Przetwórstwo tworzyw sztucznych metodą wtryskiwania od zawsze cieszyło się w Polsce dużym zainteresowaniem. O ile nasz kraj jako ich producent nie ma czym zaimponować, to biorąc pod uwagę popyt firm działających w branży, sytuacja jest zgoła inna. Największą popularnością i uznaniem cieszą się maszyny produkowane przez firmy niemieckie, włoskie i austriackie. Nie brakuje też urządzeń oferowanych przez producentów z Ameryki Północnej i Dalekiego Wschodu. Najczęściej są to niewielkie maszyny, do 1000 kN siły zamykania.

Największe są kilkadziesiąt razy mocniejsze i wykorzystuje się je m.in. w przemyśle motoryzacyjnym. Znakomita większość z nich jest dostosowywana do indywidualnych potrzeb konkretnego klienta. Czasy, gdy dominowały rozwiązania uniwersalne, standardowo przygotowane do wielu zastosowań, odeszły już w niepamięć. Teraz przede wszystkim liczą się konkretne oczekiwania strony kupującej.

Rosnąca popularność
Pomimo tego, że w polskim przemyśle nadal dominują rozwiązania hydrauliczne, rodzimi menedżerowie zdają się być coraz bardziej otwarci na ich elektryczne odpowiedniki. Otrzymanie perfekcyjnie wykonanej partii produktu w możliwie najkrótszym czasie to marzenie każdego producenta.

– Przedsiębiorca musi wiedzieć, czego oczekuje od maszyny: czy wyjątkowej dokładności, gwarancji stabilności procesu, czy dużej szybkości i wysokiego przyspieszenia – mówi Rafał Ludwig, menedżer sprzedaży w MAPRO Polska - dystrybutora elektrycznych wtryskarek marki Zhafir: Venus i Zeres.

Zwane z angielskiego all-electric injection molding machines (wtryskarki elektryczne) już dzisiaj na stałe wpisały się w 130-letnią historię tych urządzeń i mają przed sobą świetne perspektywy rynkowe. W segmencie małych i średnich maszyn każdego miesiąca umacniają swoją dominującą pozycję. Swoją przewagę konkurencyjną zwiększają przede wszystkim dzięki mniejszemu zużyciu energii, wyższej kulturze pracy, niższemu poziomowi emisji ciepła oraz brakowi konieczności użycia oleju hydraulicznego. To maszyny zapewniające największą dokładność, charakteryzujące się dużą precyzją działania oraz stabilnością procesu niezależnie od warunków zewnętrznych. Są cenione za niezawodność i możliwość prowadzenia produkcji wymagającej spełnienia wyśrubowanych norm dotyczących czystości.

To szczególnie istotne np. dla przemysłu medycznego, optycznego i elektrotechnicznego. Bardzo istotna jest również wysoka powtarzalność, średnio 10-krotnie lepsza, niż w przypadku ich hydraulicznych odpowiedników. Rozrzut masy wyprasek z wtryskarek o napędzie elektrycznym zazwyczaj nie przekracza 0,2 proc., gdy w przypadku rozwiązań hydraulicznych może to być wartość nawet 10 razy większa. Wtryskarki elektryczne górują też nad tymi konwencjonalnymi pod względem dynamiki i szybkości pracy poszczególnych ich elementów. Jeszcze niedawno największą wadą była znacznie wyższa cena, dziś ta różnica nie jest już tak duża. Dodatkowo na ich korzyść przemawia tańsza eksploatacja.

Elektryczne a hydrauliczne
Należy zauważyć, że tam gdzie niezbędna jest duża siła zamykania, nadal bezkonkurencyjne pozostają modele hydrauliczne. Wynika to z ograniczeń, które dotyczą silników elektrycznych. Gdy poszczególne elementy maszyny z racji zadań przed nimi stawianych – muszą mieć dużą wagę, wtedy moc silników zazwyczaj nie jest w stanie za tymi parametrami nadążyć. Gdy wykonywane elementy są duże, wtedy niezastąpione okazują się rozwiązania konwencjonalne lub hybrydowe. Wtryskarki hydrauliczne są zazwyczaj tańsze przy zakupie, ale droższe w eksploatacji. Ich główną zaletą jest zdolność do nieprzerwanej pracy w zmieniających się warunkach, co dla ich elektrycznych odpowiedników często jest problematyczne. Minusem jest konieczność wymieniania uszczelek i oleju.

