Machine de moulage par injection servo-hydraulique avec pompe à engrenages internes VG : comment une pression de 40 MPa et un niveau sonore ultra-faible améliorent la répétabilité du cycle

Dans les installations de moulage par injection modernes, la pompe hydraulique est le cœur de toute machine servo-hydraulique. Le choix de la technologie de pompe influe directement sur la répétabilité des cycles, la consommation d'énergie, le niveau sonore sur la ligne de production et la fiabilité à long terme de l'ensemble du système hydraulique. Parmi les architectures de pompes disponibles, Pompe à engrenages internesCes appareils ont gagné en popularité grâce à leurs avantages intrinsèques en matière de contrôle des pulsations, d'efficacité volumétrique et de fonctionnement silencieux.Pompe à engrenages internes VicksServo VGreprésente l'état de l'art actuel, combinant des pressions allant jusqu'à 40 MPa avec un niveau sonore ultra-faible et une plage de déplacement couvrant les charges de faible à grande capacité. Machines de moulage par injectionCe blog explore les principes d'ingénierie qui sous-tendent la série VG, explique comment sa conception se traduit par des améliorations mesurables de la répétabilité des cycles et fournit des conseils pratiques aux intégrateurs de systèmes et aux ingénieurs d'usine qui évaluent les solutions de pompes servo-hydrauliques pour leurs lignes de production.

Pourquoi l'architecture des pompes à engrenages internes est importante pour les systèmes servo-hydrauliques

servo-hydraulique Machines de moulage par injection Les systèmes servo-hydrauliques diffèrent fondamentalement des machines hydrauliques traditionnelles à vitesse fixe par leur mode de contrôle de la pression et du débit. Au lieu de faire tourner un moteur à vitesse constante et de réguler le débit par des distributeurs proportionnels, un système servo-hydraulique fait varier la vitesse du servomoteur électrique qui entraîne la pompe hydraulique. Cette dernière doit donc fournir un débit stable et prévisible sur une large plage de vitesses, depuis un régime quasi nul pendant les phases de maintien et de refroidissement jusqu'à la pleine vitesse lors de l'injection et de la fermeture des brides. Ce profil de fonctionnement impose des exigences spécifiques à la pompe, auxquelles tous les types de pompes hydrauliques ne peuvent pas répondre avec la même efficacité, faisant du choix de l'architecture de pompe appropriée une décision d'ingénierie cruciale.

Les pompes à engrenages internes sont composées d'une couronne dentée extérieure et d'une roue dentée intérieure plus petite, montées sur un axe commun et séparées par un séparateur en forme de croissant. La rotation des engrenages crée des chambres d'expansion et de contraction côté entrée et sortie, assurant ainsi un flux régulier et continu. Grâce au contact simultané de plusieurs paires de dents, le débit fourni au système présente intrinsèquement moins de pulsations que celui des pompes à engrenages externes, où seule une ou deux dents supportent la charge à la fois. Pour les machines servo-hydrauliques, cette réduction des pulsations diminue les perturbations hydrauliques subies par le servovariateur, permettant une régulation plus précise de la pression et de la vitesse tout au long du cycle de moulage. Cette régulation plus précise se traduit directement par une meilleure homogénéité entre les injections et une qualité de pièces supérieure.

La série de pompes à engrenages internes VG de Vicks Servo est spécialement conçue pour ce mode de fonctionnement. Avec des modèles de la série VGH0 supportant une pression jusqu'à 40 MPa et des vitesses jusqu'à 4 200 tr/min, la gamme VG couvre l'ensemble des performances requises par les presses à injecter servo-hydrauliques modernes. Qu'il s'agisse d'une pompe unique pour un circuit simple, d'une configuration à double pompe pour des circuits d'injection et de fermeture indépendants, ou d'une pompe combinée pour une distribution de fluide multifonctionnelle, la série VG fournit la base mécanique d'un contrôle hydraulique précis sur lequel les constructeurs de machines et les utilisateurs finaux peuvent compter pour des résultats de production constants.

