Qu'est-ce qu'une machine de moulage par injection servo ?

Un " machine de moulage par injection servo" est un type d'équipement de moulage par injection qui utilise un servomoteur comme source d'alimentation principale. « Servo » fait référence à la capacité du système d'entraînement à répondre avec précision et rapidité aux commandes de contrôle.

1. Machine de moulage par injection hydraulique traditionnelle vs. Machine de moulage par injection servo

Machines de moulage par injection hydrauliques traditionnelles : utilisez un moteur asynchrone à vitesse constante pour entraîner une pompe hydraulique. La pompe hydraulique fonctionne en continu, générant une pression et un débit fixes. La machine utilise des vannes proportionnelles ou des servovannes pour ajuster la pression et le débit requis pour différentes opérations (telles que la fermeture du moule, l'injection, la pression de maintien, le refroidissement, l'ouverture du moule et l'éjection).

Les inconvénients de cette méthode sont :
Gaspillage d'énergie important : Le moteur et la pompe fonctionnent en permanence à pleine capacité, consommant de l'énergie. Même lorsque la machine refroidit ou attend, une quantité importante d'énergie est nécessaire pour maintenir la pression et le débordement du système.
Montée rapide de la température de l’huile : Les débordements et les frottements génèrent une chaleur importante, nécessitant un système de refroidissement supplémentaire.
Bruit élevé : La pompe fonctionnant en continu génère un bruit considérable.
Précision de contrôle et vitesse de réponse limitées : en s'appuyant sur la régulation de la vanne, la précision et la vitesse sont inférieures à la commande directe du moteur. Les machines entièrement électriques traditionnelles utilisent plusieurs servomoteurs pour entraîner directement chaque axe de mouvement (tel que la fermeture du moule, l'injection et l'éjection) via des mécanismes tels que des vis à billes ou des courroies synchrones.
Les avantages incluent une haute précision, un fonctionnement propre et une efficacité énergétique. Les inconvénients incluent une structure complexe, un coût élevé et une force de serrage généralement inférieure à celle des modèles hydrauliques.

Caractéristiques et principes de fonctionnement des machines de moulage par injection servo :
Source d'alimentation principale – Servomoteur : remplace le moteur traditionnel à vitesse constante.
Système de contrôle en boucle fermée :
Le contrôleur émet des commandes basées sur des paramètres de processus définis (pression, vitesse et position).
Le servomoteur fait tourner le servomoteur avec précision.
Le servomoteur entraîne directement une pompe hydraulique à cylindrée fixe (généralement une pompe à engrenages internes ou une pompe à piston).
Un dispositif de rétroaction (tel qu'un encodeur) monté sur le moteur ou la pompe surveille la vitesse du moteur (correspondant au débit de sortie de la pompe) et le couple (correspondant à la pression de sortie de la pompe) en temps réel.
Le signal de retour est renvoyé au contrôleur, qui compare en permanence la valeur réelle avec la valeur définie et ajuste la commande envoyée au variateur, formant ainsi un système de contrôle en boucle fermée pour garantir que la sortie correspond précisément au débit et à la pression requis pour la phase de fonctionnement en cours. Approvisionnement en pétrole à la demande :
C’est le principal avantage des machines de moulage par injection servo-hydrauliques.
Le système entraîne le moteur et la pompe uniquement lorsqu'une action est requise, et la vitesse et le couple (c'est-à-dire le débit et la pression) sont ajustés avec précision en temps réel en fonction des exigences spécifiques de cette action.
Lorsqu'une action est terminée et que l'étape suivante commence (par exemple lorsque l'injection se termine et que la pression est maintenue), ou lorsque la machine est en mode refroidissement ou veille, le servomoteur et la pompe hydraulique peuvent s'arrêter complètement, ne consommant pratiquement aucune énergie.
Aucune soupape de trop-plein n'est nécessaire pour réguler la pression et le débit, réduisant ainsi les pertes d'énergie et le chauffage du fioul.

Avantages des machines de moulage par injection servo :
Économies d'énergie : par rapport aux presses hydrauliques traditionnelles, des économies d'énergie de 30 à 70 % sont généralement réalisées, en fonction du cycle du produit, des paramètres du processus et de la machine elle-même.
Haute réactivité et contrôle précis : la vitesse de réponse extrêmement rapide et le contrôle précis du couple du servomoteur améliorent considérablement la précision du contrôle et la répétabilité des paramètres clés du processus tels que la vitesse d'injection, la pression de maintien et le contrôle de position, améliorant ainsi la qualité et la cohérence du produit. Il est particulièrement adapté au moulage de précision. Température d'huile inférieure : En raison d'une perte d'énergie considérablement réduite (en particulier l'élimination des pertes par débordement et la réduction de la chaleur de friction), l'augmentation de la température de l'huile hydraulique est considérablement inférieure, prolongeant ainsi la durée de vie de l'huile hydraulique et des joints.
Faible bruit : le moteur tourne à basse vitesse ou est arrêté la plupart du temps, ce qui entraîne des niveaux de bruit nettement inférieurs à ceux du fonctionnement continu d'une presse hydraulique traditionnelle.
Efficacité de production plus élevée : une vitesse de réponse plus rapide peut parfois raccourcir les temps de cycle (par exemple lors de l'accélération de l'ouverture et de la fermeture du moule).
Propre et respectueux de l'environnement : des températures d'huile plus basses réduisent la tendance à l'oxydation et aux fuites d'huile, ce qui entraîne un environnement de travail plus propre.

