Canais de resfriamento do molde

Os canais de resfriamento de molde (canais de água) são um dos sistemas importantes em molde plásticoAs linhas de resfriamento de água desempenham um papel no processo de moldagem que pode melhorar a distorção, a tolerância, o tempo de ciclo, a marca de afundamento e assim por diante.

A forma como uma peça é resfriada tem um efeito dramático na qualidade e na precisão dimensional da peça. A peça ideal é de espessura uniforme resfriada em um molde de temperatura uniforme. Isso garante que a peça encolha na mesma proporção em todas as direções. À medida que nos afastamos das condições ideais, induzimos uma contração variável na peça.

As áreas que congelam primeiro serão puxadas pelas áreas que encolhem por último. Isso induz estresse moldado e deformação na peça. Os gráficos de resfriamento mostram as áreas em que isso ocorrerá. O gráfico de qualidade de resfriamento destaca as áreas problemáticas da peça. Os gráficos de variação da temperatura da superfície e de variação do tempo de congelamento mostram a magnitude e as áreas de resfriamento diferencial.

Os gráficos mostram onde o calor tende a permanecer em uma peça devido à sua geometria (variação da temperatura da superfície) e à sua espessura (variação do tempo de congelamento). Lembre-se de que os resultados do Adviser são ISO térmicos. Isso significa que as paredes do molde são mantidas em uma temperatura constante. Isso difere das condições reais em que a ferramenta é mais fria perto das linhas de água e mais quente entre elas.

Resultados da variação da temperatura da superfície

O resultado da variação da temperatura da superfície destaca as áreas em que a geometria da peça causará concentrações locais de calor. As áreas de alta variação de temperatura de superfície na peça geralmente são regiões internas com núcleos profundos. Isso se deve ao fato de que não há massa térmica suficiente para remover o calor. Portanto, essas áreas são "pontos quentes" naturais que são difíceis de resfriar. Os borbulhadores e os pinos de calor são frequentemente usados para melhorar o resfriamento nessas áreas.

Observe que o pino do núcleo que forma a parte interna da peça mostrada abaixo é mais quente do que a parte externa. Isso ocorre porque ele tem a mesma carga de calor que a superfície externa, mas tem menos massa térmica. Observe também que ele é mais quente no centro do pino. Isso ocorre porque o dissipador está em cada extremidade do pino, forçando a área mais quente para o centro.

Resultados da variação do tempo de congelamento

O resultado da variação do tempo de congelamento exibe o tempo necessário para que cada elemento do modelo congele completamente. Os resultados da variação do tempo de congelamento indicam locais na peça que podem exigir um novo projeto, como a redução da espessura de uma parede, ou locais no molde que exigirão capacidade de resfriamento adicional.

A mais rápida e a primeira a esfriar é a borda fina da peça (-2,95). A segunda área é a área fina do tubo (0,63). A terceira é a seção grossa do tubo (4,22). Para resolver esses problemas, o flange foi engrossado e um plano foi adicionado à seção grossa para afinar essa área. Essas alterações foram importantes para minimizar o empenamento e o encolhimento diferencial nessa peça de tolerância apertada.

Que problemas a má qualidade dos canais de resfriamento pode causar?

• Deformação excessiva e/ou afundamento em áreas com grandes variações de resfriamento.
•  Chutes curtos ou ruins linha de solda em áreas mais frias.
• Aumento das tensões moldadas.

Tipos de canais de resfriamento de moldes

As configurações do canal de resfriamento podem ser seriais ou paralelas. Ambas as configurações são ilustradas na Figura 1 abaixo.

FIGURA 1. Configurações do canal de resfriamento

Canais de resfriamento paralelos

Paralelo resfriamento do molde Os canais de resfriamento são perfurados diretamente de um coletor de suprimento para um coletor de coleta. Devido às características de fluxo do projeto paralelo, a taxa de fluxo ao longo de vários canais de resfriamento pode ser diferente, dependendo da resistência ao fluxo de cada um deles. canal de resfriamento individual. Essas taxas de fluxo variáveis, por sua vez, fazem com que a eficiência da transferência de calor dos canais de resfriamento varie de um para outro. Como resultado, o resfriamento do molde pode não ser uniforme com uma configuração de canal de resfriamento paralelo.

