Aplicações
Máquinas de injeção hidráulica são as mais difundidas na indústria do plástico, graças à sua robustez e à capacidade de gerir altas forças de fechamento. Utilizam um circuito hidráulico para movimentação de todos os conjuntos principais: carro de injeção, injetor, extrator e molde. São utilizadas pela sua confiabilidade e versatilidade, encontrando aplicação em setores que vão desde o automotivo ao de embalagems. A arquitetura da máquina favorece a otimização dos ciclos produtivos e a redução de desperdícios, oferecendo uma solução versátil para produção em série ou de lotes médios e pequenos.
Necessidades:
Controle de granulação
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Posição do carro de injeção
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Posição e movimento do injetor
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Posição do placa móvel
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Posição do extrator
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Monitorização do circuito hidráulico
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Gestão dos câmara quente
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Termorregulação do Cilindro de Plastificação
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Controle do processo de moldagem
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Deformação das colunas
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Deformação da placa de reação
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Valorização dos dados de produção
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Necessidade:
Controle de granulação
Antes da etapa de injeção, os grânulos plásticos devem ser aquecidos e desumidificados para eliminar a humidade residual. Caso contrário, durante o processo de moldagem podem formar-se bolhas no interior da peça, comprometendo tanto a estética como a funcionalidade.
Além disso, grânulos úmidos podem causar degradação do material e danificar as resistências do cilindro de plastificação, aumentando o risco de paradas inesperadas da máquina. Um controle térmico estável é, portanto, fundamental.
Solução:
Os relés de estado sólido da linha GRP-H, com controle em rampa, permitem o aquecimento gradual dos grânulos, evitando choques térmicos e garantindo a completa eliminação da umidade. O sistema de diagnóstico integrado detecta falhas parciais na carga térmica, aumentando a confiabilidade do processo e reduzindo os tempos de parada.
Necessidade:
Posição do carro de injeção
O carro de injeção deve poder aproximar-se e permanecer corretamente à placa de injeção, sem deslocamentos devidos às forças opostas desenvolvidas durante a injeção. É igualmente necessário que possa recuar de forma controlada para permitir as operações de purga do cilindro. Uma medição precisa e estável da posição é, portanto, fundamental para assegurar continuidade produtiva, qualidade da peça e proteção dos componentes mecânicos.
O sensor magnetostritivo WPA utiliza a tecnologia Hyperwave, que garante uma resolução até 0,5 μm e a ausência de componentes sujeitos a desgaste, tornando-o ideal para aplicações submetidas à severas condições operacionais que requerem precisão extrema e repetibilidade. A instalação é simplificada, graças aos cursores flutuantes: o perfil de alumínio é fixado à base da máquina e o cursor acopla-se facilmente ao carro de injeção, assegurando um contato estável e duradouro. O sensor pode ser conectado através de saídas analógicas, digitais, CANopen ou Real-Time Ethernet, garantindo máxima flexibilidade de integração com diferentes sistemas de controle.
Necessidade:
Posição e movimento do injetor
O injetor deve realizar um curso linear com alta precisão e repetibilidade para assegurar que a quantidade de material injetado na cavidade do molde seja sempre constante. A estabilidade e a repetibilidade da posição são fundamentais para evitar defeitos na peça, desperdício de material e fadiga nos componentes mecânicos. Pequenas variações no curso podem comprometer a qualidade do produto e atrasar a produção, tornando essencial um sensor confiável e de alta resolução.
O sensor WPA é instalado com perfil de alumínio fixada à máquina e cursor acoplado ao injetor. Permite medir posição e velocidade em tempo real, possibilitando o acionamento rápido do motor e uma desaceleração progressiva ao se aproximar do ponto de ajuste, garantindo uma parada suave e controlada.
- Componentes sem desgaste mecânico reduzem manutenção e riscos de falhas.
- Saídas versáteis: analógica, digital, CANopen ou Real-Time Ethernet (RTE).
- Alta repetibilidade, assegurando consistência e qualidade na dosagem do ciclo de injeção.