Capacité de pression de 40 MPa et son impact sur les performances de moulage

La capacité de pression est l'une des spécifications les plus critiques pour toute pompe hydraulique utilisée en moulage par injection. La phase d'injection exige une pression élevée pour propulser le polymère fondu à travers la buse, le canal d'alimentation, le canal de coulée et l'orifice d'injection jusque dans la cavité du moule. Pour les résines techniques à haute viscosité, les pièces à parois fines ou les longs trajets d'écoulement, la pression d'injection requise peut atteindre, voire dépasser, 25 MPa au niveau du vérin hydraulique. En tenant compte des pertes de charge dues à la tuyauterie, aux raccords et aux chutes de pression dans le collecteur de vannes, la pompe doit fournir une pression nettement supérieure à ce seuil afin de garantir que la machine puisse atteindre la pression requise à la buse en permanence, sans être limitée par sa capacité hydraulique.

La pompe à engrenages internes VG série VGH0 répond à cette exigence grâce à une pression de service continue pouvant atteindre 40 MPa. Cette marge de pression importante garantit que la machine servo-hydraulique peut maintenir le profil d'injection programmé, même dans les conditions les plus difficiles, comme le démarrage à froid du moule, l'utilisation de matériaux à haute viscosité ou de pièces de forte épaisseur nécessitant un remplissage prolongé. La conception robuste du train d'engrenages et le carter usiné avec précision de la pompe VG assurent un rendement volumétrique élevé à haute pression, ce qui se traduit par une réduction de la chaleur générée dans le fluide hydraulique, des besoins de refroidissement moindres et une consommation d'énergie réduite lors des cycles de production prolongés.

Du point de vue du constructeur de machines, la pression nominale de 40 MPa de la pompe VG simplifie la conception du système. Les ingénieurs peuvent ainsi spécifier un seul modèle de pompe répondant aux exigences de pression des circuits d'injection et de serrage, sans recourir à des solutions surdimensionnées ou multi-étages. Ceci réduit le nombre de composants hydrauliques, simplifie la conception des collecteurs et diminue le coût total de la nomenclature. Pour les utilisateurs finaux de machines servo-hydrauliques pour des applications exigeantes telles que les connecteurs automobiles, les boîtiers de dispositifs médicaux et les moules de précision multi-empreintes, la marge de pression de la série VG garantit que le système hydraulique ne constituera pas un facteur limitant l'atteinte des objectifs de temps de cycle ou des spécifications de qualité des pièces en atelier.

Ingénierie ultra-silencieuse : Principes de conception pour un fonctionnement silencieux

La réduction du bruit dans les systèmes hydrauliques ne se limite pas au confort des opérateurs. Un bruit hydraulique excessif est un indicateur direct de pulsations de pression, de vibrations et d'instabilités de débit qui dégradent les performances du système et accélèrent l'usure des composants. Dans les environnements de moulage par injection où plusieurs machines fonctionnent à proximité les unes des autres, les niveaux de bruit cumulés peuvent dépasser les limites de santé au travail et créer une atmosphère de travail désagréable. Réduire le bruit à la source en choisissant une pompe à faibles pulsations est bien plus efficace et économique que de tenter de l'atténuer a posteriori par des enceintes, des supports ou des barrières acoustiques.

La pompe à engrenages internes VG atteint un niveau sonore extrêmement faible grâce à plusieurs caractéristiques de conception interdépendantes. La géométrie des engrenages internes assure une transition progressive du volume de fluide entre l'entrée et la sortie de la pompe. Le séparateur en croissant divisant l'engrènement en plusieurs chambres simultanées, la montée et la descente en pression à la sortie s'effectuent par petits paliers qui se chevauchent. Cette conception réduit intrinsèquement l'ondulation de pression, principale source de bruit tonal dans les pompes hydrauliques. De plus, la série VG bénéficie d'une géométrie de passage optimisée qui minimise les restrictions de débit et les turbulences à l'entrée et à la sortie, réduisant ainsi les contributions au bruit à large bande dues aux effets de la vitesse du fluide sur toute la plage de fonctionnement.