Normalmente, os lados da cavidade e do núcleo do molde têm cada um seu próprio sistema de canais de resfriamento paralelos. O número de canais de resfriamento por sistema varia de acordo com o tamanho e a complexidade do molde.

Canais de resfriamento seriais

Os canais de resfriamento conectados em um único loop desde a entrada do refrigerante até sua saída são chamados de canais de resfriamento em série. Esse tipo de configuração de canal de resfriamento é o mais comumente recomendado e usado. Por design, se os canais de resfriamento forem uniformes em tamanho, o refrigerante poderá manter sua taxa de fluxo (preferencialmente) turbulenta em todo o seu comprimento. O fluxo turbulento permite que o calor seja transferido com mais eficiência. A transferência de calor do fluxo do refrigerante discute isso mais detalhadamente. No entanto, você deve tomar cuidado para minimizar o aumento da temperatura do refrigerante, pois ele coletará todo o calor ao longo de todo o caminho do canal de resfriamento. Em geral, a diferença de temperatura do líquido de arrefecimento na entrada e na saída deve estar dentro de 5ºC para moldes de uso geral e 3ºC para moldes de uso geral. moldes de precisão. Para moldes plásticos grandes, mais de uma série canais de resfriamento são necessários para garantir a temperatura uniforme do líquido de arrefecimento da configuração do canal de resfriamento e, portanto, uma temperatura uniforme do líquido de arrefecimento. resfriamento do molde.

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Canais de resfriamento de molde para melhorar a qualidade das peças de moldagem de plástico

Uma única regra fundamental da moldagem por injeção é que o material quente entra no molde, onde esfria rapidamente por canais de resfriamento no molde a um calor no qual ele endurece o suficiente para manter o padrão deles. O calor do Ferramental de molde plástico é, por essa razão, importante, pois rege uma parte do ciclo geral de moldagem.

Embora a massa fundida corra mais livremente com uma ferramenta de molde de injeção quente, é necessário um período de resfriamento melhor antes que a moldagem solidificada possa ser ejetada. Por outro lado, embora a massa fundida endureça rapidamente em uma ferramenta fria, ela pode não atingir exatamente as extremidades da cavidade. Por esse motivo, é necessário aceitar um compromisso entre os dois opostos para obter o ciclo de moldagem perfeito.

A temperatura de operação do molde dependerá de vários aspectos que incorporam os seguintes: modelo e grau do material a ser moldado; comprimento do fluxo dentro da impressão; parte da parede do molde; período do método de alimentação etc.

Muitas vezes, é útil utilizar uma temperatura um pouco mais alta do que a necessária apenas para preencher a impressão, pois isso tende a melhorar o acabamento da superfície da moldagem, minimizando as linhas de solda, os pontos de fluxo e outras imperfeições.

Para manter o diferencial de temperatura necessário entre o molde e o material plástico, a água (ou outro fluido) é distribuída por meio de orifícios ou canais de resfriamento dentro do molde de plástico. Esses orifícios ou canais são chamados de vias de fluxo ou vias de água, e o sistema completo de vias de fluxo é conhecido como circuito.

Durante a fase de enchimento da impressão, o material mais quente deve estar próximo ao ponto de entrada, ou seja, o portão, e o material mais frio pode estar no ponto mais distante da entrada. No entanto, o calor do fluido refrigerante aumenta à medida que ele passa pelo molde de plástico.

Posteriormente, para obter uma taxa de resfriamento uniforme acima da superfície de moldagem, é necessário localizar o fluido refrigerante de entrada próximo às superfícies de moldagem "quentes" e escolher os canais que contêm o fluido refrigerante "aquecido" próximo às superfícies de moldagem "frias"?

