- เครื่องฉีดขึ้นรูปพลาสติกแบบเซอร์โวไฮดรอลิกใช้พลังงานน้อยกว่าเครื่องฉีดขึ้นรูปไฮดรอลิกแบบปั๊มคงที่ทั่วไปประมาณ 40–80% สำหรับชิ้นส่วนและเวลาการผลิตที่เท่ากัน ขึ้นอยู่กับขนาดของชิ้นงานที่ฉีด โปรไฟล์การคงรูป และอัตราส่วนการทำงานขณะไม่ได้ใช้งาน
- ส่วนต่างระหว่างราคาซื้อเครื่องจักรแบบเซอร์โวกับเครื่องจักรแบบดั้งเดิม (ส่วนต่างระหว่างราคาเครื่องจักรแบบเซอร์โวกับราคาเครื่องจักรแบบดั้งเดิม) โดยทั่วไปจะคืนทุนได้ภายใน 18-36 เดือนแรกของการใช้งาน โดยส่วนใหญ่มาจากค่าไฟฟ้า
- เครื่องจักรแบบดั้งเดิมยังคงมีบทบาทสำคัญในงานที่มีปริมาณการผลิตสูงมากและรอบการทำงานยาวนาน รวมถึงโรงงานที่มีการทำงานต่อเนื่องสามกะ ซึ่งปั๊มไฮดรอลิกแทบจะไม่เคยหยุดทำงานเลย
- ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของในระยะเวลา 5 ปี ประกอบด้วย 4 ส่วน ได้แก่ เงินทุน พลังงาน การบำรุงรักษา และเศษวัสดุ/เวลาหยุดทำงาน เครื่องจักรเซอร์โวได้เปรียบในด้านการประหยัดพลังงานและเวลาหยุดทำงาน ในขณะที่เครื่องจักรแบบดั้งเดิมอาจได้เปรียบในด้านเงินทุนและรายการบำรุงรักษาบางรายการ
เหตุใดเครื่องจักรราคาถูกจึงอาจมีค่าใช้จ่ายมากกว่า
ผู้จัดการโรงงานหล่อโลหะแห่งหนึ่งในตงกวนเพิ่งเปลี่ยนเครื่องอัดไฮดรอลิกแบบเดิมขนาด 250 ตันที่ใช้งานมานานแล้ว ด้วยเครื่องใหม่ที่มีสเปคเดียวกัน เครื่องอัดใหม่มีราคาต่ำกว่าครึ่งหนึ่งของเครื่องอัดไฮดรอลิกแบบเซอร์โวที่เทียบเท่ากัน สิบแปดเดือนต่อมา ค่าไฟฟ้าของโรงงานในส่วนการหล่อโลหะสูงขึ้น 6% เมื่อเทียบกับปีก่อน – เครื่องอัดแบบเดิมใช้พลังงานมากกว่าเครื่องเก่าอย่างเห็นได้ชัด เมื่อสิ้นปีที่สาม ค่าไฟฟ้าสะสมของเครื่องอัดแบบเดิมสูงกว่าส่วนต่างราคาของเครื่องอัดเซอร์โวที่เทียบเท่ากันแล้ว ก่อนที่จะคำนึงถึงเสียงรบกวน ความต้องการในการระบายความร้อน และระยะเวลาการเปลี่ยนถ่ายน้ำมัน ในที่สุดโรงงานจึงติดตั้งระบบเซอร์โวให้กับเครื่องอัดที่มีอยู่แทนที่จะเปลี่ยนใหม่ – และพบว่าการใช้พลังงานลดลงครึ่งหนึ่งภายในเดือนแรก
การเลือกใช้ระหว่างเครื่องฉีดขึ้นรูปไฮดรอลิกแบบเซอร์โวและแบบไฮดรอลิกทั่วไปนั้นไม่ใช่การตัดสินใจแบบ “ของใหม่ดีกว่า” อย่างง่ายๆ แต่เป็นการคำนวณต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของในระยะเวลา 5 ปี ซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดน้ำหนักของเครื่องจักร รูปแบบการทำงาน ชั่วโมงการทำงาน และค่าไฟฟ้าในพื้นที่ บทความนี้จะอธิบายการคำนวณนั้นอย่างละเอียด — ช่องว่างด้านพลังงานที่แท้จริงเป็นอย่างไร ช่องว่างด้านการบำรุงรักษาเป็นอย่างไร เครื่องจักรแบบดั้งเดิมยังคงคุ้มค่าในกรณีใดบ้าง และวิธีการนำตัวเลขต่างๆ มาคำนวณสำหรับการติดตั้งเฉพาะนั้นๆ