La précision de fabrication joue également un rôle déterminant. L'engrenage interne de la pompe VG est usiné avec des tolérances dimensionnelles strictes, garantissant un contact constant entre les dents et une variation de jeu minimale. Cette précision prévient les zones de haute pression localisées et les phénomènes de cavitation, sources de bruits impulsionnels dans les pompes de moindre qualité. Il en résulte une pompe fonctionnant à des niveaux sonores nettement inférieurs à ceux des pompes à engrenages externes classiques de cylindrée équivalente. Pour les presses à injecter servo-hydrauliques fonctionnant en trois-huit, le fonctionnement plus silencieux de la pompe VG réduit la fatigue des opérateurs, améliore la communication en atelier et favorise la conformité aux normes. réglementation sur le bruit au travail dans différentes juridictions.

Pulsation minimale et son influence directe sur la répétabilité du cycle

La répétabilité du cycle est le critère de performance le plus important pour la production en grande série par moulage par injection. La constance du poids des pièces, la précision dimensionnelle, la qualité de l'état de surface et l'uniformité des propriétés mécaniques dépendent toutes de la capacité de la machine à exécuter le même profil d'injection, de compactage, de maintien et de refroidissement à chaque cycle. Toute variation de pression ou de débit hydraulique pendant le cycle introduit une variabilité dans les processus de plastification et de remplissage, ce qui se traduit par des pièces défectueuses, une augmentation du taux de rebut et des arrêts de production pour ajustements. Pour obtenir une répétabilité optimale, chaque composant de la chaîne hydraulique doit contribuer le moins possible aux perturbations du système.

La pompe à engrenages internes VG contribue à la répétabilité des cycles principalement grâce à ses pulsations de débit minimales. Les pulsations de débit de la pompe hydraulique se propagent dans le système et se manifestent par des oscillations de pression au niveau du cylindre d'injection ou du cylindre de serrage. Même lorsque le servomoteur fonctionne en boucle fermée de régulation de pression ou de vitesse, les pulsations haute fréquence de la pompe peuvent dépasser la bande passante de la boucle de régulation, introduisant ainsi des oscillations résiduelles dans les profils de pression et de vitesse réels. En réduisant les pulsations à la source, la pompe VG permet au servocontrôleur d'assurer un suivi plus précis des profils programmés, réduisant ainsi la variation d'un cycle de moulage à l'autre en termes de temps de remplissage, de pression de commutation et de pression de maintien.

Concrètement, les mouleurs qui adoptent des machines servo-hydrauliques équipées de pompes à engrenages internes VG constatent des améliorations mesurables en termes de régularité du poids des pièces et de répétabilité dimensionnelle. La réduction des ondulations de pression se traduit directement par une diminution des réglages de processus, des temps de réglage plus courts lors des changements de moules et une moindre dépendance à de larges plages de fonctionnement pour compenser les variations hydrauliques. Pour les applications de moulage de composants médicaux, optiques et électroniques, où les tolérances se mesurent en microns et où chaque rebut représente un coût important en matière de matériaux, l'amélioration de la répétabilité des cycles permise par la pompe VG constitue un avantage économique et technique majeur qui justifie l'investissement dans des composants hydrauliques haut de gamme.

Options de cylindrée : Adapter la pompe VG aux exigences de la machine

Le choix du débit de pompe adéquat est essentiel pour optimiser les performances d'une presse à injecter servo-hydraulique. Une pompe sous-dimensionnée contraint le servomoteur à fonctionner à des vitesses excessives pour fournir le débit requis, ce qui entraîne une usure accrue, un niveau sonore plus élevé et une durée de vie du moteur réduite. À l'inverse, une pompe surdimensionnée gaspille de l'énergie car le servomoteur doit toujours vaincre les frottements internes de la pompe, même à faible taux d'utilisation. La gamme de pompes à engrenages internes VG répond à ce besoin de sélection en proposant des débits de 0,003 cm³ à 160 cm³ par tour, adaptés aussi bien aux petites unités de laboratoire qu'aux cellules de production de grande capacité utilisées dans les applications de moulage automobile et industrielles.

Pour les machines servo-hydrauliques de petite et moyenne taille (50 à 200 tonnes), on choisit généralement des pompes VG de faible cylindrée (0,03 à 0,30 cm³). Ces pompes fournissent les débits nécessaires aux vitesses d'injection courantes tout en fonctionnant dans la plage de vitesse optimale des servomoteurs standard. Pour les machines plus importantes (300 à 1 000 tonnes), des pompes VG de plus grande cylindrée (jusqu'à 160 cm³) offrent les débits élevés requis pour des mouvements de serrage rapides et une injection à haute vitesse, sans nécessiter de vitesses de moteur excessives. La disponibilité de configurations à pompe simple, double ou combinée accroît encore la flexibilité de conception pour les constructeurs de machines qui optimisent l'architecture de leur circuit hydraulique pour des segments de marché spécifiques.

