油圧プラスチック成形機購入者ガイド: 主な仕様、コスト、選択のヒント

両方のテクノロジーを実行したことのある生産管理者に尋ねると、すぐに結論が得られます。高トン数の射出成形では、油圧式プラスチック成形機が依然としてデフォルトの選択肢です。低トン数では電気機械がエネルギーの比較に勝ちますが、部品に 300 トン以上のクランプ力が必要な場合は、適切に構築された油圧機械が投資単位あたりにより多くの力を供給し、より幅広いネジに対応し、より厳しい作業現場の条件に耐えることができます。実際的な決定は、油圧機械を購入するかどうかではなく、その仕様、エネルギー システム、補助装置を、生産予定の特定の部品にどのように適合させるかということです。

油圧式プラスチック成形機の仕組み

すべてのプラスチック成形機は、金型を閉じ、溶融物を射出、保圧を保持し、部品を冷却し、金型を開け、部品を取り出すという同じサイクルを繰り返します。油圧機械の特徴は、その動きがどのように生成されるかです。電気モーターがポンプを駆動し、ポンプがシリンダーと油圧モーターにオイルを送り、方向弁と比例弁が​​各動きの速度と力を制御します。結果として生じる油圧が型締力を供給し、高温のプラスチックがキャビティに押し込まれる間、金型を閉じた状態に保ちます。

このアーキテクチャには 3 つの実用的な利点があります。まず、シリンダー直径とポンプ容量を増やすことで、クランプ力を約 50 トンから 2500 トンまで簡単に拡張できます。第二に、油圧システムは低速で最大の力を生成します。これはまさに保圧および保持フェーズで必要とされるものです。第三に、専用のサーボ モーターを追加することなく、同じ油圧回路でコアのプル、エジェクター、およびねじを緩める装置を実行できます。

欠点は効率です。従来の固定ポンプ機械はモーターを一定速度で動作させ、冷却段階とアイドル段階で過剰なオイルをリリーフバルブに送ります。その無駄なエネルギーは熱となり、あらゆるサイクルに追加されます。これが理由です 油圧システム制御 は生産エンジニアリングの中心的なトピックとなっており、サーボ駆動ポンプが現在新しい機械の販売の大半を占めている理由もわかります。

購入前に比較すべき主な仕様

見積もりを比較する場合、型締力、タイバー間隔、ショット能力、射出圧力という 4 つの数値によって、機械が物理的に部品を製造できるかどうかが決まります。 5 番目の要素であるエネルギー消費は、機械が連続生産において経済的に意味があるかどうかを決定します。

これらの数値を個別に評価するのではなく、システムとして評価してください。特大の射出ユニットを備えた 250 トンの機械でも、射出圧力が低すぎると薄肉部品の処理に苦労することになります。タイバーの間隔が広い機械では、日光が限られているため、金型の高さが制限されます。まずモールド ベース、部品形状、材料範囲を定義し、次にそれらの制約を仕様シートに変換します。

サプライヤーは通常、1 つの汎用フレームではなく、複数のプラットフォームでこの範囲をカバーします。の 射出成形機シリーズ たとえば、Zhenfei では、汎用サーボ製品群 (ZF シリーズ)、薄肉パッケージング用の高速製品群 (HS シリーズ)、およびフェノールおよびベークライト材料用の熱硬化性製品製品群 (JM シリーズ) に分かれています。個々のトン数を比較する前に、部品がどのプラットフォームに該当するかを特定すると、選択肢が絞り込まれます。

本当に必要なクランプ力の見積もり

過小なクランプ力ではバリが発生します。大きすぎるクランプはエネルギーを無駄にし、金型にストレスを与えます。実際的な方法は、投影されたパーツの面積に予想されるキャビティ圧力を掛けて、安全率を適用することです。汎用プラスチックの場合、キャビティ圧力は 300 ～ 500 bar の間にあることがよくあります。ガラス繊維入りナイロンなどのエンジニアリング樹脂の場合、700 ～ 800 bar に達することがあります。

これが実際に動作した例です。 400 bar のキャビティ圧力で ABS で成形された投影面積 250 cm² の部品には、約 100 トンの型締力が必要です。 20% の安全係数を追加すると、推奨重量は 120 トンになるため、130 ～ 150 トンの機械を選択するのが合理的です。 700 bar の薄肉ガラス充填ナイロンで同じ部品を製造するには、約 210 トンが必要になります。

ショットの重量も同じロジックに従います。部品とランナーの重量が 180 g の場合は、ショット容量が 250 ～ 500 g の機械を選択してください。定格ショット重量の 80% を超えて稼働するマシンは、可塑化に一貫性がなく、保持時間が長くなる傾向があります。