เครื่องอัดไฮดรอลิกแบบดั้งเดิมใช้พลังงานอย่างไร
เครื่องฉีดขึ้นรูปไฮดรอลิกแบบปั๊มคงที่ทั่วไป ทำงานด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าที่ความเร็วคงที่ โดยปกติจะต่อเข้ากับไฟบ้านโดยตรงโดยไม่ต้องใช้ตัวขับความถี่แปรผัน มอเตอร์จะขับปั๊มไฮดรอลิกแบบปริมาตรคงที่ ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นปั๊มใบพัดหรือปั๊มลูกสูบตามแนวแกน ที่ส่งของเหลวไฮดรอลิกในปริมาณคงที่ด้วยแรงดันที่แปรผันตามภาระ วาล์วควบคุมทิศทาง วาล์วแปรผัน และวาล์วเซอร์โวของเครื่องจักรจะปรับการไหลและแรงดันให้ตรงกับขั้นตอนการปิดแม่พิมพ์ การฉีด การคงสภาพ การหลอมพลาสติก และการเปิดแม่พิมพ์ในแต่ละรอบการทำงาน
มอเตอร์ทำงานด้วยความเร็วเต็มที่ตลอดวงจร แม้ว่าความต้องการไฮดรอลิกจะต่ำก็ตาม ในช่วงระยะคงแรงดัน — เมื่อชิ้นส่วนต้องการเพียงเศษส่วนของอัตราการไหลสูงสุดเพื่อรักษาระดับแรงดันภายในช่อง — อัตราการไหลส่วนเกินจะถูกส่งผ่านวาล์วระบายกลับไปยังถัง ทำให้พลังงานนั้นกลายเป็นความร้อน ในช่วงระยะระบายความร้อน — เมื่อไม่ต้องการการไหลของไฮดรอลิกเลย ยกเว้นแรงกดเพียงเล็กน้อย — ปั๊มยังคงหมุนด้วยความเร็วเต็มที่ ยังคงใช้พลังงานเต็มที่ และวาล์วบายพาสยังคงระบายการไหลส่วนเกินออกไป นี่คือความไม่มีประสิทธิภาพเชิงโครงสร้างของระบบปั๊มแบบคงที่: มอเตอร์และปั๊มทำงานที่จุดการทำงานจุดเดียว และความไม่ตรงกันระหว่างจุดนั้นกับความต้องการไฮดรอลิกที่แท้จริงจะสูญเสียไปในรูปของความร้อน
ความร้อนนั้นไม่ได้มาฟรีๆ น้ำมันไฮดรอลิกต้องถูกระบายความร้อนเพื่อรักษาระดับความหนืดและป้องกันการเกิดออกซิเดชัน ซึ่งหมายความว่าต้องมีเครื่องระบายความร้อนน้ำมันแยกต่างหาก (ระบายความร้อนด้วยน้ำหรืออากาศ) ทำงานอย่างต่อเนื่อง ทำให้สิ้นเปลืองพลังงานเพิ่มเติม ความต้องการในการระบายความร้อนของเครื่องอัดแบบดั้งเดิมขนาด 250 ตัน ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียสนั้นสูงมาก โดยทั่วไปแล้วจะอยู่ในช่วง 15–25% ของพลังงานไฟฟ้าที่เครื่องจักรใช้ในการทำงานสามกะ
ระบบเซอร์โวไฮดรอลิกใช้พลังงานอย่างไร
ระบบเซอร์โวไฮดรอลิกใช้มอเตอร์เซอร์โวแบบปรับความเร็วได้แทนมอเตอร์ความเร็วคงที่ โดยทั่วไปจะเป็นมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร (PMSM) ที่ขับเคลื่อนด้วยตัวขับความถี่แปรผัน (VFD) ตัวขับเซอร์โวจะควบคุมความเร็วของมอเตอร์ให้ตรงกับความต้องการไฮดรอลิกแบบเรียลไทม์ เมื่อรอบการทำงานอยู่ในช่วงการไหลสูง (การปิดแม่พิมพ์ การฉีด การหลอมพลาสติก) มอเตอร์จะเร่งความเร็วขึ้น เมื่อรอบการทำงานอยู่ในช่วงการไหลต่ำ (การคงสภาพ การระบายความร้อน) มอเตอร์จะลดความเร็วลงให้ตรงกับความต้องการไฮดรอลิกจริง เมื่อรอบการทำงานหยุดนิ่ง (ไม่มีการเคลื่อนไหว) มอเตอร์สามารถหยุดทำงานโดยสิ้นเชิงหรือทำงานที่ความเร็วเกือบศูนย์ได้
