Injetoras de plástico são equipamentos cuja finalidade é a produção de peças plásticas através de injeção de polímeros (plásticos) a altas temperaturas em moldes pré-fabricados. E nestes equipamentos o consumo do motor elétrico representa pelo menos 80% do consumo da máquina toda, e por isso uma solução que economiza até 60% de energia se torna muito interessante.

Muitas máquinas injetoras tem todo seu movimento baseado em um sistema hidráulico, ou seja, o motor elétrico aciona uma ou até mais bombas hidráulicas e a pressão e vazão de óleo é que realiza os movimentos de abertura e fechamento de molde, injeção de material movimento do fuso, etc. Nesse sistema a abertura e fechamento de válvulas é o atuador, levando a vazão ou pressão de óleo para onde ele é necessário de acordo com  a necessidade do ciclo de injeção, e nos momentos em que não há necessidade de pressão ou vazão ocorre arecirculação do fluido hidráulico, e é esse o momento em que se consegue tornar o processo mais eficiente.

A solução WEG de eficiência energética para injetoras utiliza as informações fornecidas pelo sistema hidráulico e faz com que o motor e a bomba hidráulica operem somente e de acordo com a necessidade da máquina, ou seja, fornecendo exatamente a pressão ou vazão de óleo que a máquina solicita.

A modulação do motor é realizada através de um software exclusivo que roda no PLC do inversor de frequência, precisando apenas dos sinais analógicos enviados pelo sistema hidráulico.

Uma grande vantagem dessa solução é a baixa interferência no sistema da máquina, não havendo alterações mecânicas nos motores, e permitindo que em caso de manutenção do drive, a áquina possa continuar operando com seu sistema de partida original.

A solução de eficiência energética WEG para injetoras gera economia em praticamente qualquer ciclo de operação, pois em uma máquina desse tipo as exigências do sistema hidráulico variam de acordo com a fase do ciclo (abertura e fechamento de molde, injeção e recalque, resfriamento e dosagem). Sendo que no resfriamento é o período em que mais se consegue economizar energia, e assim ciclos mais longos tendem a ter um resultado mais interessante. No entanto a economia ocorre em todas as fases do ciclo como mostra a figura abaixo com a medição do consumo da maquina com e sem a solução.

A solução proposta é uma excelente alternativa para tornar mais competitiva uma máquina antiga, pois os modelos de injetoras mais modernos usam uma concepção semelhante à proposta, porém o investimento em um equipamento novo é muito maior.

É interessante observar que a mesma metodologia pode ser aplicada para qualquer sistema hidráulico em que o motor originalmente fica operando o tempo todo e válvulas controlam o fluido hidráulico como injetoras de alumínio, tombadores de caminhão, prensas hidráulicas, etc.

• Economia de energia elétrica de até 60%
• Fácil Implantação com poucos impactos no sistema de produção e na máquina de injeção
• Replicável a outros sistemas hidráulicos
• Redução da temperatura do fluido hidráulico e consequente menor desgaste dos componentes hidráulicos
   

CASE DE INJETORA DE PLÁSTICO

A injeção do material se dá por avanço do parafuso injetor (rosca helicoidal), e depois de completado o ciclo de injeção, a peça manufaturada é liberada com a abertura do molde e disponibilizada na calha de saída (figura 1).

Em injetoras convencionais, praticamente todos os movimentos são realizados através de válvulas de vazão e pressão e atuadores hidráulicos (pistões, êmbolos e outros) acionados por bombas hidráulicas, (máquinas responsáveis pela circulação de óleo no circuito hidráulico das injetoras). Por sua vez, estes atuadores são acionados por motores elétricos, responsáveis por aproximadamente 80% do consumo de energia elétrica do equipamento.

Estes equipamentos funcionam em ciclos de operação, onde cada ciclo é responsável pela confecção de uma ou mais peças e pode ser representado através do gráfico a seguir (figura 2).

Percebe-se neste exemplo que as exigências de carga à bomba hidráulica são bem características. Também verifica-se que o motor elétrico pode operar grande parte do tempo com baixas cargas, o que traduz-se em desperdício de energia.

A adoção do conjunto motor eficiente e inversor de frequência, por exemplo, é uma alternativa para ação de eficiência energéticas em injetoras plásticas. Isto melhora o rendimento global do equipamento, e permite que o processo torne-se mais “inteligente”. Já que o consumo de energia será proporcional à sua real necessidade (figuras 3 e 4).

A solução proposta não é “intrusiva”, ou seja, não são necessárias modificações mecânicas ou alterações da concepção original de controle das máquinas. Pois as alterações são limitadas ao acionamento do motor elétrico e à utilização de sinais elétricos já existentes das válvulas proporcionais de vazão e pressão. Estes sinais são interpretados em uma programação especialmente desenvolvida para ciclos de injeção. Sendo que em nenhum momento o tempo do ciclo é alterado para manter a qualidade do produto final. Esta programação é exclusiva da WEG.

Benefícios da aplicação:

• Economia de energia de até 50%
• Redução da temperatura do óleo devido menor tempo de recirculação,prolongando a vida útil dos componentes hidráulicos
• Aplicação simplificada, sem necessidade de modificações na máquina
   

Equipamentos necessários:

• Motor de alta eficiência
• Inversor de frequência CFW11
• Programação de economia de energia em injetoras plásticas
• Resistor de frenagem
• Transdutor de sinal (somente quando os sinais das válvulas proporcionais forem incompatíveis com os permitidos pelo inversor de frequência)