Znaczący wpływ na wykorzystanie napędu elektrycznego we wtryskarkach miały czynniki związane z ochroną środowiska oraz wykorzystaniem zasobów energetycznych, m.in. takie jak: mniejsze zużycie energii przez maszynę, niższy poziom hałasu, mniejsza emisja ciepła do otoczenia czy brak oleju hydraulicznego.
We wtryskarkach elektrycznych, podobnie jak w innych, niezależnie od rodzaju napędu, zastosowanego rozwiązania konstrukcyjnego, rozmiarów i przeznaczenia, wyróżnia się następujące układy funkcjonalne: uplastyczniający, napędowy i narzędziowy. Wszystkie z tych układów są wyposażone w podzespoły sterujące i regulacyjne, zapewniające prawidłowość pracy poszczególnych układów oraz wtryskarki jako całości, które wyodrębnia się w czwarty układ, zwany układem sterowania i regulacji. Wtryskarki elektryczne przewyższają klasyczne maszyny z napędem hydraulicznym praktycznie pod każdym względem.
Zalety
- lepsze właściwości wtryskarek elektrycznych, ocenianych według wielu kryteriów, takich jak np. wskaźniki energetyczne, technologiczne, ekonomiczne i jakościowe, a także ekologiczne oraz ergonomiczne
- bardzo wąski zakres rozkładu masy wyprasek otrzymywanych w kolejnych cyklach przetwórczych (rozrzut masy wyprasek otrzymywanych na wtryskarkach z napędem całkowicie elektrycznym nie przekracza 0,1–0,2% średniej masy wypraski, podczas gdy we wtryskarkach hydraulicznych mogą to być wartości nawet 10-krotnie większe)
- duża dynamika pracy i szybkość ruchów elementów wtryskarki w poszczególnych fazach procesu
- wyeliminowanie wentylatorów jest równoznaczne z brakiem zawirowań i turbulencji powietrza, które unosiły pył materiałowy oraz cząsteczki oleju, w efekcie czego we wtryskarkach hydraulicznych często dochodziło do zanieczyszczenia przestrzeni roboczej wtryskarki i wnętrza formy wtryskowej
- całkowita likwidacja narażonego na przecieki układu hydraulicznego, co dało bardzo wysoką klasę czystości, wskazując tym samym na ekologiczne aspekty konstrukcji – brak zanieczyszczenia olejem i konieczności utylizacji zużytego medium, niską emisję ciepła do atmosfery, nieporównywalnie niższe zapotrzebowanie na energię
- bardzo krótki czas opóźnienia ruchu poszczególnych podzespołów wtryskarki przy jednoczesnym zachowaniu dużej dokładności przesuwu oraz wysokiej tolerancji ich położenia (na poziomie 0,01 milimetra), dzięki czemu uzyskuje się znaczne zmniejszenie zużycia formy wtryskowej
- indywidualny napęd ruchu obrotowego ślimaka w fazie uplastyczniania umożliwia zwiększenie wydajności uplastyczniania w porównaniu z maszynami z napędem hydraulicznym o około 40%
- oddzielne sterowanie ruchem obrotowym i prostoliniowym ślimaka oraz ruchem całego układu uplastyczniającego pozwala na włączanie poszczególnych ruchów składowych w układzie uplastyczniającym w dowolnym momencie cyklu wtryskiwania, przyczyniając się tym samym do skrócenia czasu całego cyklu procesu wtryskiwania
- rozdzielenie napędu poszczególnych podzespołów układu uplastyczniającego pozwala na uruchamianie odpowiednich silników elektrycznych na krótki czas jedynie we właściwych fazach procesu wtryskiwania
- cykliczne czasowe uruchamianie poszczególnych silników elektrycznych pozwala na zmniejszenie zużycia energii średnio o 25% w porównaniu z nowoczesnymi wtryskarkami hybrydowymi oraz hydraulicznymi, a zmniejszenie energochłonności w odniesieniu do klasycznych wtryskarek hydraulicznych o porównywalnych parametrach sięga aż od 50 do 60%
- silniki elektryczne są bezpośrednio chłodzone wodą, dzięki czemu wyeliminowano dotychczasową konieczność stosowania wentylatorów. Poprawia to bilans energetyczny wtryskarki jak i skutkuje zmniejszeniem drgań oraz poziomu hałasu wytwarzanego przez maszynę (ocenia się, że przeciętny poziom hałasu emitowanego przez wtryskarkę z napędem elektrycznym nie przekracza 65 dB, co odpowiada natężeniu dźwięku wydawanego przez drukarkę laserową).
Wady
Podstawową wadą wtryskarek z napędem całkowicie elektrycznym jest ograniczona konstrukcją silników elektrycznych wartość osiąganej siły zamykania formy, wobec czego w grupie wtryskarek o dużej i bardzo dużej sile zamykania nadal wiodącą rolę odgrywają wtryskarki z napędem hydraulicznym. Z uwagi na wymiary zewnętrzne dużych wtryskarek masa poszczególnych zespołów i podzespołów oraz związany z nimi moment bezwładności są na tyle znaczące, że moc osiągana ze współczesnych silników elektrycznych jest niewystarczająca, aby zapewnić poprawną realizację procesu wtryskiwania.
Do wad wtryskarek elektrycznych należą nadal większe koszty wykonania, na skutek czego te maszyny przetwórcze są droższe od maszyn hydraulicznych lub hybrydowych, aczkolwiek z biegiem lat różnica w cenie między maszynami z tych grup sukcesywnie maleje.
Nowa wtryskarka czy wręcz przeciwnie?
Skompletowanie odpowiedniej linii produkcyjnej to proces skomplikowany i czasochłonny dla każdego zakładu produkcyjnego. Wybór i rozmieszczenie maszyn oraz urządzeń do obróbki danego tworzywa wymagają opracowania szczegółowego projektu, który uwzględni nie tylko rodzaj końcowego produktu i przebieg poszczególnych etapów produkcji, ale także bilans zysków i strat takiej inwestycji. I te kwestie należy wziąć pod uwagę, bez względu na to czy zaopatrujemy się w nową, czy też używaną maszynę.