ผลที่ได้คือ เครื่องจักรระบบเซอร์โวไฮดรอลิกจะใช้พลังงานเฉพาะเท่าที่จำเป็นสำหรับแต่ละช่วงของวงจรเท่านั้น มอเตอร์ไม่ได้ทำงานด้วยความเร็วคงที่ ปั๊มไม่ได้สูบจ่ายส่วนเกิน และความร้อนที่เกิดจากวาล์วบายพาสซึ่งเป็นสาเหตุของประสิทธิภาพต่ำของเครื่องอัดแบบดั้งเดิมนั้นถูกกำจัดไปได้เกือบหมดบอช เร็กซ์โรธ, ยูเคนและผู้ผลิตระบบไฮดรอลิกรายอื่นๆ เผยแพร่เอกสารประกอบการใช้งานพร้อมการเปรียบเทียบการใช้พลังงานระหว่างปั๊มเซอร์โวกับปั๊มแบบคงที่ โดยทั่วไปแล้ว ข้อมูลที่เผยแพร่จะแสดงให้เห็นถึงการลดการใช้พลังงาน 40–80% สำหรับชิ้นส่วนที่มีระยะเวลาการคงอุณหภูมิและการระบายความร้อนนาน และลดลง 20–40% สำหรับชิ้นส่วนที่มีระยะเวลาการคงอุณหภูมิและการระบายความร้อนสั้นกว่า
การประหยัดพลังงานไม่ได้เกิดขึ้นอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งรอบการทำงาน การประหยัดพลังงานมากที่สุดเกิดขึ้นในขั้นตอนการทำความเย็น (ซึ่งเป็นขั้นตอนที่มีความต้องการต่ำและยาวนานที่สุดในรอบการทำงานส่วนใหญ่) รองลงมาคือขั้นตอนการคงสภาพ และการประหยัดพลังงานน้อยที่สุดคือขั้นตอนการฉีด (ซึ่งเป็นขั้นตอนที่ต้องการอัตราการไหลสูงสุดและระบบเซอร์โวก็ทำงานที่ระดับสูงสุดเช่นกัน) โดยทั่วไปแล้ว เครื่องอัดขึ้นรูปขนาด 250 ตัน จะทำการขึ้นรูปชิ้นส่วน ABS หนัก 200 กรัม ด้วยรอบการทำงาน 25 วินาที ขั้นตอนการทำความเย็นคิดเป็นประมาณ 50% ของรอบการทำงาน ขั้นตอนการคงสภาพ 15% ขั้นตอนการฉีดและการหลอมพลาสติก 25% และขั้นตอนการเปิด/ปิด 10% ซึ่งขั้นตอนการทำความเย็นเป็นขั้นตอนที่เครื่องจักรแบบเซอร์โวช่วยประหยัดพลังงานได้มากที่สุด
ค่าบริการ Servo Premium: ต้นทุนการลงทุนเทียบกับต้นทุนการดำเนินงาน
โดยทั่วไปแล้ว เครื่องฉีดขึ้นรูปพลาสติกแบบเซอร์โวไฮดรอลิกจะมีราคาสูงกว่าเครื่องจักรแบบธรรมดาที่มีขนาดและปริมาณการฉีดเท่ากันประมาณ 30-60% ส่วนต่างราคาที่แน่นอนขึ้นอยู่กับผู้ผลิตเครื่องจักร ผู้จำหน่ายระบบเซอร์โว และข้อกำหนดของเครื่องจักร สำหรับเครื่องฉีดขึ้นรูปขนาด 250 ตัน ราคาที่เพิ่มขึ้นในตลาดปัจจุบันนั้นอยู่ที่หลักหมื่นดอลลาร์ ซึ่งนับว่ามีความสำคัญ แต่ก็ไม่ได้เปลี่ยนแปลงการตัดสินใจของผู้จัดการโรงงานในการพิจารณาซื้อมากนัก
