اختصاصی بسپار/ قالب گیری تزریقی پایدار و هزینه های انرژی مصرفی

گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر طبق گزارش‌ها، قالب‌گیری تزریقی ممکن است تا میزان 90 درصد از گرمایش جهانی (GWP) ایجاد شده توسط کل چرخه قالب را که عمدتاً ناشی از مصرف انرژی است، به خود اختصاص دهد.
مدیر فروش بین‌الملل در TM Robotics، توضیح می‌دهد که چرا معتقد است ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی تمام الکتریکی راهی برای کاهش اثرات زیست‌محیطی فرآیند هستند، در حالیکه به تولیدکنندگان نیز کمک می‌کنند تا هزینه کمتری برای هر قطعه داشته باشند.

یافته‌های گزارش شده زنگ هشداری برای تولیدکنندگان است، به‌ویژه در شرایطی که تقاضا برای فرآیندهای قالب‌گیری تزریقی همچنان در حال رشد است. برای مثال، انتظار می‌رود که بازار پلاستیک‌های تجهیزات پزشکی قالب‌گیری تزریقی بین سال‌های 2023 تا 2030 شاهد رشد پررونقی باشد.
قالب گیری تزریقی برای تولید قطعات بسیار متنوعی استفاده می‌شود و دارای چندین مزیت است که شامل توانایی قالب‌گیری طیف گسترده‌ای از پلاستیک‌ها، تکرارپذیری خوب، تولید پیوسته و بالا با ضایعات کم و هزینه ی کم برای هر قطعه می‌شود.

کاهش هزینه و حفظ هزینه ی کم برای هر قطعه در طول فرآیند تولید هم از دیدگاه سازنده و هم از دیدگاه مشتریان حیاتی است. در حالیکه قالب‌گیری تزریقی می‌تواند این هدف را پشتیبانی کند، تولیدکنندگان همچنین نگران هزینه‌های انرژی قالب‌گیری تزریقی هستند و این که چگونه بر پایداری و نتیجه نهایی تأثیر می‌گذارد.
ادعا می‌شود که بیش از 90 درصد از هزینه‌های قالب گیری تزریقی را می‌توان به مصرف انرژی نسبت داد. این مصرف انرژی عمدتاً در مورد برق مصرفی برای راه اندازی دستگاه قالب گیری تزریقی حساب می‌شود. در این راستا بحث‌هایی در صنعت در مورد مزایای هزینه و پایداری قالب گیری تزریقی هیدرولیک در مقابل ماشین‌های تمام الکتریکی وجود داشته است.
ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی که با موتور هیدرولیک کار می‌کنند می‌توانند سطوح انرژی بالاتر و فشار تزریق بالاتری تولید کنند و همچنین هزینه اولیه دستگاه کمتر است. اما ماشین‌های هیدرولیک معایبی نیز دارند. این ماشین‌ها شامل مصرف بالای انرژی الکتریکی دستگاه می‌شوند، زیرا نیروی هیدرولیک آن به یک واحد برق متصل است که در هر مرحله از فرآیند قالب گیری با حداکثر ظرفیت کار می‌کند.

هزینه ی کل
اگرچه ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی هیدرولیک در ابتدا ارزان‌تر هستند، مهم است که کل هزینه عمر هنگام خرید ماشین‌های جدید در نظر گرفته شود. تمام ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی در کارخانه ی یکی از مشتریان TM Robotics، به نام Lotan که تولید کننده ظروف پلاستیکی در انگلستان است، به جای هیدرولیک الکتریکی هستند.
این شرکت به ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی تمام الکتریکی Shibaura Machine (IMM) که توسط TM Robotics عرضه می‌شود، متکی است. این دستگاه توسط Shibaura Machine که قبلاً به نام Toshiba Machine شناخته می‌شد، تولید می‌شود. مزایای عملکرد IMM شامل محدوده نیروی گیره از 50 تا 2500 تن است که می‌تواند توسط یک کنترل دیجیتال انتقال مستقیم پیچ (DST) برای انعطاف بیشتر تولید واسنجی شود.
اگرچه ماشین‌های تمام الکتریکی در ابتدا گران‌تر هستند، اما نشان داده می‌شود که از نسخه‌های هیدرولیک بهتر عمل می‌کنند. از مزایای این ماشین‌ها می‌توان به سرعت تزریق بالاتر اشاره کرد. زیرا ماشین تمام الکتریکی به جای direct pressure clamping به toggle clamping متکی است که برای قالب گیری تزریقی با سرعت بالا بهتر است.
مزایای دیگر آن شامل بهبود زمان چرخه خشک و پایداری کلی خود قالب است. به لطف این مزایا، شرکت lotan چندین دستگاه IMM به‌ویژه جدیدترین دستگاه‌های قالب‌گیری تزریقی SXIII را از TM Robotics، سفارش داده است. SXIII یک مدل پیشرفته است که سرعت تزریق بسیار سریع‌تری را نسبت به تجهیزات قالب‌گیری سنتی ارائه می‌کند. در نتیجه، این دستگاه 35 درصد زمان چرخه سریع‌تری نسبت به IMMهای سروو هیدرولیک معمولی ارائه می‌کند. لوتان همچنین به هزینه کمتری برای هر قالب دست پیدا کرده است.

