Canales de enfriamiento de moldes

Los canales de enfriamiento del molde (canales de agua) son uno de los sistemas importantes en molde de plásticoLas líneas de enfriamiento por agua juegan un papel en el proceso de moldeo que podría mejorar la distorsión, la tolerancia, el tiempo de ciclo, la marca de hundimiento, etc. Los canales de enfriamiento deficientes nunca podrán obtener piezas de moldeo de alta calidad.

La forma en que se enfría una pieza tiene un efecto dramático en la calidad de la misma y en la precisión dimensional. La pieza ideal es aquella que tiene un espesor uniforme y se enfría en un molde a temperatura uniforme. Esto garantiza que la pieza se contraiga al mismo ritmo en todas las direcciones. A medida que nos alejamos de las condiciones ideales, inducimos una contracción variable en la pieza.

Las áreas que se congelan primero serán atraídas por las áreas que se encogen al final. Esto induce tensión de moldeado y deformación en la pieza. Los gráficos de enfriamiento muestran las áreas donde esto ocurrirá. El gráfico de calidad de enfriamiento resalta las áreas problemáticas en la pieza. Los gráficos de variación de temperatura de superficie y variación de tiempo de congelación muestran la magnitud y las áreas de enfriamiento diferencial.

Los gráficos muestran dónde tiende a permanecer el calor en una pieza debido a su geometría (variación de la temperatura de la superficie) y su espesor (variación del tiempo de congelación). Tenga en cuenta que los resultados de Adviser son ISO térmicos. Esto significa que las paredes del molde se mantienen a una temperatura constante. Esto difiere de las condiciones reales en las que la herramienta está más fría cerca de las líneas de agua y más caliente entre ellas.

Resultados de la variación de la temperatura superficial

El resultado de variación de temperatura de la superficie resalta las áreas en las que la geometría de la pieza provocará concentraciones locales de calor. Las áreas de variación de temperatura de la superficie elevada de la pieza suelen ser regiones interiores con núcleos profundos. Esto se debe a que no hay suficiente masa térmica para eliminar el calor. Por lo tanto, estas áreas son "puntos calientes" naturales que son difíciles de enfriar. A menudo se utilizan burbujeadores y pasadores de calor para mejorar la refrigeración en estas áreas.

Tenga en cuenta que el pasador central que forma el interior de la pieza que se muestra a continuación está más caliente que el exterior. Esto se debe a que tiene la misma carga térmica que la superficie exterior, pero tiene menos masa térmica. Observe también que está más caliente en el centro del pasador. Esto se debe a que el disipador está en cada extremo del pasador, lo que obliga a que el área más caliente se dirija hacia el centro.

Resultados de la varianza del tiempo de congelación

El resultado de la variación del tiempo de congelación muestra el tiempo necesario para que cada elemento del modelo se congele por completo. Los resultados de la variación del tiempo de congelación indican los lugares de la pieza que podrían requerir un rediseño, como la reducción del espesor de una pared, o los lugares del molde que requerirán una capacidad de enfriamiento adicional.

La zona más rápida y la primera en enfriarse es el borde delgado de la pieza (-2,95). La segunda zona es la zona delgada del tubo (0,63). La tercera es la sección gruesa del tubo (4,22). Para resolver estos problemas, se engrosó la brida y se agregó una parte plana a la sección gruesa para adelgazar esa zona. Estos cambios fueron importantes para minimizar la deformación y la contracción diferencial en esta pieza de tolerancia ajustada.

¿Qué problemas puede causar la mala calidad de los canales de refrigeración?

• Deformación excesiva y/o hundimiento en áreas con grandes variaciones de enfriamiento.
•  Tiros cortos o malos línea de soldadura Formación en zonas más frías.
• Aumento de tensiones moldeadas.

Tipos de canales de enfriamiento de moldes

Las configuraciones de los canales de refrigeración pueden ser en serie o en paralelo. Ambas configuraciones se ilustran en la Figura 1 a continuación.