ค่าพรีเมียมจะได้รับการชดเชยผ่านการประหยัดพลังงาน ในการคำนวณระยะเวลาคืนทุน จำเป็นต้องทราบข้อมูลสามอย่าง ได้แก่ การประหยัดพลังงานต่อรอบการทำงาน จำนวนรอบการทำงานต่อกะ และต้นทุนค่าไฟฟ้า (วิคส์)กลุ่มผลิตภัณฑ์ระบบเซอร์โวระบบนี้ได้รับการออกแบบมาสำหรับระบบเซอร์โวแบบใช้ปั๊มใบพัดในงานฉีดขึ้นรูปพลาสติก โดยประหยัดพลังงานในระดับระบบตามที่ระบุไว้ สำหรับเครื่องจักรขนาด 250 ตัน ที่ทำงานรอบละ 25 วินาที และใช้งาน 6,000 ชั่วโมงต่อปี (ประมาณการทำงานต่อเนื่องสองกะ) การประหยัดค่าไฟฟ้าต่อปีจะอยู่ในช่วงที่สำคัญ ซึ่งมากพอที่จะชดเชยค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมของระบบเซอร์โวได้ภายใน 18-36 เดือนแรกของการใช้งาน ขึ้นอยู่กับอัตราค่าไฟฟ้าในพื้นที่
ข่าวพลาสติกและเทคโนโลยีพลาสติกมีการเผยแพร่ข้อมูลจากการสำรวจหลายปีที่แสดงให้เห็นว่าเครื่องจักรระบบเซอร์โวไฮดรอลิกครองตลาดเครื่องอัดขึ้นรูปใหม่ในช่วงขนาด 50-800 ตันทั่วอเมริกาเหนือ ยุโรป และเอเชียตะวันออก โดยเครื่องอัดขึ้นรูปทั่วไปถูกจำกัดการใช้งานมากขึ้นเฉพาะในงานที่มีกำลังสูงและงานเฉพาะทาง การเปลี่ยนแปลงของตลาดนี้เองเป็นตัวบ่งชี้ถึงผลตอบแทนจากการลงทุน: หากส่วนต่างราคาของเครื่องเซอร์โวไม่คืนทุนภายในระยะเวลา 3 ปี ตลาดก็จะไม่เปลี่ยนแปลงไปเช่นนี้
การบำรุงรักษา: จุดที่ระบบทั้งสองแตกต่างกัน
ลักษณะการบำรุงรักษาของระบบเซอร์โวไฮดรอลิกแตกต่างจากเครื่องอัดแบบดั้งเดิมในสามด้าน
ประการแรก มอเตอร์เซอร์โวเองมีการบำรุงรักษาน้อยกว่ามอเตอร์เหนี่ยวนำที่มีกำลังเท่ากัน เนื่องจากไม่มีแปรงถ่าน ไม่มีวงแหวนสลิป และโรเตอร์แม่เหล็กถาวรไม่ต้องการกระแสกระตุ้น ตัวควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ (VFD) มีการบำรุงรักษาเฉพาะของตัวเอง (พัดลมระบายความร้อน ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์ที่มีอายุการใช้งาน 8-12 ปี) แต่ส่วนประกอบที่ทำงานอยู่ภายในมอเตอร์นั้นได้รับการออกแบบมาให้มีอายุการใช้งานยาวนานโดยไม่ต้องมีการบำรุงรักษาตามกำหนด
ประการที่สอง ปั๊มไฮดรอลิกในระบบเซอร์โวทำงานด้วยความเร็วแปรผันและโดยทั่วไปจะมีรอบต่อนาทีเฉลี่ยต่ำกว่าปั๊มคงที่ในเครื่องอัดแบบดั้งเดิม รอบต่อนาทีเฉลี่ยที่ต่ำกว่าหมายถึงการสึกหรอของแบริ่งที่น้อยลง การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่น้อยลง และอายุการใช้งานของซีลที่ยาวนานขึ้น ข้อมูลภาคสนามที่เผยแพร่โดยเทคโนโลยีการผลิตแม่พิมพ์และผู้ผลิตปั๊มไฮดรอลิกหลายรายแสดงให้เห็นอย่างสม่ำเสมอว่า ปั๊มใบพัดที่ใช้งานในความเร็วแปรผันมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าปั๊มใบพัดชนิดเดียวกันที่ใช้งานในความเร็วคงที่บนเครื่องอัดที่เทียบเคียงกันได้