سخن آخر
جدا از مزایای عملکرد، ماشین‌های قالب گیری تزریقی باید سهولت کاربرد نیز داشته باشند. به همین دلیل است که طیف ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی SXIII به کنترل‌کننده کاربرپسند Shibaura Machine مجهز شده‌اند که برای عملیات ساده و قابل تکرار به کنترل‌کننده قابل برنامه‌ریزی متصل می‌شود.
ماشین‌های قالب‌گیری تمام الکتریکی در تعمیر و نگهداری نیز برتری دارند. با قابلیت کنترل قابل برنامه ریزی PLC، عملیات قالب‌گیری تزریقی را می‌توان به سامانه‌های اینترنت اشیاء (IoT) تأسیسات تولید متصل کرد. داده‌های مربوط به عملکرد IMM را می‌توان از طریق حسگرها جمع‌آوری کرد و به واحد برنامه‌ریزی منابع سازمانی (ERP) یا سامانه‌های اجرای تولید (MES) برای پشتیبانی پیشگیرانه، قابلیت ردیابی و مدیریت کیفیت منتقل کرد.
اما، در مورد بهره وری انرژی ماشین‌های تمام الکتریکی نسخه‌های هیدرولیکی چطور؟ با استفاده از IMM‌های تمام الکتریکی Shibaura Machine، شرکت lotan در مقایسه با ماشین‌های هیدرولیک قدیمی 20 تا 40 درصد هزینه‌های جاری کمتری را تجربه کرده است. ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی هیدرولیک سنتی کارایی کمتری دارند، زیرا حتی در حالت بیکار نیز انرژی مصرف می‌کنند، در حالی که ماشین‌های تزریق تمام الکتریکی فقط در حین کار از انرژی استفاده می‌کنند.
در واقع، IMMهای تمام الکتریکی Shibaura Machine در مقایسه با IMMهای سروو هیدرولیک اروپایی 60 درصد صرفه جویی در مصرف انرژی دارند. سایر آزمایش‌های عملکرد توسط Shibaura Machine EC650SX-61B IMM آن را با نیروی گیره 650 تن در برابر دستگاه سروو هیدرولیک اندازه گیری کرد. نتایج کاهش 51 درصدی انرژی را نشان دادند.
در نمونه ای دیگر، مدل دیگری از سری EC-SX یعنی EC1800SX-155B هزار و هشتصد تن، در برابر یک IMM تمام الکتریکی رقیب آزمایش شد. اگرچه هر دو ماشین مصرف انرژی یکسانی داشتند، Shibaura Machine IMM زمان چرخه سریع‌تری را ارائه کرد که باعث صرفه‌جویی کلی 30 درصد در مصرف انرژی شد.
قالب گیری تزریقی در حال حاضر ممکن است مسئول 90 درصد فرآیندهای گرمایش جهانی باشد. با این حال، عملکرد IMM‌های تمام الکتریکی مانند Shibaura Machine’s SXIII و EC-SX نشان می‌دهد که این روند می‌تواند معکوس شود و تأثیرات مثبتی بر پایداری و همچنین نتیجه نهایی تولیدکنندگان داشته باشد.