No entanto, como provavelmente será visto nos próximos debates, não é sempre praticável usar a técnica idealizada e o projetista deve fazer uso de um bom senso ao planejar os circuitos de refrigeração se quiser evitar moldes muito caros.

Os itens para o fluxo de água (ou outros fluidos) estão disponíveis comercialmente. Essas unidades são basicamente conectadas ao molde por meio de mangueiras gerenciáveis e, com a unidade, a temperatura do molde pode ser mantida em limites estreitos. Não é possível manipular o calor de perto usando a estratégia de opções em que o molde é interconectado a uma fonte de água fria.

Basicamente, esse é o dever do projetista do molde, que deve oferecer linhas de resfriamento de água dentro do molde. Em geral, os métodos mais simples são aqueles em que os furos são feitos longitudinalmente no molde. No entanto, esse não é exatamente o melhor método para um molde específico.

Ao empregar furos para o fluxo do líquido de arrefecimento, mesmo assim, eles não devem ser posicionados muito perto da cavidade (a menos de 15 mm), pois isso certamente pode causar uma versão de temperatura rotulada em toda a impressão, com os consequentes problemas de moldagem.

O design de um circuito de água é frequentemente complicado devido ao fato de que as vias de fluxo não devem ser perfuradas muito perto de qualquer outro furo na placa de molde semelhante. Deve-se lembrar que a placa do molde tem uma quantidade considerável de orifícios ou recessos para acomodar pinos ejetores, pilares-guia, buchas-guia, bucha de jito, insertos etc.

A proximidade segura do local em um caminho de fluxo de água de resfriamento próximo a outro furo depende, em grande parte, da profundidade necessária para a perfuração do caminho de fluxo de resfriamento. Ao perfurar vias de fluxo de água profundas, há uma tendência de o furo se desviar do curso prescrito. Uma regra utilizada com frequência é que, para perfurações com cerca de 149 mm de profundidade, o canal de resfriamento não deve ficar a menos de 3 mm de qualquer outro furo. Para vias de maior fluxo de água, essa tolerância é aumentada para 6 mm.

Para obter a melhor situação disponível para apenas um circuito de água, é uma boa ideia estabelecer o circuito de resfriamento o mais cedo possível na planta. Os outros itens do molde, por exemplo, pinos ejetores, buchas de guia, etc., podem ser localizados de acordo.

Canais de resfriamento de moldes dicas de fabricação

Essa dica de fabricação é para moldes de injeção de plástico que têm inserções redondas com anéis de vedação e canal de resfriamento do lado de fora.

Quando colocamos o inserto com o anel de vedação no orifício do inserto, às vezes danificamos o anel de vedação, pois a borda do orifício de resfriamento é muito afiada e corta uma parte do anel de vedação, danificando-o. Para evitar esse problema, precisamos adicionar um pequeno chanfro à borda do orifício de resfriamento na placa do inserto; quando o anel de vedação chegar ao orifício de resfriamento, ele não será danificado, pois a área da borda é suave.

Abaixo da área do ciclo vermelho, a borda é muito afiada e danificará o O-ring. Se adicionarmos um chanfro no bolso do O-ring, esse problema poderá ser resolvido.

As áreas abaixo são outro tipo de caso, na área aberta do orifício de resfriamento há uma borda muito afiada, que pode cortar as mãos do ferramenteiro se ele tocar nessa área. Para evitar esse problema, precisamos adicionar um raio e tornar essa área arredondada.

Chanfro de resfriamento

Etapa para criar um raio para esse problema,

1. Encontre uma máquina de esmeril manual e escolha um pino de esmeril que seja redondo e não afiado.

máquina de esmerilhamento manual

2. Se o filete for muito grande, talvez a água saia por baixo do anel de vedação. Nesse caso, há 1,5 mm entre o anel de vedação e o orifício de resfriamento, portanto, podemos fazer um filete de 1 mm de raio ao redor do orifício de resfriamento.

3. Esmerilhe o filete ao redor do orifício de resfriamento com a mão, tomando cuidado para não danificar a superfície ao redor do orifício de resfriamento.

bom canal de resfriamento