Vicks Servo propose également des services de conseil en dimensionnement de pompes sur mesure grâce à son équipe d'ingénierie, composée de plus de 120 ingénieurs R&D spécialisés dans la conception de systèmes hydrauliques pour le moulage par injection. En analysant la force de la machine, les besoins en course, les objectifs de vitesse d'injection et le cycle de service, l'équipe recommande la cylindrée et la configuration optimales de la pompe VG pour chaque application. Ce support technique, associé à la capacité de production de Vicks Servo de plus de 200 000 unités par an, garantit aux constructeurs de machines un approvisionnement en pompes parfaitement adaptées, en grande quantité et avec des délais de livraison fiables, répondant ainsi à leurs besoins de planification de production.

Intégration avec les servomoteurs et les moteurs : la solution hydraulique complète

Les performances d'une presse à injecter servo-hydraulique dépendent non seulement de la pompe, mais aussi de l'intégration parfaite de la pompe, du servovariateur et du servomoteur au sein d'un système unifié. Vicks Servo répond à cette exigence en proposant un écosystème complet comprenant la pompe à engrenages internes VG, la pompe à palettes servo de la série ABT, le servovariateur ABT580-030, ainsi que les servomoteurs et réducteurs compatibles. Cette approche intégrée élimine les problèmes de compatibilité liés à l'approvisionnement en composants hydrauliques et électriques auprès de différents fournisseurs et garantit une optimisation globale du système pour des performances et une fiabilité optimales en matière de moulage par injection.

Le servovariateur ABT580-030 de Vicks Servo est conçu pour gérer les profils de charge dynamiques caractéristiques des cycles de moulage par injection, notamment l'accélération rapide lors de l'injection, le contrôle précis de la pression lors du compactage et la récupération d'énergie efficace lors des phases de décélération. Associé à la pompe à engrenages interne VG, qui offre un faible niveau de pulsation, le servovariateur permet un fonctionnement avec des paramètres de contrôle plus précis, garantissant une réponse plus rapide aux variations de consigne et un suivi plus précis des profils d'injection complexes. Il en résulte un système servo-hydraulique offrant la précision des machines entièrement électriques, grâce à des technologies de mouvement avancées telles que… entraînement harmonique et la servocommande, avec la densité de force et la rentabilité de la technologie hydraulique, offrant aux constructeurs de machines un avantage concurrentiel sur le marché.

Pour les constructeurs de machines recherchant une intégration maximale, Vicks Servo propose également la machine intégrée servo Albert 3-en-1, qui combine le servomoteur, le variateur et la pompe en une seule unité compacte. Cette configuration simplifie la conception de la machine, réduit la complexité du câblage et de la tuyauterie, et accélère le temps d'assemblage sur la ligne de production. Que l'application nécessite l'approvisionnement en composants discrets ou une unité de puissance servo-hydraulique entièrement intégrée, Vicks Servo offre la gamme de produits et l'expertise technique nécessaires pour accompagner la solution complète, du concept initial à la production en série et au support technique sur site.

Production à grande échelle et assurance qualité chez Vicks Servo

Lors du choix d'un fournisseur de pompes hydrauliques pour les presses à injecter servo-hydrauliques, les capacités de production et l'assurance qualité sont aussi importantes que les spécifications techniques. Vicks Servo Intelligent Equipment (Ningbo) Co., Ltd. a investi plus de 50 millions de dollars dans son infrastructure de production, qui s'étend sur plus de 70 000 mètres carrés d'installations de production et de test. Forte de plus de 18 ans d'expertise en hydraulique, l'entreprise a développé et perfectionné la gamme de pompes à engrenages internes VG ainsi que son portefeuille de produits plus large afin de répondre aux exigences élevées du secteur. industrie mondiale du moulage par injection et des applications hydrauliques connexes dans de multiples secteurs.