ประการที่สาม ระบบระบายความร้อนน้ำมันในเครื่องอัดไฮดรอลิกแบบเซอร์โวจะทำงานต่อเนื่องน้อยลง เนื่องจากประสิทธิภาพการระบายความร้อนของวาล์วบายพาสลดลง พัดลมระบายความร้อนหรือปั๊มน้ำหล่อเย็นจะทำงานและหยุดทำงานตามอุณหภูมิน้ำมันจริง แทนที่จะทำงานอย่างต่อเนื่อง เวลาการทำงานของระบบระบายความร้อนที่ลดลง หมายถึงการบำรุงรักษาระบบระบายความร้อนที่น้อยลง และการใช้พลังงานไฟฟ้าจากระบบระบายความร้อนที่ลดลงด้วย
ในทางตรงกันข้าม เครื่องอัดแบบดั้งเดิมมีการสึกหรอของแบริ่งในมอเตอร์และปั๊มสูงกว่า ต้องเปลี่ยนซีลบ่อยกว่า และมีความเครียดทางความร้อนต่อน้ำมันสูงกว่า ซึ่งเร่งการเกิดออกซิเดชันของน้ำมันและทำให้ระยะเวลาการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันสั้นลง สำหรับเครื่องอัดแบบดั้งเดิมที่ทำงานสามกะ ระยะเวลาการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันโดยทั่วไปอยู่ที่ 4,000 ชั่วโมง ในขณะที่เครื่องอัดแบบเซอร์โวไฮดรอลิกที่มีรอบการทำงานเท่ากัน ระยะเวลาจะขยายเป็น 6,000–8,000 ชั่วโมง ค่าใช้จ่ายของน้ำมันในช่วง 5 ปีนั้นสูงมาก เครื่องอัดขนาด 250 ตันใช้น้ำมันไฮดรอลิก 400–600 ลิตร และค่าใช้จ่ายของน้ำมันรวมกับค่ากำจัดของเสียในแต่ละครั้งอาจมีมูลค่าหลายพันดอลลาร์ในหลายตลาด
เสียงรบกวนและสภาพแวดล้อมในการทำงาน
เครื่องอัดแบบดั้งเดิมจะทำงานมอเตอร์และปั๊มด้วยความเร็วเต็มที่อย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดเสียงดังคงที่ในช่วง 78–85 เดซิเบล (A) ที่บริเวณสถานีผู้ปฏิบัติงาน ส่วนเครื่องอัดแบบเซอร์โวไฮดรอลิกจะลดความเร็วของมอเตอร์และปั๊มลงในระหว่างช่วงการพักและการระบายความร้อน ทำให้เสียงรบกวนจากระบบไฮดรอลิกลดลงอย่างมาก ระดับเสียงโดยรวมของเครื่องจักรลดลงเหลือในช่วง 65–72 เดซิเบล (A) ซึ่งเป็นความแตกต่างระหว่างระดับเสียงที่ต้องใช้ที่ป้องกันหูเมื่อทำงานเต็มกะ กับระดับเสียงที่อยู่ใกล้ขีดจำกัดตามกฎระเบียบ
การลดเสียงรบกวนไม่ใช่การประหยัดต้นทุนโดยตรง แต่เป็นประโยชน์อย่างแท้จริงในตลาดที่มีกฎระเบียบด้านเสียงรบกวนในการทำงานที่เข้มงวด (EU OSH Directive 2003/10/EC, US OSHA 29 CFR 1910.95, China GBZ 2.2) ซึ่งเครื่องพิมพ์แบบดั้งเดิมกำหนดให้ผู้ปฏิบัติงานต้องสวมอุปกรณ์ป้องกันการได้ยิน ต้นทุนของอุปกรณ์ป้องกันการได้ยิน การทดสอบการได้ยิน และโครงสร้างพื้นฐานการควบคุมเสียงรบกวนในโรงงานมักไม่ถูกนำมาคำนวณในระยะเวลาคืนทุนเฉพาะด้านพลังงาน แต่เป็นต้นทุนที่แท้จริงในระยะเวลา 5 ปี
ความแม่นยำและความสม่ำเสมอ