Jednym z głównych problemów, przed jakim stają właściciele takich urządzeń, jest generowane przez nie zużycie energii. Jak je obniżać? Najprostszym rozwiązaniem jest zakup nowoczesnego sprzętu, maszyny mające znacznie ponad 5 czy 10 lat rzadko pod względem parametrów zużycia są w stanie konkurować z nowym sprzętem. Przedsiębiorstwa, które nie mogą sobie na to pozwolić, mogą rozejrzeć się za technologiami przygotowanymi specjalnie w celu modernizacji starszych maszyn pod względem ich energochłonności.

Innowacje
Branża wtryskarek pod względem innowacji nie odstaje od innych sektorów przemysłu. Wciąż pojawiają się nowe rozwiązania, z których część trafia do masowej produkcji. Jedną z takich nieskomercjalizowanych jeszcze technologii jest Profoam, zaprezentowana przez firmę Arburg. Proces opracowany przy współpracy z naukowcami z Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) z Aachen wykorzystuje spienienie i umożliwia uzyskanie spienionych detali, podobnie jak proces McCell, jednak bez konieczności korzystania z urządzeń peryferyjnych.

Technologia bazuje na zmieszaniu granulatu z gazem i pozwala korzystać ze ślimaka o typowym kształcie, o ile ten zostanie dodatkowo wyposażony w uszczelkę zapobiegającą uchodzeniu gazu. Technologia CELLMOULD firmy Wittmann Battenfeld pozwala zredukować wagę wyprasek. Cecha ta ma bardzo duże znaczenie np. dla producentów samochodów, którzy dzięki obniżeniu wagi pojazdu mogą zredukować zużycie paliwa i ograniczyć emisję CO2. Jeśli chodzi o wykonywanie detali, gdzie wymagana jest wysoka jakość powierzchni (np. detale kokpitu, wnętrza kabiny), technologia ta napotyka jednak poważną przeszkodę. Elementy wykonane w taki sposób mają powierzchnię o znacznie mniejszej jakości wizualnej niż detale kompaktowe. CELLMOULD jest technologią spieniania fizycznego. Gaz (azot) potrzebny do uzyskania struktury spienionej podawany jest do jednostki wtryskowej, gdzie ulega rozpuszczeniu w plastyfikowanym tworzywie. Proces zapewnia drobną i równomierną strukturę spienienia w całym przekroju detalu.

– We wtryskarkach FANUC ROBOSHOT zastosowano szereg autorskich rozwiązań, które decydują o tym, że maszyna gwarantuje znacznie niższe zużycie energii, nawet na poziomie o 50-70 proc. niższym w porównaniu z wtryskarką hydrauliczną i o ok. 20 proc. w porównaniu z maszynami hybrydowymi (hydrauliczno- elektrycznymi) oraz konkurencyjnymi wtryskarkami elektrycznymi – przekonuje Jędrzej Kowalczyk, prezes FANUC Polska. – W maszynach FANUC ROBOSHOT zastosowano technologię napędów elektrycznych, dzięki czemu za każdy ruch maszyny, np. zamknięcie/otwarcie formy, nabieranie itd. odpowiada odrębny napęd, który pracuje tylko w momencie wystąpienia takiej potrzeby. Zastosowane silniki zużywają znacznie mniej energii (np. w porównaniu do maszyn hydraulicznych) i są lepiej dobrane do obsługi pojedynczych ruchów maszyny. W tradycyjnych wtryskarkach hydraulicznych silnik pompy pracuje w trybie ciągłym, a to nie pozwala na generowanie oszczędności w trakcie procesu – dodaje.

Wtryskarki ze względu na szereg swoich zalet będą zyskiwać na znaczeniu. Wraz ze wzrostem znaczenia w produkcji dokładności, czystości i energooszczędności będą coraz częściej wybierane przez polskie firmy.