Op het gebied van metaalvorming vertegenwoordigen mechanische persen, hydraulische persen en servopersen drie fundamenteel verschillende technologische paden. Mechanische persen blinken uit in een stijf ritme, hydraulische persen worden gekenmerkt door constante output, terwijl de essentie van een servopers ligt in de volledig programmeerbare controle over de gehele slag. Dit artikel heeft tot doel de prestaties van deze drie in praktische toepassingen objectief te vergelijken, gebaseerd op hun belangrijkste technologische verschillen.

1. Kernwerkingsprincipes
Mechanische Pers (Stanspers):
Het kernmechanisme bestaat uit een "vliegwiel + krukasverbinding" of "excentriek mechanisme." De motor drijft continu het vliegwiel aan om energie op te slaan, die vervolgens via de mechanische structuur wordt omgezet in de lineaire heen-en-weergaande beweging van de ram. De slaglengte en bewegingscurve zijn vast en onveranderlijk.

Hydraulische Pers (Oliepers):
Het kernmechanisme omvat een "hydraulische pomp + oliecilinder." De motor drijft de hydraulische pomp aan om olie onder hoge druk te genereren, die vervolgens de ram beweegt. De belangrijkste eigenschap is de mogelijkheid om de nominale tonnage druk over de gehele slag te leveren, met instelbare snelheid binnen een bepaald bereik.

Servopers:
Het kernmechanisme omvat een "servomotor + aandrijfsysteem." Het traditionele vliegwiel wordt geëlimineerd en de stroom wordt direct geleverd door een krachtige servomotor. De bewegingscurve van de ram (positie, snelheid en druk) wordt nauwkeurig bestuurd via een programmeerbare controller.

2. Prestaties in Praktische Toepassingen
Productie-efficiëntie en Flexibiliteit
Servopers:
Het belangrijkste voordeel van een servopers ligt in de flexibiliteit. De bewegingscurve kan worden geprogrammeerd om complexe modi te bereiken, zoals "snel omlaag-langzaam smeden-vasthouden-snel terug", waardoor deze ideaal is voor processen zoals dieptrekken en embossing, waar snelheid cruciaal is. In toepassingen met korte slagen en lage tonnage zijn de slagen per minuut (SPM) doorgaans hoger dan die van hydraulische en sommige mechanische persen. In toepassingen met grote tonnage (bijv. >2000 ton) kan de continue werkende SPM echter nog steeds lager zijn dan die van een vergelijkbare mechanische pers.

Mechanische Pers:
Mechanische persen blinken uit in hoge snelheid en efficiëntie. In eenvoudige processen zoals uitstansen en ponsen is hun vaste hoge-snelheidsritme ongeëvenaard, waardoor ze ideaal zijn voor massaproductie van een enkele productvariëteit. Ze missen echter de flexibiliteit om zich aan te passen aan complexe vormprocessen die variabele snelheden vereisen.

Hydraulische Pers:
Hydraulische persen zijn meestal de langzaamste, maar ze bieden ongeëvenaarde voordelen in processen die lange slagen, hoge tonnage en continue druk vereisen (bijv. kunststofgieten en poederpersen), waardoor ze onmisbaar zijn in dergelijke toepassingen.
Energieverbruik

Servopers:
Energie-efficiëntie is een erkende kracht van servopersen. Ze verbruiken grote hoeveelheden elektriciteit alleen tijdens actieve beweging, met minimaal energieverbruik in stand-by. Voor dezelfde productietaken is hun energieverbruik over het algemeen aanzienlijk lager dan dat van hydraulische en mechanische persen, die continue werking van de motor vereisen (om de hydraulische pomp of het vliegwiel aan te drijven). Dit is vaak een cruciale factor in berekeningen van investeringsrendement, waarbij besparingen op elektriciteitskosten een belangrijke rol spelen.

Hydraulische en Mechanische Persen:
Beide traditionele technologieën staan bekend om hun hoge energieverbruik. Recente ontwikkelingen hebben echter geleid tot de creatie van "servo-hydraulische persen" en "hybride mechanische persen", die, hoewel duurder, de energie-efficiëntie aanzienlijk hebben verbeterd.
Vormkwaliteit en Controleprecisie

Servopers:
Servopersen hebben een duidelijk voordeel in het vormen van de kwaliteit van complexe onderdelen. Door nauwkeurige snelheidsregeling kunnen ze de materiaalstroom effectief beheren, waardoor het risico op rimpels en scheuren wordt verminderd, waardoor de productnauwkeurigheid en consistentie worden verbeterd. Deze flexibiliteit is vooral waardevol bij onderzoek en prototype-ontwikkeling.

Mechanische Pers:
Voor eenvoudige gestanste onderdelen bieden mechanische persen een stabiele en betrouwbare vormkwaliteit. In processen zoals dieptrekken kan de vaste hoge-snelheidsbeweging echter leiden tot ongecontroleerde materiaalstroom, waardoor defecten ontstaan.

Hydraulische Pers:
De ram van een hydraulische pers heeft geen "harde punten" en de druk blijft constant over de gehele slag, waardoor deze geschikt is voor dieptrekken met lange slagen. De controleprecisie en stabiliteit kunnen echter worden beïnvloed door factoren zoals olietemperatuur en afdichting, en veel traditionele modellen hebben een lagere positiecontroleprecisie in vergelijking met servopersen.

Uitgebreide Kostenanalyse
Initiële Investering:

Servopers > Mechanische Pers ≈ Hydraulische Pers
Vanwege de kosten van de kernservomotor en het besturingssysteem hebben servopersen over het algemeen de hoogste aankoopprijs.

Onderhoudskosten:
Mechanische persen hebben een eenvoudige structuur, met volwassen onderhoudstechnologie, maar componenten zoals koppelingen en remmen zijn gevoelig voor slijtage.
Hydraulische systemen zijn het meest complex, met het risico op olielekkage, en componenten zoals hydraulische kleppen en afdichtingen vereisen regelmatig onderhoud, wat leidt tot hogere onderhoudskosten.
Servopersen vereenvoudigen de mechanische structuur, waardoor koppelingen en hydraulische systemen worden geëlimineerd, en vereisen dus minder dagelijks onderhoud. Reparaties of vervangingen voor servoaandrijvingen en motoren kunnen echter vrij duur zijn.

Matrijs- en Materiaalkosten:
Vanwege hun aanpassingsvermogen verminderen servopersen vaak de matrijscomplexiteit en -hoeveelheid door processen te optimaliseren, wat op zijn beurt de materiaalbenutting verbetert en de totale kosten verlaagt.

3. Milieu-impact
Hydraulische Pers:
Het belangrijkste milieurisico is olielekkage, die de bodem en het grondwater kan verontreinigen. Bovendien hebben de geluidsniveaus de neiging om hoger te zijn.

Mechanische Pers:
Geluid en trillingen zijn de belangrijkste milieuproblemen die verband houden met mechanische persen.

Servopers:
Servopersen hebben vrijwel geen risico op olieverontreiniging en hun geluid en trillingen zijn veel lager dan die van hydraulische en mechanische persen. Dit resulteert in een schonere, stillere werkomgeving, in overeenstemming met de trend naar groene productie.