ระบบเซอร์โวไฮดรอลิกมีข้อได้เปรียบด้านความแม่นยำที่ไม่ปรากฏชัดในการคำนวณระยะเวลาคืนทุนด้านพลังงาน แต่จะเห็นได้ชัดเจนในอัตราของเสีย การควบคุมแรงดันแบบวงปิดด้วยเซ็นเซอร์วัดแรงดันและปั๊มปรับความเร็วได้ ช่วยรักษาแรงดันภายในช่องว่างให้อยู่ในระดับที่แคบกว่าระบบปั๊มคงที่ที่มีวาล์วแบบสัดส่วน สำหรับชิ้นส่วนที่มีความคลาดเคลื่อนต่ำ เช่น ชิ้นส่วนทางด้านทัศนศาสตร์ การแพทย์ และบรรจุภัณฑ์ การปรับปรุงอัตราของเสียเพียงอย่างเดียวก็สามารถชดเชยค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมของระบบเซอร์โวได้ภายในระยะเวลา 5 ปี โดยไม่ขึ้นอยู่กับการประหยัดพลังงาน
สมาคมวิศวกรพลาสติกเผยแพร่เอกสารทางเทคนิคเกี่ยวกับความแม่นยำในการฉีดขึ้นรูปด้วยระบบเซอร์โวไฮดรอลิก รวมถึงข้อมูลความแปรผันของน้ำหนักระหว่างการฉีดแต่ละครั้ง และข้อมูลความสามารถในการทำซ้ำของขนาด ข้อได้เปรียบด้านความแม่นยำที่เผยแพร่มีน้อยในชิ้นส่วนที่มีความคลาดเคลื่อนไม่สูง (โดยทั่วไปลดความแปรผันระหว่างการฉีดแต่ละครั้งได้ 10–20%) และมีนัยสำคัญในชิ้นส่วนที่มีความคลาดเคลื่อนต่ำ (ลดลง 30–50%)
ในกรณีที่ระบบไฮดรอลิกแบบดั้งเดิมยังคงได้เปรียบ
เครื่องอัดไฮดรอลิกแบบปั๊มคงที่แบบดั้งเดิมยังไม่ล้าสมัย ยังคงมีการใช้งานที่เหมาะสมในสามประเภทหลักๆ ดังนี้
- เครื่องจักรขนาดใหญ่มาก (มากกว่า 1,500 ตัน)ต้นทุนของระบบเซอร์โวจะแปรผันตามกำลังมอเตอร์โดยประมาณเป็นเส้นตรง ที่ระดับปริมาณน้ำสูงมาก ต้นทุนของระบบเซอร์โวจะสูงขึ้นจนทำให้ระยะเวลาคืนทุนยาวนานขึ้น นอกจากนี้ การใช้งานเฉพาะทางที่มีปริมาณน้ำสูงบางประเภท ยังต้องการลักษณะการตอบสนองแบบไดนามิกที่เฉพาะเจาะจง ซึ่งระบบปรับความเร็วรอบไม่สามารถให้ได้อย่างดีเท่ากับระบบปั๊มคงที่ที่มีถังสะสมแรงดันขนาดใหญ่
- การใช้งานแบบต่อเนื่องยาวนานหากเครื่องปั๊มทำงานรอบละ 90 วินาทีกับชิ้นส่วนผนังหนาที่มีระยะการคงรูปนาน และทำงานต่อเนื่องสามกะ เครื่องเซอร์โวยังคงประหยัดพลังงานได้ แต่การประหยัดพลังงานจะถูกคิดเฉลี่ยในจำนวนรอบการทำงานต่อปีที่น้อยกว่า ระยะเวลาคืนทุนจึงยาวนานขึ้น และเครื่องจักรแบบดั้งเดิมก็จะมีความสามารถในการแข่งขันมากขึ้น
- การติดตั้งภายใต้ข้อจำกัดด้านเงินทุนโรงงานที่มีงบประมาณจำกัดและระยะเวลาการลงทุนสั้น อาจเลือกใช้เครื่องอัดแบบดั้งเดิมโดยพิจารณาจากต้นทุนเพียงอย่างเดียว โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากต้นทุนค่าไฟฟ้าในท้องถิ่นต่ำ
นอกเหนือจากสามประเภทดังกล่าวแล้ว ระบบเซอร์โวไฮดรอลิกถือเป็นตัวเลือกที่โดดเด่นที่สุดเมื่อพิจารณาจากต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของในระยะเวลา 5 ปี ข้อมูลทางการตลาดได้ยืนยันเรื่องนี้ โดยส่วนแบ่งการตลาดของระบบเซอร์โวในการติดตั้งเครื่องอัดขึ้นรูปใหม่มีมากกว่าในเกือบทุกภูมิภาคและทุกขนาดกำลังการขึ้นรูป ยกเว้นการใช้งานเฉพาะทางที่มีกำลังการขึ้นรูปสูงตามที่กล่าวไว้ข้างต้น