Les différences structurelles entre les machines de moulage par injection servo et les machines de moulage par injection hydrauliques traditionnelles :
La principale différence réside dans l'unité d'entraînement de puissance.
Presses hydrauliques traditionnelles : pompe doseuse à moteur à vitesse constante/vanne proportionnelle à pompe variable/servovanne.
Presses hydrauliques servo : servomoteur de pompe doseuse, dispositif de rétroaction de haute précision.
La structure principale de la machine, y compris le mécanisme de serrage, le mécanisme d'injection, la vis à barillet, etc., est similaire à celle d'une presse hydraulique standard.

2. Défauts courants des machines de moulage par injection servo

(1) Alarme/défaut du servo variateur :
Surintensité/surcharge : blocage mécanique, charge excessive (telle qu'une mauvaise lubrification, problème de moisissure), court-circuit interne du variateur ou du moteur, réglage incorrect des paramètres.
Surtension/sous-tension : tension d'alimentation instable, défaillance de la résistance de freinage ou mauvaise sélection, énergie de régénération excessive, défaut interne du variateur.
Surchauffe : mauvaise dissipation thermique (panne du ventilateur, poussière sur le dissipateur thermique), température ambiante élevée, fonctionnement en surcharge.
Défaut d'encodeur/erreur de communication : Câble d'encodeur endommagé, mauvais contact, encodeur endommagé, interférence grave, problème d'interface du variateur.
Écart de position excessif : changement de charge soudain ou excessif, réglage des paramètres de réponse déraisonnable, jeu mécanique excessif, problème de retour d'encodeur.

(2) Défaut du servomoteur :
Surchauffe du moteur : fonctionnement en surcharge, mauvaise dissipation thermique, température ambiante élevée, dommages aux roulements entraînant une augmentation de la friction, problème d'enroulement. Bruit/vibration anormal du moteur : usure ou endommagement des roulements, flexion de l'arbre du moteur, accouplement desserré ou endommagé, déséquilibre de charge, résonance mécanique.
Le moteur ne tourne pas/est faible : le pilote n'a pas de sortie, l'enroulement du moteur est ouvert ou en court-circuit, problème d'alimentation, le frein n'est pas desserré (le cas échéant), erreur de paramétrage.

(3) Pression anormale du système :
Pression insuffisante : Débit insuffisant de la servopompe (vitesse/couple moteur insuffisant, usure interne de la pompe), défaillance du capteur de pression/décalage d'étalonnage, défaillance de la vanne de régulation de pression ou erreur de réglage, défaillance de la vanne de trop-plein, fuite importante dans le cylindre, blocage du filtre à huile entraînant un débit insuffisant.
Fluctuation/instabilité de pression : Air dans l'huile, défaillance du capteur de pression, air dans l'huile, défaillance du capteur de pression, réponse instable de la servocommande, vanne hydraulique (telle qu'une vanne à pression proportionnelle) bloquée ou en panne, contamination par l'huile entraînant un mauvais mouvement du noyau de la vanne.
Pression excessive : défaillance du capteur de pression, défaillance de la vanne de régulation de pression, erreur du signal de commande.

(4) Problèmes liés à l’huile hydraulique :
Température d'huile excessive : défaillance du système de refroidissement (blocage du refroidisseur, panne du ventilateur, eau de refroidissement insuffisante/température élevée), fuite grave du système entraînant une perte d'énergie importante, température ambiante excessivement élevée, sélection inappropriée de la viscosité de l'huile, volume d'huile insuffisant.
Contamination par l'huile : intrusion d'eau (provoquant une émulsification et de la rouille), contamination par des particules (provoquant le blocage des vannes et l'usure de la pompe), oxydation et détérioration (changements de viscosité et génération de boues). Il s’agit de la cause première la plus courante et la plus néfaste des problèmes du système hydraulique.
Fuite : joints desserrés, vieillissement et dommages aux joints, dommages aux canalisations ou aux cylindres/corps de vannes.

3. Questions fréquemment posées sur les machines de moulage par injection servo

Q1 : Qu'est-ce qu'une machine de moulage par injection servo ?
A1 : Une machine de moulage par injection qui contrôle avec précision le mouvement d'une pompe hydraulique ou de composants mécaniques à l'aide d'un servomoteur. Son principe de base est « l'énergie à la demande » : l'énergie est consommée uniquement pendant le mouvement et le moteur s'arrête à l'arrêt, ce qui permet des économies d'énergie allant jusqu'à 30 à 70 %.

Q2 : Machines de moulage par injection servo, presses hydrauliques traditionnelles et presses entièrement électriques ?
A2 : Presses hydrauliques traditionnelles : Soupape de décharge du moteur à vitesse constante → Consommation d'énergie élevée et bruit élevé.
Presses entièrement électriques : Entraînement direct avec plusieurs servomoteurs → Haute précision et sans huile hydraulique, mais structure complexe et coût élevé.
Presses servohydrauliques : des servomoteurs entraînent des pompes hydrauliques → Équilibrent les économies d'énergie, la précision et la force de serrage élevée, offrant le meilleur rapport qualité-prix.

Q3 : Que dois-je faire si l'alarme du servomoteur « Surcharge » (OL) ?
A3 : Dépannage étape par étape :
Vérifiez si la machine est bloquée (par exemple, corps étrangers dans le moule, lubrification insuffisante). Vérifiez la résistance d'isolement du moteur (utilisez un multimètre pour mesurer la résistance enroulement-terre > 5 MΩ).
Vérifier les paramètres du variateur (si le réglage de la puissance du moteur est incorrect).

Q4 : Quelle pourrait être la cause du ralentissement ?
A4 : Viscosité anormale de l’huile hydraulique (plus fine à haute température/plus épaisse à basse température).
Filtre encrassé → débit insuffisant (vérifier l'indicateur de pression différentielle).
Usure du joint de cylindre et fuite interne (vérifier avec un test de maintien de pression).