Quels entraînements de moulage offrent la plus grande flexibilité et efficacité énergétique ?

8 février 2023

10h10

Sachant que des mouvements hautement dynamiques peuvent contribuer à réduire le temps de cycle et à améliorer la qualité des composants, Nigel Flowers, directeur général de Sumitomo (SHI) Demag UK, examine les options d'entraînement et leurs performances respectives, leur flexibilité opérationnelle, leurs références environnementales et la longévité des machines.

En alimentant le processus de moulage, l'écart entre les machines à entraînement hydraulique et les machines entièrement électriques se réduit chaque année un peu plus. Traditionnellement, la plupart des machines présentes dans les ateliers de production étaient purement hydrauliques. Bien qu’ils restent courants dans les ateliers de moulage au Royaume-Uni, les deux dernières décennies ont vu un changement. Cette tendance s'est vraiment accélérée au cours des cinq dernières années, l'eIMM représentant désormais près de 30 % de toutes les nouvelles machines installées au Royaume-Uni et en Irlande en 2021.

Cela dit, il reste un volume prolifique de machines hydrauliques installées au Royaume-Uni et en Irlande : sur les 12 000 machines importées au cours des 20 dernières années, seules 2 000 étaient entièrement électriques. Pourtant, au cours de cette période, des améliorations progressives ont été apportées, avec l'émergence constante de nouvelles technologies d'entraînement et de variantes de celles-ci. Y compris les entraînements hybrides, la fréquence variable, les servos électriques, les entraînements électriques par courroie, les entraînements directs et bien plus encore. Certains sont intrinsèquement plus gourmands en énergie que d’autres.

Moteur du progrès : nouvelles technologies d’entraînement

Un entraînement de machine fonctionne un peu comme n’importe quelle boîte de vitesses, dans le sens où il assure la transmission de la force. Bien que la science derrière cette transmission soit toujours la même – elle transforme la vitesse de rotation en mouvement linéaire – tous les entraînements ne sont pas égaux. Comme l’illustre l’infographie ci-contre, leur efficacité relative signifie désormais que les entraînements entièrement électriques ont désormais tendance à détenir la haute main en matière de traitement.

Jusqu'à récemment, égaler la force de mouvement du système hydraulique dans des machines de plus grand tonnage était considéré comme inconcevable. Cependant, signe de l'innovation dans la technologie d'entraînement, les variantes « servo » fusionnant des entraînements directs entièrement électriques avec des servopompes à grande vitesse répondent désormais à la plage de force de serrage moyenne et élevée et améliorent encore l'efficacité énergétique. Selon Sumitomo (SHI) Demag, le lancement de la machine d'emballage PAC-E au K 2022 en est la preuve. D'autres domaines d'application incluent les packages à force de serrage moyenne pour le moulage multi-composants, le LSR et le moussage physique MuCell.

L'un des avantages des entraînements électriques est la capacité de contrôler l'axe linéaire avec des vitesses supérieures à 500 mm/s. Ceux-ci sont généralement contrôlés par un système de contrôle en boucle fermée situé soit dans le contrôleur de la machine (logiciel), soit dans le servomoteur lui-même (matériel). La solution matérielle offre un avantage clé en termes de performances, car les calculs de contrôle de position sont effectués en temps réel dans le matériel du servovariateur. Résultat : des performances maximales.

La synergie de conception des disques est une autre différence essentielle. Les exigences des applications sectorielles et de traitement doivent prendre en compte de nombreux aspects variés, notamment les schémas d'attente, les changements rapides d'accélération et de décélération, les temps de refroidissement et le retrait des composants. La seule constante du moulage par injection est une vitesse élevée avec une accélération et un freinage très rapides.

Ce ne sont pas des disques disponibles dans le commerce. Conçu par notre société mère japonaise et construit uniquement pour le processus de moulage par injection par des experts véritablement dédiés au contrôle de mouvement, notre entraînement à couple élevé est plus réactif et réduit le risque d'inertie. Dans certaines conditions, les mouleurs peuvent réaliser des économies d'énergie supérieures à 70 % et des temps de cycle encore plus rapides par rapport au moulage conventionnel.

Optimiser toutes les conditions de production

Par rapport aux machines hydrauliques, les entraînements directs électriques ne consomment de l'électricité qu'en fonctionnement. De plus, l'énergie cinétique de freinage peut être récupérée grâce à la technologie de récupération.

Cette efficacité accrue obtenue grâce aux entraînements directs signifie qu'ils consomment considérablement moins d'énergie que les machines hydrauliques – dans le cas de l'IntElect, entre 40 % et 85 % de moins que les solutions conventionnelles.