การสร้างแบบฟอร์มคำนวณต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ (TCO) ระยะ 5 ปี
การเปรียบเทียบต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของตลอด 5 ปี ระหว่างเครื่องอัดไฮดรอลิกเซอร์โวกับเครื่องอัดแบบดั้งเดิม มีองค์ประกอบต้นทุนสี่ส่วน ได้แก่ ต้นทุนการลงทุน ต้นทุนพลังงาน ต้นทุนการบำรุงรักษา และต้นทุนของเสีย/เวลาหยุดทำงาน ซึ่งแต่ละส่วนคำนวณแตกต่างกัน
ต้นทุนการลงทุนคือราคาซื้อเครื่องจักร บวกค่าติดตั้ง ค่าขนส่ง ค่าฝึกอบรม และค่าทดสอบการใช้งาน ส่วนค่าพรีเมียมเซอร์โวคือส่วนต่างระหว่างต้นทุนการลงทุนของเครื่องจักรทั้งสองแบบ
ต้นทุนด้านพลังงานคือปริมาณการใช้ไฟฟ้าสะสมตลอด 5 ปี คูณด้วยอัตราค่าไฟฟ้าในท้องถิ่น ส่วนการประหยัดพลังงานของเครื่องเซอร์โวคือผลต่างระหว่างพลังงานที่ใช้กับเครื่องอัดแบบดั้งเดิมกับพลังงานที่ใช้กับเครื่องอัดเซอร์โวในช่วงเวลาเดียวกัน
ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาคือค่าอะไหล่และค่าแรงสะสมตลอด 5 ปี โดยทั่วไปแล้วเครื่องจักรแบบเซอร์โวจะมีค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาที่เกี่ยวข้องกับปั๊มต่ำกว่า ความถี่ในการเปลี่ยนถ่ายน้ำมันต่ำกว่า และการบำรุงรักษาหม้อน้ำต่ำกว่า ในขณะที่เครื่องจักรแบบดั้งเดิมมีการสึกหรอของแบริ่งในมอเตอร์และปั๊มสูงกว่า และมีการใช้น้ำมันมากกว่า
ต้นทุนเศษวัสดุและเวลาหยุดทำงาน คือ มูลค่าของชิ้นส่วนที่ถูกทิ้งและมูลค่าของการผลิตที่สูญเสียไปในช่วงเวลาหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนไว้ เครื่องจักรเซอร์โวมีการควบคุมแรงดันที่แม่นยำกว่าและอัตราเศษวัสดุต่ำกว่า ในขณะที่เครื่องจักรแบบดั้งเดิมมีอัตราเศษวัสดุสูงกว่าในชิ้นส่วนที่มีความคลาดเคลื่อนต่ำ แต่ไม่มีข้อเสียในชิ้นส่วนที่มีความคลาดเคลื่อนต่ำ
ผลประหยัดสุทธิในระยะเวลา 5 ปีของเครื่องจักรเซอร์โว คือ ผลรวมของการประหยัดพลังงาน บวกกับการประหยัดค่าบำรุงรักษา บวกกับการประหยัดค่าใช้จ่ายจากเศษวัสดุ/เวลาหยุดทำงาน ลบด้วยค่าพรีเมียมของเซอร์โว หากผลลัพธ์เป็นบวก เครื่องจักรเซอร์โวจะเป็นผู้ชนะ หากผลลัพธ์เป็นลบ เครื่องจักรแบบดั้งเดิมจะเป็นผู้ชนะในระยะเวลา 5 ปี
กรอบการตัดสินใจ: ห้าคำถามที่ควรถามก่อนกำหนดรายละเอียด
สำหรับการติดตั้งในกรณีเฉพาะ การตัดสินใจว่าจะใช้เซอร์โวหรือระบบธรรมดา สามารถสรุปได้เป็นห้าคำถาม
- โปรไฟล์ของวงจรเป็นอย่างไร?ช่วงเวลาการคงอุณหภูมิและการระบายความร้อนที่ยาวนานเหมาะกับระบบเซอร์โว ส่วนรอบการทำงานสั้นๆ ที่มีความต้องการอัตราการไหลสูงตลอดทั้งรอบการทำงานนั้น ระบบธรรมดาหรือระบบเซอร์โวจะมีความแตกต่างกันเล็กน้อย