- Protege os componentes mecânicos durante avanço e recuo do injetor.
Necessidade:
Posição do placa móvel
A placa móvel, acionada pelo sistema de joelheira, deve se deslocar com precisão nos sentidos de avanço e recuo. A velocidade controlada é fundamental: o movimento inicia com rapidez e desacelera ao se aproximar do molde. Uma detecção precisa da posição evita que o sistema de injeção opere sem o fechamento completo do molde, prevenindo falhas na vedação, vazamentos de material e danos aos componentes. A repetibilidade do movimento é fundamental para assegurar a qualidade dimensional da peça moldada e proteger tanto o molde quanto a estrutura da máquina.
O sensor WPA fornece feedback contínuo ao PLC para posição e velocidade da placa, permitindo uma aproximação suave e segura controlando os acionamentos.
- Deteção rápida e precisa da posição.
- Controle da velocidade para aproximação suave.
- Evita injeções prematuras e danos no molde.
- Saídas analógicas, digitais, CANopen ou Real-Time Ethernet (RTE).
- Instalação simplificada com perfil e cursor.
Necessidade:
Posição do extrator
O extrator efetua normalmente dois golpes para expulsar completamente a peça do molde e regressar à posição inicial de referência. A repetibilidade do movimento é essencial para evitar danos no molde ou na peça e para garantir continuidade produtiva. Monitorar a posição permite otimizar tempos e o curso excessivo do extrator, reduzindo choques e esforços mecânicos e assegurando que o extrator se mova de forma precisa.
O sensor WPA é fixado com perfil de alumínio ao corpo da máquina e cursor ligado ao extrator, detetando posição e velocidade em tempo real.
- Medição contínua da posição e da velocidade.
- Permite aproximação suave e curso repetível.
- Reduz choques e esforços mecânicos.
- Saídas analógicas, digitais, CANopen ou RTE para máxima flexibilidade.
- Componentes sem desgaste, manutenção mínima.
Necessidade:
Monitorização do circuito hidráulico
No processo de moldagem de peças plásticas ou de borracha em máquinas hidráulicas, o circuito hidráulico está envolvido em todos ou parte dos movimentos. Monitorar a pressão do sistema não serve apenas para detectar falhas ou anomalias, mas também um indicador direto de coerência entre comando e resposta. Este feedback é, portanto, central não apenas para o controle de processo, mas também para a segurança do operador e a proteção da máquina.
Solução:
Os sensores KS oferecem uma solução confiável para o monitoramento da pressão nos circuitos hidráulicos, combinando tamanho compacto, alta precisão e recursos voltados à segurança funcional. Além disso, os sensores de pressão Gefran permitem associar limites de pressão aos comandos da máquina, ativando lógicas de intertravamento para evitar movimentos indevidos ou ausentes aumentando a confiabilidade e a segurança operacional do sistema.
Características principais:
- Faixa de medição: de 1 a 1000 bar
- Saídas: analógicas 4…20 mA ou 0…10 V
- Tecnologia filme espesso com membrana em aço inox
- Certificação SIL2, adequados para circuitos de segurança
- Versão KS-I com IO-Link para diagnóstico avançado
Elevada resistência mecânica e grau de proteção IP67
Necessidade:
Gestão dos câmara quente
O projeto dos canais de distribuição do material dentro do molde é uma das etapas mais críticas na moldagem por injeção. É necessário garantir o maior número possível de canais para obter uma distribuição uniforme do material na peça, mas sem exageros que dificultem o controle térmico ou aumentem o risco de solidificação prematura. Para evitar que o material fundido se solidifique nos canais internos, o uso de sistemas de câmara quente é essencial. Esses sistemas mantêm os canais aquecidos, preservando o material em estado semilíquido até o momento da injeção, o que melhora a qualidade da peça e reduz perdas.
A tecnologia Gefran para o controle térmico dos câmara quente baseia-se em relés de estado sólido, controladores PID e termopares.
