Fass liegen, härten sie etwas mehr aus. Das bedeutet, dass die Maschine eine präzise Zoneneinteilung der Zylindertemperatur, eine Schneckengeometrie, die die Verweilzeit kurz hält, und ausreichend Einspritzdruck benötigt, um den Hohlraum zu füllen, bevor das Material auszuhärten beginnt. Da diese Materialien abrasiv sind und der Prozess heiß läuft, sind hydraulische Maschinen in diesem Bereich des Formens nach wie vor weit verbreitet. Unsere JM-Serie umfasst 178 t bis 408 t für Phenolharze und ähnliche Materialien.

Bakelit-Spritzgießmaschine der JM-Serie, 178T-408T Für Phenol- und ähnliche Duroplaste verwendet diese Serie 178T-408T eine spezielle Zylinderkühlung und Plastifizierung, um zu verhindern, dass geschmolzenes Material erstarrt, und um eine gleichmäßige Produktion zu unterstützen. Produkt anzeigen →

Die Hilfsseite einer Hydraulikleitung

Hydraulische Maschinen sind temperaturempfindlicher als elektrische, da das Öl selbst Teil des Getriebes ist. Wenn das Öl heiß wird, sinkt die Viskosität, die interne Leckage steigt und die Maschine verliert sowohl an Geschwindigkeit als auch an Wiederholgenauigkeit. Das Hydrauliköl, die Form und das Rohmaterial in den richtigen Fenstern zu halten, ist das, was einen stabilen Prozess von einem frustrierenden unterscheidet.

Deshalb ist die Ausrüstung rund um die Presse so wichtig:

• Ein Formtemperaturregler hält die Kavität auf der Temperatur, die Ihr Teil tatsächlich benötigt, und nicht auf der Temperatur, die gerade in der Werkstatt herrscht.
• Ein Industriekühler versorgt den Ölkühler und die Form mit gleichmäßigem Kühlwasser, wodurch die Zykluszeiten über eine lange Schicht hinweg wiederholbar bleiben.
• Ein Trichtertrockner entfernt Feuchtigkeit, bevor sie im fertigen Teil zu silbernen Streifen und Blasen führt.
• Ein Vakuum-Autoloader und ein Farbmischer sorgen dafür, dass das Material gleichmäßig fließt, ohne dass ein Bediener am Trichter stehen muss.
• Ein Granulator oder eine Recyclingmaschine wandelt Abfallstoffe und Ausschussmaterial wieder in verwertbares Material um.

Kühlung wird am häufigsten unterschätzt. Bei einer hydraulischen Maschine konkurrieren der Ölkühler, der Formkreislauf und die Zufuhröffnung alle um das gleiche gekühlte Wasser, und ein etwas zu kleiner dimensionierter Kühler zeigt sich in schwankenden Zykluszeiten, lange bevor irgendjemand die Wasserversorgung vermutet.

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Eine praktische Checkliste vor der Unterzeichnung

Bringen Sie diese Zahlen zu jedem Lieferantengespräch mit und die Diskussion wird viel kürzer.

1. Projizierte Fläche des Teils plus Angusskanal, multipliziert mit dem Werkzeuginnendruck, den Ihr Material und Ihre Wandstärke benötigen. Für leicht fließende Standardharze sind 300 bis 500 bar ein sinnvoller Ausgangspunkt; Steife, dünnwandige oder langfließende Teile benötigen mehr.
2. Schussgröße, also Teilegewicht plus Angusskanal, mit genügend übriger Laufkapazität für eine gleichmäßige Plastifizierung. Verwenden Sie einen angenehmen Teil der Schusskapazität und nicht das Maximum.
3. Schneckengeometrie, Deckungsdurchmesser, Längen-zu-Durchmesser-Verhältnis und Kompressionsverhältnis, verglichen mit Ihrem spezifischen Harz und etwaigen Füllstoffgehalten.
4. Holmabstand und Tageslicht, gemessen an der größten Form, die Sie voraussichtlich in den nächsten fünf Jahren in Betrieb nehmen werden, nicht an der, die heute auf der Werkbank steht.
5. Einspritzrate und Trockenzykluszeit im Vergleich zu dem Zyklus, den Sie tatsächlich benötigen, um profitabel zu sein.
6. Hydraulikdruckstufe und Pumpentyp sowie die Frage, ob das Steuersystem das von Ihren Teilen benötigte Einspritzprofil unterstützt.
7. Serviceunterstützung: Wie schnell kann eine Pumpe, ein Ventil oder eine Dichtung ausgetauscht werden und ob es in Ihrer Region Hilfe gibt.

Tonnage- und Konfigurationsoptionen finden Sie in Unser Spritzgießmaschinen-Sortiment wenn Sie einen Ausgangspunkt für den Vergleich wünschen.

Wartungsgewohnheiten, die die Zuverlässigkeit der Hydraulik gewährleisten

Eine hydraulische Maschine belohnt die Grunddisziplin. Nichts auf dieser Liste ist exotisch, aber wenn man sie weglässt, wird eine gute Druckmaschine zu einem Wartungsproblem.

• Halten Sie das Öl sauber. Verunreinigungen sind die häufigste Ursache für das Festsitzen von Ventilen und Pumpenverschleiß. Wechseln Sie daher die Filter rechtzeitig und überprüfen Sie den Ölzustand, anstatt davon auszugehen, dass ein Kalenderintervall ausreicht.
• Beobachten Sie die Öltemperatur. Die meisten Systeme fühlen sich bei etwa 45 bis 55 Grad Celsius am wohlsten. Steigt die Temperatur auf 60 °C, achten Sie auf den Kühler, den Wasserdurchfluss und die Umgebungstemperatur in der Anlage.
• Behandeln Sie Lecks frühzeitig. Eine leckende Dichtung ist kostengünstig zu reparieren und teuer zu ignorieren, da Ölverlust zu Belüftung führt und Belüftung zu lauten Pumpen und unregelmäßigem Druck führt.
• Hören Sie auf die Pumpe. Eine Änderung des Tons erfolgt normalerweise vor einer Änderung der Leistung.
• Notieren Sie die Druck- und Geschwindigkeitseinstellungen für jede Form. Wenn ein Teil von der Spezifikation abweicht, erfahren Sie in einem gespeicherten Setup, ob sich die Maschine bewegt oder das Material geändert hat.
• Halten Sie den Kühlkreislauf sauber. Ablagerungen und Biofilme in Formkanälen kosten Ihnen in jeder einzelnen Schicht Zykluszeit.

Bei der Auswahl einer hydraulischen Einspritzmaschine geht es weniger um den Vergleich von Broschüren als vielmehr darum, die Kraft-, Durchfluss- und Temperaturregelung an die tatsächlich verkauften Teile anzupassen. Die Technologie ist ausgereift, was gut ist: Die Prinzipien sind gut verstanden, die Maschinen sind reparierbar und eine gut gewartete Presse kann einer Anlage sehr lange dienen.

Wir bauen Spritzgießmaschinen und die dazugehörigen Zusatzgeräte in unserem Werk in Yuyao, Zhejiang, und stellen Ihnen lieber die richtigen Fragen, als Ihnen die falsche Maschine anzubieten. Teilen Sie uns das Teil, das Material und die Zykluszeit mit, die Sie benötigen, und wir helfen Ihnen, die passende Tonnage und Konfiguration zu ermitteln.