- ตารางการทำงานเป็นอย่างไรบ้าง?การทำงานต่อเนื่องสามกะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการประหยัดพลังงาน การทำงานกะเดียวที่มีช่วงเวลาหยุดทำงานนานจะลดทอนประสิทธิภาพการประหยัดพลังงานลง เนื่องจากเครื่องพิมพ์หยุดทำงานเกือบทั้งวัน
- ค่าไฟฟ้าในพื้นที่นี้เป็นเท่าไร?ตลาดที่มีอัตราค่าไฟฟ้าสูง (ยุโรป ญี่ปุ่น และเอเชียตะวันออกส่วนใหญ่) จะทำให้ระยะเวลาคืนทุนเร็วขึ้น ในขณะที่ตลาดที่มีอัตราค่าไฟฟ้าต่ำ (บางส่วนของตะวันออกกลาง และอเมริกาเหนือที่มีก๊าซธรรมชาติอุดมสมบูรณ์) จะทำให้ระยะเวลาคืนทุนช้าลง
- ค่าความคลาดเคลื่อนของชิ้นส่วนคือเท่าไร?ชิ้นส่วนที่มีความคลาดเคลื่อนต่ำ (เช่น ชิ้นส่วนทางการแพทย์ ชิ้นส่วนทางแสง และชิ้นส่วนบรรจุภัณฑ์บางประเภท) ช่วยเพิ่มข้อได้เปรียบของระบบเซอร์โวด้วยการลดของเสีย ในขณะที่ชิ้นส่วนที่มีความคลาดเคลื่อนต่ำจะทำให้ข้อดีข้อนี้หมดไป
- ข้อจำกัดด้านเงินทุนคืออะไร?หากไม่สามารถจัดหาเงินทุนส่วนเกินได้ในอัตราที่เหมาะสม ระยะเวลาคืนทุนจึงมีความสำคัญ แม้ว่าผลตอบแทนทางเศรษฐกิจในระดับโครงการจะเป็นไปในเชิงบวกก็ตาม
สำหรับเครื่องอัดขึ้นรูปขนาด 250 ตัน ที่ทำงานรอบละ 25 วินาที โดยทำงานต่อเนื่องสองกะในตลาดที่มีอัตราค่าแรงปานกลาง ระยะเวลาคืนทุนจะอยู่ในช่วง 18-36 เดือน ส่วนเครื่องอัดขึ้นรูปขนาด 100 ตัน ที่ทำงานรอบละ 12 วินาที โดยทำงานกะเดียวในตลาดที่มีอัตราค่าแรงต่ำ ระยะเวลาคืนทุนอาจนานถึง 4 ปีหรือมากกว่านั้น (จากข้อมูลของ Vicks)แบบฟอร์มคำนวณผลตอบแทนโครงการโดยจะนำตัวแปรทั้งห้ามาพิจารณาและสร้างคำแนะนำที่เหมาะสมกับโครงการนั้นๆ
คำถามที่พบบ่อย: การฉีดขึ้นรูปด้วยระบบเซอร์โวเทียบกับการฉีดขึ้นรูปด้วยระบบไฮดรอลิกแบบดั้งเดิม
เครื่องจักรระบบเซอร์โวไฮดรอลิกช่วยประหยัดพลังงานได้มากแค่ไหนเมื่อเทียบกับเครื่องอัดแบบดั้งเดิม?
ต้องใช้เวลานานแค่ไหนกว่าจะคุ้มทุนค่าเบี้ยประกันปั๊มน้ำมัน?
มีการใช้งานใดบ้างที่ระบบไฮดรอลิกแบบดั้งเดิมยังคงดีกว่า?
ระบบเซอร์โวจำเป็นต้องมีการฝึกอบรมผู้ใช้งานเป็นพิเศษหรือไม่?
การบำรุงรักษาของระบบเซอร์โวและระบบทั่วไปแตกต่างกันอย่างไร?
เครื่องพิมพ์แบบดั้งเดิมสามารถดัดแปลงให้ใช้ระบบเซอร์โวได้หรือไม่?
ระบบเซอร์โวมีเสียงดังกว่าเครื่องอัดแบบดั้งเดิมหรือไม่?
โดยทั่วไปแล้ว ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ (TCO) ในระยะเวลา 5 ปี ระหว่างเครื่องอัดแบบเซอร์โวกับเครื่องอัดแบบธรรมดาแตกต่างกันอย่างไร?
ต้องการการคำนวณต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ (TCO) และระยะเวลาคืนทุน 5 ปี สำหรับโครงการเฉพาะ เพื่อเปรียบเทียบระหว่างเครื่องพิมพ์เซอร์โวกับเครื่องพิมพ์แบบดั้งเดิมหรือไม่?
วันที่เผยแพร่: 17 กันยายน 2026