- Cada resistência é controlada em malha fechada através de controle PID, integrada no PLC ou confiado à controladores multi-loops dedicados, como o GFXTERMO4, que permitem manter a temperatura dentro de ±0,5 °C do ponto de ajuste.
- O relé de estado sólido GRP-H, compacto e com dissipador integrado, assegura um controle preciso da corrente até 120 A. A comunicação IO-Link permite reduzir as placas de I/O, graças à gestão integrada de comandos, alarmes e corrente absorvida
- Solução escalável e compatível com PID integrados nos PLCs ou em módulos remotos.
Necessidade:
Termorregulação do Cilindro de Plastificação
O cilindro de plastificação da máquina injetora funciona de forma semelhante a uma extrusora, sendo responsável por fundir e homogeneizar o material antes da injeção. A termorregulação precisa permite ao sistema reagir rapidamente às variações de carga térmica ou de processo, evitando defeitos como bolhas, quebras, variações dimensionais e deformações do polímero. A estabilidade da temperatura em cada zona de aquecimento é fundamental para manter a viscosidade constante e assegurar a repetibilidade dos ciclos.
A tecnologia Gefran para o aquecimento do líquido de resfriamento nas TCU baseia-se em relés de estado sóliod, controladores PID e termopares.
- Cada resistência é controlada em malha fechada através de regulação PID, integrada no PLC ou confiada à controladores específicos como o 1250, que permite manter a temperatura do líquido de refrigeração dentro de ±0,5 °C do ponto de ajuste, garantindo viscosidade constante e ausência de defeitos superficiais ou dimensionais na peça.
- O relé de estado sólido GRP-H, compacto e com dissipador integrado, assegura um controle preciso da corrente até 120 A. A comunicação IO-Link permite reduzir as placas de I/O, graças à gestão integrada de comandos, alarmes e corrente operacional.
- A solução é escalável e compatível com PID integrados nos PLC ou em módulos remotos. As funções de armazenamento de receitas e histórico de tendências suportam alterações rápidas na produção e melhoria contínua da qualidade.
Necessidade:
Controle do processo de moldagem
O processo de moldagem por injeção exige um equilíbrio preciso entre a qualidade desejada e a velocidade de produção, considerando o tipo de material utilizado e o design da peça a ser fabricada. O controle do processo deve levar em conta essas variáveis para acionar corretamente os diferentes atuadores elétricos ou hidráulicos, gerenciando receitas complexas.Além disso, o PLC deve poder suportar variações rápidas nos materiais, oferecer diagnóstico integrado e fornecer uma resposta rápida em caso de desvios.
Solução:
O G-Mation é a plataforma para o controle completo, síncrono e integrado do processo de moldagem por injeção. O núcleo do sistema é composto pela CPU G-Mation P6, acompanhada dos módulos remotos G3 com comunicação via barramento EtherCAT.O controle térmico é assegurado por reguladores PID integrados, assim como a gestão dos acionamentos, que não requer o uso de gateways externos. A interface do utilizador é gerenciada através de um servidor Web integrado e visualizada através de painéis de navegação G-Mation W55, que permitem a criação de telas de controle personalizadas.
Principais características da Plataforma:
- Modelos de aplicações pré-configurados e personalizáveis
- Tecnologia Docker para instalação de aplicações como painéis de controle IoT, manutenção preditiva ou integração com sistemas MES e ERP.
- Arquitetura aberta e preparada para edge computing
Necessidade:
Deformação das colunas
A simples calibração da força de fecho do molde nem sempre é suficiente para garantir a qualidade do processo. Em muitos casos, as colunas não se tensionam de forma uniforme, resultando na concentração da força em um dos quatro cantos da placa. Este desequilíbrio gera uma injeção não homogênea que pode produzir rebarbas e defeitos estéticos e, ao longo do tempo, provocar desgaste ou ruturas das próprias colunas.
Solução:
A Gefran propõe duas abordagens para monitorar a deformação das colunas:
- Monitoramento contínua: sensores tipo “lança” como os modelos ML1018, instalados em orifícios específicos das colunas, detetam a deformação em cada ciclo de fechamento. Deste modo é possível obter tendências detalhadas e intervir preventivamente no processo.
