Articolo specialistico
3 modi in cui i servomotori risparmiano risorse
Che si tratti di disinnescare tappi e coperchi o di sigillare coperchi, la tecnologia servoidraulica svolge un lavoro preciso in molti punti dei moderni processi di stampaggio a iniezione. Per le aziende che sono ancora incerte sull'investimento, vale la pena esaminare i risparmi di costo e i vantaggi concreti nei dettagli per prendere una decisione lungimirante.
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Nel caso delle macchine per stampaggio ad iniezione, la scelta del sistema di azionamento dipende da molti fattori. Oltre alle considerazioni sull'economicità, le questioni ecologiche stanno assumendo sempre più importanza. Inoltre, non si tratta solo di risparmiare energia, ma anche di ridurre i tempi di ciclo e prevenire fermi macchina.
Questo vale anche per la scelta della soluzione di azionamento per movimenti rotatori e traslatori negli stampi per iniezione. Qui entrano in gioco ulteriori aspetti, come ad esempio la disponibilità, la necessità di manutenzione, la sicurezza del processo, ecc. Soprattutto per le aziende che producono in grandi serie, anche piccole ottimizzazioni hanno un impatto significativo. Esaminiamo più attentamente i parametri su cui la tecnologia servo può fare la differenza rispetto ad altri tipi di azionamento.
1
Fabbisogno energetico
Molto meno consumo energetico con il servomotore.
2
Manutenzione necessaria
Precisione e pulizia rispettose delle risorse.
3
Efficienza di produzione
I servo-motori si distinguono per la loro velocità.
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Richiesta energetica - Notevole riduzione del fabbisogno di potenza con azionamento servo.
Il risparmio energetico è certamente una delle principali ragioni per l'acquisto di una macchina per stampaggio a iniezione completamente elettrica, poiché questa consuma energia solo durante l'apertura e la chiusura dello stampo per lo stampaggio a iniezione. Durante le fasi di mantenimento, il consumo energetico è praticamente nullo. Al contrario, nelle macchine completamente idrauliche, l'olio utilizzato per il trasferimento di energia deve essere sempre sottoposto a pressione massima, il che porta il motore del sistema idraulico a lavorare con un alto consumo di corrente - il risultato è un notevole minor fabbisogno energetico rispetto alle macchine elettriche. Lo stesso vale per l'uso di azionamenti servoelettrici negli stampi per lo stampaggio a iniezione - questi non devono nemmeno essere collegati al sistema idraulico della macchina per lo stampaggio a iniezione e quindi funzionano completamente indipendentemente dallo stato operativo della macchina, con un potenziale di potenza sempre pieno e un basso consumo energetico. Questo differenza in termini di efficienza energetica è stata illustrata in un confronto pratico condotto presso l'Università di Kassel tra unità di azionamento idrauliche, pneumatiche ed elettriche. In questo caso, è stata spostata una carico di 100 kg con un cilindro lineare pneumatico, uno idraulico e uno elettrico e sono state misurate le energie necessarie. Il consumo energetico misurato è stato quindi moltiplicato per un numero realistico di ore lavorative annuali (6000 ore in un sistema a tre turni) e alla fine è risultato in 8.380 kWh all'anno per il cilindro pneumatico, 3.602 kWh per il cilindro idraulico e 816 kWh per il cilindro elettrico. Quindi, il cilindro lineare ha mostrato un risparmio del 77 percento rispetto a quello idraulico e addirittura del 90 percento rispetto a quello pneumatico. La maggiore efficienza energetica significa non solo risparmi sui costi, ma anche una significativa riduzione delle emissioni di CO² nella produzione.
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Manutenzione necessaria - Precisione e pulizia rispettose delle risorse.
Dove possono i servomotori elettrici fare la differenza oltre all'alta efficienza e alle basse emissioni? Grazie alla estrema precisione e ripetibilità generale - e quindi a un minimo scarto e a un funzionamento che rispetta gli utensili - il risparmio di risorse si riflette già in una minore quantità di materie prime utilizzate, una maggiore produttività e un minor fabbisogno di manutenzione. In confronto diretto con l'idraulica, il servomotore offre meno coppia per la stessa dimensione - per questo motivo, la meccanica in un sistema servoassistito deve essere ottimizzata per massimizzare l'efficienza e deve essere accuratamente calibrata. Tuttavia, l'effetto collaterale positivo è che durante i movimenti traslatori e rotatori si genera costantemente poca attrito e stress. Un altro aspetto è il movimento preciso e adattabile in modo ottimale dei servomotori elettrici. Poiché agiscono forze meccaniche minori, i sistemi servoassistiti lavorano in modo significativamente più rispettoso degli utensili, con minori esigenze di lubrificante e cicli di manutenzione più lunghi. I servomotori non possono perdere olio e funzionano senza materiali di consumo come ad esempio olio o filtri - sono quindi ideali per ambienti sterili. Ma anche gli ambienti di produzione convenzionali traggono vantaggio dall'assenza di olio grazie a una pulizia notevolmente migliorata e a un avvio della produzione accelerato poiché non è necessario riscaldare l'olio - in breve: molto meno risorse.
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Efficienza produttiva - I servomotori si distinguono per la velocità.
Le macchine supportate da azionamenti servo non solo lavorano in modo preciso e ripetibile, ma anche velocemente. Il risparmio di tempo di ciclo, in particolare durante l'estrazione o l'inserimento dei nuclei filettati, è significativo rispetto ai motori idraulici. I tempi per l'estrazione dei nuclei filettati spesso non solo vengono ridotti di più della metà, ma anche attraverso processi paralleli le aziende possono realizzare risparmi di tempo con l'uso degli azionamenti servo. Con gli azionamenti idraulici ciò spesso non è possibile, poiché è disponibile solo un flusso limitato di olio e la macchina per lo stampaggio ad iniezione limita le possibilità di processi paralleli, ad esempio durante il movimento di apertura. La ripetibilità continua del processo contribuisce ulteriormente a una maggiore efficienza produttiva e, in definitiva, a una maggiore produzione.
Il trend verso macchine completamente elettriche è evidente già dagli anni ottanta e sta aumentando sempre di più negli ultimi anni. La conseguenza logica è sostituire l'idraulica ad alto consumo energetico con azionamenti servo ad alta precisione ed efficienti, anche nei processi come quelli presenti negli stampi per stampaggio a iniezione. A lungo termine, sono soprattutto le aziende con elevati volumi di produzione a beneficiare dei risparmi che si nascondono in ogni micrometro.
Proprio negli ambienti a sala bianca, la tendenza va chiaramente verso l'uso di macchine completamente elettriche a causa delle basse emissioni, della velocità e precisione e del loro funzionamento efficiente dal punto di vista energetico. Se sei interessato all'utilizzo di un sistema servoelettrico per realizzare movimenti rotatori e traslatori nel tuo stampo per stampaggio a iniezione, è meglio consultare degli esperti per poter sfruttare appieno i vantaggi di questa tecnologia con ogni movimento.