FIGURA 1. Configuraciones de los canales de enfriamiento

Canales de refrigeración paralelos

Paralelo enfriamiento del molde Los canales se perforan directamente desde un colector de suministro hasta un colector de recolección. Debido a las características de flujo del diseño paralelo, el caudal a lo largo de varios canales de enfriamiento puede ser diferente, dependiendo de la resistencia al flujo de cada uno. canal de enfriamiento individualEstos caudales variables, a su vez, hacen que la eficiencia de transferencia de calor de los canales de enfriamiento varíe de uno a otro. Como resultado, el enfriamiento del molde puede no ser uniforme con una configuración de canales de enfriamiento paralelos.

Por lo general, los lados de la cavidad y del núcleo del molde tienen cada uno su propio sistema de canales de enfriamiento paralelos. La cantidad de canales de enfriamiento por sistema varía según el tamaño y la complejidad del molde.

Canales de refrigeración en serie

Los canales de refrigeración conectados en un solo circuito desde la entrada del refrigerante hasta su salida se denominan canales de refrigeración en serie. Este tipo de configuración de canales de refrigeración es la más recomendada y utilizada. Por diseño, si los canales de refrigeración son de tamaño uniforme, el refrigerante puede mantener su caudal (preferiblemente) turbulento a lo largo de toda su longitud. El flujo turbulento permite que el calor se transfiera de forma más eficaz. La transferencia de calor del flujo de refrigerante analiza esto con más detalle. Sin embargo, debe tener cuidado de minimizar el aumento de temperatura del refrigerante, ya que este acumulará todo el calor a lo largo de todo el recorrido del canal de refrigeración. En general, la diferencia de temperatura del refrigerante en la entrada y la salida debe estar dentro de los 5 ºC para moldes de uso general y de los 3 ºC para moldes de uso general. moldes de precisión. Para moldes de plastico grandes, más de una serie canales de enfriamiento Se requieren configuraciones de canales de enfriamiento para garantizar una temperatura uniforme del refrigerante y, por lo tanto, una uniformidad enfriamiento del molde.

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Canales de enfriamiento de moldes para mejorar la calidad de las piezas de moldeo de plástico

Una regla fundamental del moldeo por inyección es que el material caliente ingresa al molde, donde se enfría rápidamente. canales de enfriamiento en el molde a una temperatura en la que se endurece lo suficiente para mantener el patrón de ellos. El calor de la moldes de plástico Es por ello que es importante ya que regula una parte del ciclo general de moldeo.

Si bien la masa fundida fluye con mayor libertad con una herramienta de moldeo por inyección caliente, se requiere un período de enfriamiento más prolongado antes de poder expulsar la pieza moldeada solidificada. Por otra parte, si bien la masa fundida se endurece rápidamente en una herramienta fría, es posible que no llegue exactamente a los extremos de la cavidad. Por lo tanto, se debe aceptar un compromiso entre los dos opuestos para obtener el ciclo de moldeo perfecto.

La temperatura de funcionamiento del molde dependerá de una serie de aspectos que incluyen los siguientes: modelo y calidad del material a moldear; longitud del flujo dentro de la impresión; porción de pared del molde; período del método de alimentación, etc.

A menudo resulta útil utilizar una temperatura ligeramente más alta que la necesaria simplemente para rellenar la impresión, ya que esto tiende a mejorar el acabado de la superficie del molde al minimizar las líneas de soldadura, los puntos de flujo y otras imperfecciones.

Para mantener la diferencia de temperatura requerida entre el molde y el material plástico, se distribuye agua (u otro fluido) a través de agujeros o canales de enfriamiento Dentro del molde de plástico, estos orificios o canales se denominan canales de flujo o vías de agua y el sistema completo de canales de flujo se conoce como circuito.

Durante la fase de llenado de la impresión, el material más caliente debe estar cerca del punto de entrada, es decir, la compuerta, mientras que el material más frío puede estar en el punto más alejado de la entrada. Sin embargo, el calor del fluido refrigerante aumenta a medida que pasa a través del molde de plástico.

Posteriormente, para lograr una velocidad de enfriamiento uniforme por encima de la superficie de moldeo, es necesario ubicar el fluido refrigerante entrante junto a las superficies de moldeo “calientes” y elegir los canales que contienen fluido refrigerante “calentado” junto a las superficies de moldeo “frías”.