Chez Vicks Servo, l'assurance qualité couvre l'intégralité du cycle de vie du produit. Les matières premières proviennent de fournisseurs certifiés et font l'objet d'un contrôle qualité à réception. L'usinage de précision des composants des pompes à engrenages internes VG est réalisé sur des machines CNC de pointe, dans des conditions environnementales contrôlées. Chaque pompe assemblée est soumise à des tests de performance qui vérifient le débit, la pression admissible, le niveau sonore et le rendement volumétrique par rapport aux spécifications publiées. Ce protocole de test rigoureux garantit que chaque pompe VG expédiée de l'usine répond aux mêmes normes de performance, assurant ainsi la répétabilité et la fiabilité indispensables aux fabricants de presses à injecter et aux utilisateurs finaux pour leurs opérations de production critiques.

L'engagement de Vicks Servo envers la qualité et l'innovation est confirmé par ses distinctions de « National Little Giant Enterprise » et de « National High-Tech Enterprise », qui témoignent d'investissements importants en recherche et développement. L'entreprise détient plus de 20 brevets relatifs aux technologies des pompes hydrauliques et des servomoteurs, et son équipe de plus de 120 ingénieurs R&D travaille sans relâche à l'amélioration des performances, de l'efficacité et de la fiabilité de la série VG et des gammes de produits associées. Avec une capacité de production annuelle supérieure à 200 000 unités, Vicks Servo dispose des moyens nécessaires pour répondre aux besoins des grands constructeurs de machines OEM comme des fabricants spécialisés de plus petite taille, en leur garantissant une qualité constante et des délais de livraison fiables, conformes aux principes de la production au plus juste.

Applications au-delà du moulage par injection : la polyvalence de la pompe VG

Bien que ce blog se soit concentré sur les presses à injecter servo-hydrauliques, la pompe à engrenages internes VG est conçue pour une grande polyvalence dans une vaste gamme d'applications hydrauliques. La même combinaison de haute pression, de faible niveau sonore, de pulsations minimales et de large plage de cylindrée qui profite au moulage par injection offre également des avantages aux machines de fonderie sous pression, aux presses hydrauliques, aux équipements de levage, aux machines de vulcanisation, aux machines de fabrication de chaussures, aux équipements de fabrication de briques, aux cintreuses et aux presses à balles industrielles. Toute application hydraulique nécessitant un contrôle précis du débit et une pression constante grâce à un variateur de vitesse peut tirer profit de l'architecture avancée à engrenages internes et de la qualité de fabrication de précision de la pompe VG.

Dans les applications de fonderie sous pression, par exemple, la capacité de la pompe VG à fournir un débit haute pression avec un minimum de pulsations permet un contrôle précis du profil de vitesse du piston d'injection, ce qui influe directement sur la porosité et la qualité de l'état de surface de la pièce moulée. Dans les applications de presses hydrauliques, le débit régulier de la pompe permet un contrôle précis de la vitesse et de la force du piston lors des opérations de formage, d'emboutissage ou de compactage. Pour les équipements de levage et de manutention, le fonctionnement ultra-silencieux de la pompe VG contribue à une utilisation plus sûre et plus confortable dans les environnements où la perception des signaux sonores par l'opérateur est essentielle au respect des normes de sécurité au travail.

La vaste gamme d'applications de la pompe à engrenages internes VG témoigne de la connaissance approfondie qu'a Vicks Servo des exigences des systèmes hydrauliques dans divers secteurs industriels. En concevant une plateforme de pompe unique répondant aux besoins communs de haute pression, de faible niveau sonore et de régulation précise du débit, Vicks Servo permet aux constructeurs de machines de nombreux secteurs d'opter pour un composant hydraulique éprouvé. Cette standardisation réduit la complexité des stocks, simplifie la formation à la maintenance et tire parti des économies d'échelle réalisées grâce au volume de production de Vicks Servo, supérieur à 200 000 unités par an. Pour les ingénieurs évaluant les options de pompes hydrauliques pour la conception de leur prochaine machine, la série VG offre une combinaison convaincante de performances techniques, de qualité de fabrication et de fiabilité de la chaîne d'approvisionnement, garantissant ainsi une excellence opérationnelle à long terme.