- Monitoramento durante a troca de molde: sensores magnéticos QE2008, posicionáveis diretamente nas colunas, permitem verificações rápidas durante os ciclos de teste em cada troca de molde, sem necessidade de instalação permanente.
Necessidade:
Deformação da placa de reação
Na placa de reação é aplicada ciclicamente a força necessária para abrir e fechar o molde: um desequilíbrio da força aplicada durante o fechamento pode provocar defeitos na peça acabada, esforços mecânicos nas estruturas ou falhas prematuras. O monitoramento preciso da deformação da placa sujeita à força hidráulica permite intervir rapidamente em eventuais desequilíbrios, mantendo a qualidade do produto e aumentando a durabilidade da máquina e do molde.
O sensor de deformação SL da Gefran constitui uma solução ideal para o monitoramento da força de fechamento, graças à simplicidade de instalação: monta-se diretamente na parte traseira do placa de reação sem necessidade de usinagem complexa. Está disponível nas versões SL-VAA e SL76-VDA, com amplificador integrado e respetiva saída analógica ou digital, facilitando a integração nos sistemas de controle existentes.
Projetado para aplicações industriais caracterizadas por tempos de ciclo muito curtos, o sensor SL garante confiabilidade e precisão mesmo em condições severas.
- Amplificação mecânica da deformação entre as duas áreas de montagem, com sinal estável e repetível.
- Excelente desempenho em modo de tração, para monitoramento precisos e reativos.
- Estrutura robusta em aço inox com grau de proteção IP54, resistente a impactos, vibrações e contaminantes típicos do ambiente produtivo.
Necessidade:
Valorização dos dados de produção
O Princípio de Funcionamento:
O coração da máquina hidráulica é o circuito oleodinâmico, responsável por fornecer a força necessária para os diferentes movimentos. O plástico granulado é fundido dentro de um cilindro aquecido e, em seguida, injetado na cavidade do molde por meio de um sistema de injeção. A pressão e a velocidade de injeção são reguladas pelo óleo sob pressão, que atua sobre os cilindros hidráulicos conectados aos componentes mecânicos da máquina. O fechamento do molde é realizado pela unidade de fechamento, que pode ser do tipo joelheira (mecânica) ou hidráulica direta, aplicando a força de fechamento necessária para resistir à pressão interna durante a injeção. Após o preenchimento da cavidade, o molde permanece fechado durante o tempo de resfriamento, até que a peça atinja rigidez suficiente para ser extraída. A extração é feita por pinos extratores acionados hidraulicamente, liberando a peça moldada. O controle do processo exige monitoramento contínuo da pressão e temperatura do óleo hidráulico, além de sensores de posição nos atuadores para garantir repetibilidade dos ciclos e reduzir perdas. Componentes como guias lineares e fusos de esferas recirculantes asseguram precisão nos movimentos. Sensores de temperatura, pressão e fluxo do material fundido permitem ajustes em tempo real e ações preventivas, otimizando o processo, reduzindo paradas e aumentando a produtividade da célula de injeção.
Requisitos e Tecnologia:
As máquinas hidráulicas necessitam de soluções que combinem robustez e precisão. Os principais requisitos são:
- Controle da posição do carro, injetor, extrator e porta molde, para garantir movimentos repetítiveis e seguros. Os transdutores magnetostritivos são ideais, graças à resistência à vibração elevada, longa vida útil e capacidade de fornecer também a velocidade em tempo real.
- Monitoramento da pressão do circuito hidráulico, crucial para gerir o impulso de injeção e a força de fechamento.
- Gestão térmica do molde e do cilindro plastificador, necessária para manter constante a viscosidade do material e acelerar os ciclos.
A Gefran oferece uma gama completa de plataformas de controle, sensores de pressão, posição e soluções modulares, facilmente integráveis em qualquer instalação, para garantir eficiência, segurança e qualidade constante no processo de injeção de peças em plástico ou borracha.