Sin embargo, como probablemente se verá en los próximos debates, no siempre es posible utilizar la técnica idealizada y el diseñador debe hacer uso de una buena dosis de sentido común al diseñar circuitos de refrigerante si se quieren evitar moldes evitablemente costosos.

Los elementos para el flujo de agua (u otros fluidos) están disponibles comercialmente. Estas unidades están conectadas básicamente al molde a través de mangueras manejables, con la unidad la temperatura del molde se puede mantener dentro de límites estrictos. La manipulación de calor cercana no está disponible utilizando la estrategia de opciones donde el molde está interconectado a la fuente de agua fría.

Básicamente, es responsabilidad del diseñador del molde ofrecer lo adecuado. Líneas de enfriamiento de agua Diseño dentro del molde. En general, los métodos más sencillos son aquellos en los que se perforan agujeros longitudinalmente a través del molde. Sin embargo, este no es el mejor método para un molde en particular.

Sin embargo, al utilizar perforaciones para el flujo del refrigerante, estas no deben ubicarse demasiado cerca de la cavidad (menos de 15 mm) ya que esto puede causar una versión temporal marcada a lo largo de la impresión, con los consiguientes problemas de moldeado.

El diseño de una circuito de agua Con frecuencia es complicado desde el punto de vista de que los canales de flujo no deben perforarse demasiado cerca de ningún otro orificio en la misma placa de molde. Se debe recordar que la placa de molde tiene una cantidad considerable de orificios o huecos, para acomodar pasadores de expulsión, pilares de guía, casquillos de guía, casquillos de bebedero, insertos, etc.

La distancia segura entre el orificio de entrada y el orificio de salida de la tubería de refrigeración depende en gran medida de la profundidad de la perforación de la tubería de refrigeración. Al perforar tuberías de agua profundas, existe una tendencia a que el orificio se desvíe de su curso prescrito. Una regla que se utiliza a menudo es que para perforaciones de aproximadamente 149 mm de profundidad, el orificio de entrada no debe estar a menos de 3 mm de cualquier otro orificio. Para tuberías de agua más grandes, este margen se aumenta a 6 mm.

Para conseguir la mejor situación posible para un circuito de agua, es recomendable colocar el circuito de refrigeración lo antes posible en el plano. A continuación, se pueden colocar los demás elementos del molde, como por ejemplo los pasadores de expulsión, los casquillos guía, etc.

Consejos para la fabricación de canales de enfriamiento de moldes

Esta punta de fabricación es para moldes de inyección de plástico que tienen insertos redondos con juntas tóricas y canal de enfriamiento afuera.

Cuando colocamos el inserto con la junta tórica en el orificio del inserto, a veces dañamos la junta tórica, porque el borde en el orificio de enfriamiento es demasiado afilado y el borde corta una parte de la junta tórica y daña la junta tórica, para evitar este problema, necesitamos agregar un pequeño chaflán al borde del orificio de enfriamiento en la placa de inserción, cuando la junta tórica llega al orificio de enfriamiento, la junta tórica no se dañará ya que el área del borde es suave.

Debajo del área del ciclo rojo, el borde es demasiado afilado y dañará la junta tórica. Si agregamos un poco de chaflán en el bolsillo de la junta tórica, este problema podría resolverse.

Las áreas de abajo son otro tipo de caso, en el área abierta del orificio de enfriamiento tiene un borde muy afilado, esto puede cortar las manos del fabricante de herramientas si toca esa área, para evitar este problema necesitamos agregar algo de radio y hacer que esta área sea redondeada.

 

Paso para hacer el radio para este problema,

1. Busque una amoladora manual y elija un afilador que sea redondo, no afilado.

2. Verifique en el dibujo qué tan grande puede ser el filete que haga, si el filete es demasiado grande, es posible que el agua se escape por debajo de la junta tórica; en este caso, hay 1,5 mm desde la junta tórica hasta el orificio de enfriamiento, por lo que podemos hacer un filete de radio de 1 mm alrededor del orificio de enfriamiento.

3. Muela el filete alrededor del orificio de enfriamiento con la mano, tenga cuidado de no dañar la superficie alrededor del orificio de enfriamiento, la siguiente imagen muestra un buen chaflán de enfriamiento.