サーボ省エネ油圧機械がコスト方程式を変えた理由

サーボ駆動の油圧プラスチック成形機では、各ポンプはサーボ モーターとペアになっており、その速度はプロセスの瞬間的な流量と圧力要求に応じて変化します。冷却中、モーターはゼロ近くまで減速します。注入中はミリ秒単位で増加します。固定速度のポンプと比較して、サーボ機械は通常、サイクル全体でエネルギー使用量を 30 ～ 50 パーセント削減し、保圧または冷却段階が長いサイクルでは最大 70 パーセント削減します。

サーボシステムもより低温で動作します。作動油がより安定した温度に保たれるため、シールが長持ちし、オイルクーラーの負荷が軽減されます。買い手にとって、実質的な結果は 2 交代勤務で 1 ～ 3 年の投資回収となり、電気料金が上昇するにつれてその差は縮小します。

Zhenfei の ZF シリーズ サーボ省エネ射出成形機は、このテクノロジーがどこまで拡張されたかを示しています。このシリーズは 50 ～ 2500 トンの型締力をカバーし、プロセスに実際に必要なエネルギーのみを消費しながら、従来の油圧機械と同じピーク圧力と射出速度を実現します。

ZFシリーズ サーボ式省エネ射出成形機（50～2500T） このサーボ駆動の油圧機械は 50 ～ 2500 トンの型締力を提供し、各プロセスに必要なエネルギーのみを消費しながら油圧レベルのパフォーマンスを実現するため、エネルギーを重視した生産に実用的な選択肢となります。 製品を見る→

メンテナンスの現実性と総所有コスト

油圧機械は全電気機械よりも注意が必要ですが、その違いは管理可能です。主な費用項目は、オイル、フィルター、シール、バルブです。規律あるメンテナンスルーチンにより、年間総維持費は購入価格の 1 ～ 3% に抑えられます。

まずはオイルから始めましょう。継続生産では 6 か月ごとにサンプリングします。粒子汚染が ISO 4406 クラス 18/16/13 を超えた場合は、フィルターが故障しているか、摩耗粉がポンプ内を循環しています。オイル サンプリング キットとログブックは、摩耗したピストン ポンプを交換する場合に比べて安価です。

次にシールとホースを確認します。年間 6000 時間を超える機械を稼働させる場合は、少なくとも年に 1 回はシリンダー シールを検査し、5 年間隔で圧力テストを行うか、予防的にフレキシブル ホースを交換してください。 250 バールでのホースの漏れは、清掃の問題だけではありません。噴霧火災の危険があります。

最後に油温に注意してください。 55 °C を超える温度でリザーバーが動作すると、エネルギーが無駄になるか冷却能力が低下することになり、40 ～ 50 °C に保たれたシステムよりも早くシールが消費されます。

金型温度制御成形のサイクルタイムと品質

金型温度コントローラーは、成形セル内で最も過小評価されているコンポーネントです。金型表面を正しい設定点に保持すると、冷却段階が短縮され、残留応力が軽減され、部品の寸法が安定します。多くの加工業者は、開ループ水冷から閉ループ自動金型温度制御装置にアップグレードすると、同じ金型のサイクル タイムが 5 ～ 10% 短縮されることに気づいています。

自動金型温度制御機 閉ループ金型温度コントローラーは金型表面を正確な設定点に維持し、冷却サイクルを短縮し、反りや収縮などの欠陥を軽減して一貫した部品品質を実現します。 製品を見る→

油圧システムの冷却

油圧式プラスチック成形機は電気入力の一部を熱に変換するため、オイルの粘度を安定に保つためにその熱を除去する必要があります。夏の間、冷却塔や水道水では対応できない温暖な気候や高キャビティ生産では、産業用チラーが標準的な解決策です。作動油の温度がシフト全体で数度以上変動すると、それに伴いショット重量とサイクル タイムも変動し、生産の代わりにトラブルシューティングが行われます。

作動油温度を安定させる産業用チラー 産業用チラーは油圧システムから過剰な熱を取り除き、オイルの粘度を安定に保つため、特に温暖な気候や高キャビティ生産において、ショット重量とサイクルタイムが一定に保たれます。 製品を見る→

決断を簡単に言うと

部品に高い型締力、深絞り、インサート成形、または複数の補助動作が必要な場合は、油圧プラスチック成形機を選択してください。連続生産によりエネルギーコストが決定的な要素となる場合は、サーボ駆動の油圧機械を選択してください。また、金型の温度制御、冷却、乾燥、搬送を機械の仕様の一部として評価します。これらの要素は、パンフレットの数値よりも実際のサイクル タイムと不合格率を決定するためです。