26. září 2017 00:01

Zeptali jsme se 2-2017

Tématem ankety tohoto vydání jsou vstřikovací stroje. Vstřikolisy můžeme rozdělit dle pohonu na hydraulické, elektrické a hybridní. Jaké je srovnání těchto tří typů vstřikolisů? Proto jsme se zeptali:

Hydraulické, elektrické a hybridní vstřikolisy – jaké jsou vlastnosti či výhody jednotlivého typu?

Václav Vávra,
sales representative ROBOSHOT, FANUC Czech s. r. o.

Korektní porovnání vlastností a výhod jednotlivých typů vstřikovacích strojů by zabralo mnoho stránek textu i mnoho hodin diskuzí, proto se pokusím jen o krátké shrnutí.

Hlavními hráči tohoto porovnání jsou hydraulické a plně elektrické stroje, stroje hybridní, jak již jejich název napovídá, jsou kombinací vlastností těchto předešlých strojů a z toho vyplývají určitá úskalí a kompromisy při jejich volbě.

Základní rozdíl mezi hydraulickými a elektrickými stroji je v počtu transformací a regulaci energie, kterou používají pro pohon pohybů. U hydraulického stroje je tento počet několikanásobně větší než u plně elektrického a pokud vezmeme v potaz, že při každé transformaci, neboli přeměně energie vznikají ztráty, u hydraulických lisů je to odpadní teplo, nemají tyto stroje z hlediska spotřeby, tudíž ekonomiky provozu šanci. Hydraulický stroj by se z tohoto pohledu dal také nazvat výrobníkem ztrátového tepla, které navíc ještě musíme odvést do okolí.

Další, neméně výraznou výhodou elektrických strojů je jejich přesnost a opakovatelnost procesu, které z principu nelze na hydraulických strojích dosáhnout.

Podíváme-li se na porovnání z hlediska ekologie, kde není spotřeba energie, není ji potřeba vyrobit a u této výroby vyprodukovat, kde není olej, nemůže vzniknout ekologický problém s kontaminací okolního prostředí.

Nechám už na čtenářích tohoto krátkého zamyšlení, aby sami vyhodnotili, který ze strojů je výhodnější.

A pro přímé porovnání je ke zhlédnutí na centrále společnosti FANUC a současně i k předvedení plně elektrický vstřikovací stroj ROBOSHOT.

Ing. Daniel Orel, Ph.D.,
jednatel ARBURG spol. s r. o.

Diskuze na toto téma probíhají už více jak 10 let. Faktem zůstává, že elektrické stroje postupně zvyšují svůj podíl na evropském trhu a v zámoří již tvoří majoritní část prodaných strojů. Obecně platí, že elektrické stroje jsou v porovnání s hydraulickými přesnější, rychlejší, méně hlučné s nižší spotřebou energie. Na druhou stranu mnoho vstřikovacích forem potřebuje pro svůj provoz hydraulické okruhy (tahače jader, vytáčení apod.) a některé aplikace mají velmi dlouhé cykly, což využití plně elektrických strojů omezuje. Navíc tak jako existují rozdíly v technickém provedení hydraulických lisů, existují velké technické rozdíly v provedení elektrických strojů, takže není elektrický stroj jako elektrický stroj – zvláště pokud se porovnávají high-end evropské/japonské technologie s jinými asijskými. Určitě pro použití elektrického stroje neplatí jednoduchá rovnice – elektrický stroj ušetří peníze za energii, takže investice do něj se vždy vyplatí.

Hydraulické stroje mají a pravděpodobně budou mít stále své místo na trhu, velmi záleží na konkrétní technické aplikaci, kdy je pak vhodnější hydraulický, resp. hybridní, resp. elektrický vstřikovací stroj, a to v závislosti na požadavcích na výkon, na poměr výkon/cena, na spotřebu aj. Pro nás je vždy zásadní porozumět tomu, co zákazník potřebuje, a podle toho s ním prodiskutovat možná řešení, aby navržený stroj byl pro danou výrobu optimální a dával maximální užitek po celou dobu svého provozu.

Ing. Michal Slaba,
jednatel společnosti Wittmann Battenfeld CZ spol. s r. o.

Rozvoj a zlevnění moderních technologií, zejména v oblasti servopohonů, umožnil renomovaným výrobcům vstřikovacích strojů rozšířit své výrobní portfolio o hybridní nebo plně elektrické stroje, a to při zachování již přijatelného poměru cena/výkon.

Klasické hydraulické vstřikovací stroje jsou poháněny třífázovým asynchronním motorem, který pohání hydraulické čerpadlo s elektrickým ovládáním. Jejich nevýhodou je to, že motor pracuje neustále se jmenovitými otáčkami, díky čemuž spotřebovává určité množství energie pro svoji vlastní činnost. Navíc zde dochází ke dvojí přeměně energie – elektrické na hydraulickou a hydraulické na mechanickou. V oblastech, kdy motor pracuje prakticky bez zatížení, se výrazně snižuje jeho účinnost.

Hybridní vstřikovací stroje nabízejí kombinaci hydraulicky a elektricky ovládaných os, v nejjednodušším případě elektrickým dávkováním, které umožňuje paralelní pohyb zavírání formy a dávkování, což vede u rychlých cyklů ke zkrácení celkové doby. Moderní hybridní vstřikovací stroje se vyznačují již buď kompletní servoelektricky ovládanou vstřikovací jednotkou a hydraulicky ovládanou jednotkou uzavírací nebo i opačně. Tato varianta umožňuje dosažení velké přesnosti regulace vstřikování a provoz citlivých vstřikovacích forem. Další velmi oblíbenou variantou hydraulického stroje je provedení, kdy klasický asynchronní motor je nahrazen servopohonem. Vlastní regulace množství a průtoku oleje je u tohoto pohonu řízena výhradně otáčkami motoru. Díky tomu je možno pro každou část pracovního cyklu stroje pracovat s optimálními nutnými otáčkami, což vede k celkové úspoře elektrické energie až o 35 %.

Elektrické vstřikovací stroje mají buď všechny nebo hlavní osy poháněné servopohony. Vyznačují se velkou přesností regulace, velkou možností paralelních pohybů, nízkou spotřebou elektrické energie a velmi nízkou hlučností. Nevýhodou je jejich vyšší cena ve srovnání s klasickými hydraulickými nebo hybridními stroji. V případě provozu vstřikovacích forem s hydraulickými tahači jader je však u plně elektrických strojů nutné použít externí hydraulický zdroj, což snižuje celkovou účinnost systému. V oblibě jsou proto elektrické stroje se všemi hlavními osami ovládanými servoelektricky a s vedlejšími osami (přísun trysky, vyhazovač, tahače jader) ovládanými hydraulicky. Jako zdroj je použit malý hydraulický tank se servoelektricky ovládaným čerpadlem, který je součástí stroje.

Wittmann Battenfeld nabízí všechny tyto tři typy strojů. Hybridní a elektrické stroje mají ve svém označení koncovku „Power“. (SmartPower, EcoPower, MacroPower)