האם מכונות ההזרקה כל-חשמליות הן בהכרח היעילות ביותר אנרגטית?

זוהי נשמעת כמו שאלת רטורית, אבל התשובה יכולה להפתיע אתכם. חברת BOY מסבירה לנו שהתשובה קצת יותר מורכבת מהמקובל 

זוהי הנחת יסוד של ממש בתעשייה: מכונות הזרקה כל-חשמליות הן החסכוניות יותר בצריכת אנרגיה, ולכן גם המשתלמות ביותר מבחינת עלויות התפעול השוטף. ההיגיון מאחורי ההנחה פשוט, מכונות כל-חשמליות מאבדות פחות אנרגיה בתהליך המרת האנרגיה, כי הן צריכות לבצע רק המרה אחת של אנרגיה חשמלית לקינטית. מעבר לכך, מכיוון שהן לא צריכות לשמור על לחץ הידראולי כל הזמן, הם צורכות חשמל רק כאשר הן פועלות. 

אך האמנם זו סברה מדויקת? חברה BOY הגרמנית, המתמחה בייצור מכונות הזרקה קטנות, מסבירה לנו שהמציאות קצת יותר מורכבת. לאחרונה פרסמה החברה ממצאים המעלים את האפשרות כי טכנולוגיות אחרות, כגון מכונות הזרקה סרוו-הידראוליות ומכונות היברידיות, עלולות להיות עדיפות אנרגטית, בייחוד עבור תפוקות נמוכות או בינוניות. 

ייעול מערכות במכונות הזרקה סרוו-הידראוליות 

מכונות ההזרקה הסרוו-הידראוליות מסדרת ה-E-series היו הראשונות מסוגם בחברת BOY, והוצגו לראשונה בשנת 2008. עוד אז החברה התעניינה בייעול אנרגטי. לצורך זה היא הציגה טכנולוגיות מתקדמות כגון ה-EconPlast, מערכת שמתזמנת את תהליך ההזרקה לצריכת חשמל מינימלית, וכן ה–EconFluid, נוזל המותאם במיוחד לחיסכון אנרגיה מירבי עבור המשאבות ההידראוליות. השלב הראשון בייעול אנרגטי הוא ניטור מדויק של הצריכה. על כן הותקנו על כלל מכונות החברה מסדרה E בקרת אנרגיה וכלי ניתוח מתוחכמים המספקים תמונה שלמה של היעילות האנרגטית של המכונות. 

השוואה אנרגטית בין מכונות הזרקה כל-חשמליות לסרוו-הידראוליות 

הצריכה האנרגית, מורכבת מצריכת כל המערכות האחראיות על תנועת הרכיבים במכונה. מכונות הזרקה חשמליות או סרבו-הידראוליות מנוהלות על ידי מערכת שליטה מרכזית השולחת אותות למנועי הסרוו המספקים תנועה מבוקרת מאוד זוויתית או לינארית.  

חיישן במנוע משמש על מנת להמיר את האותות החשמליים הנשלחים ממערכת השליטה. במכונה כל-חשמלית יש צורך במנוע סרוו נפרד עבור כל סוג של תנועה – תנועת הבורג לאורך הציר, תנועת הבורג הסיבובית, תנועת יחידת ההזרקה, תנועת יחידת הנעילה, תנועת הזרקן, ובמידת הצורך תנועת הגרעין (Core Pulls). במכונות סטנדרטיות, מדובר על חמש המרות תנועה לאנרגיה החשמלית עם צריכה אנרגטית כוללת של 500-750 וואט. יכולת זו מאפשרת שליטה מדויקת במיוחד במכונות אלו, אך דורש אנרגיה גבוה יותר להפעלה. 

תמונה 1: מכונת הזרקה כל-חשמלית לעומת סרוו-הידראולית. החשמלית דורשת השקעת הספק אנרגיה בסיסי רב יותר להנעת מנועי הסרוו.

מכונות הזרקה סרוו-הידראליות כוללות גם הן הנעת סרוו אולם עבורן קיים מנוע סרבו אחד לשליטה במשאבה ההידראולית ובכל פעולות המכונה. במכונות BOY ההספק הבסיסי של המנוע נמוך ועומד על 100-150 וואט, מה שנותן ייתרון אנרגטי למכונות אלו בהשוואה לצריכה של מכונה חשמלית. 

לצד זאת המכונות אלו יש לקחת בחשבון חום וחיכוך – אנרגיות ההולכת לאיבוד. הנעה כל-חשמלית היא יותר יעילה בהמרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיה קינטית עבור תנועות סיבוביות ולינאריות בתהליך הפלסטיזציה. הדבר נעשה משמעותי במיוחד עבור תפוקות גבוהות, שעבורם איבודי האנרגיה רבים יותר. מערכת ה-EconPlast של חברת BOY נועדה להביא את איבודים אלו למינימום האפשרי. 

יעילות בתפוקות נמוכות או בינוניות 

למרות היעילות של מכונות הזרקה כל–חשמליות או היברידיות עבור תפוקות גבוהות, איסוף נתונים וחישובים שנעשו ב-BOY מוכיחים כי למכונות הזרקה סרוו–הידראוליות יש יתרון אנרגטי לתפוקות נמוכות ובינוניות, במיוחד בכוחות נעילה נמוכים של עד 125 טון. במקרים אלו ההספק הבסיסי של מנועי הסרוו הוא הרכיב האנרגטי המשמעותי יותר מהצריכה האנרגטית הכוללת של המכונה.  

למידע נוסף:
פלורמא, עוזי קלברמן, 054-562-1450, [email protected]