Enfriamiento conformado:aumentar la calidad de las piezas y reducir los tiempos de los ciclos de moldeo por inyección

Publicado el 23 de marzo de 2023

Un desafío común al diseñar piezas para moldeo por inyección es tener en cuenta las velocidades de enfriamiento para distintas áreas dentro del diseño de una pieza. Para que el molde expulse la pieza correctamente, por supuesto hay que enfriarla. Sin embargo, con piezas de gran volumen o geométricamente complejas, ciertas áreas de la pieza pueden enfriarse a velocidades diferentes, lo que resulta en tiempos de ciclo más largos y la posibilidad de deformación. Para evitar estos problemas y aumentar la productividad del molde, las piezas se pueden diseñar con canales de enfriamiento conformal integrados que permitirán que el agua acceda a áreas más profundas dentro de la pieza, proporcionando un enfriamiento más uniforme, reduciendo el tiempo del ciclo y la aparición de defectos. Estos enfoques existen desde hace algún tiempo, pero los avances en la impresión 3D de metal han permitido nuevas geometrías de enfriamiento conforme y las soluciones resultantes para los fabricantes de herramientas. 

Fig 1:Canales de enfriamiento conformados incorporados en diseños de herramientas de moldes de inyección.

Riesgo reducido de deformación de piezas

Durante el proceso de moldeo, una pieza se enfría desde la superficie exterior hasta el núcleo interior del plástico, idealmente al mismo ritmo para todas las áreas de la pieza cuando se diseña con un espesor de pared constante. Cuando se moldean por inyección piezas simples y uniformes, el enfriamiento convencional normalmente no plantea ningún desafío, ya que todas las áreas de la pieza generalmente se enfrían a un ritmo similar.

Sin embargo, si el diseño de una pieza es geométricamente complejo, es posible que la pieza no se enfríe a un ritmo uniforme en todas las áreas, lo que resultará en una posible deformación o ciclos de enfriamiento más prolongados para garantizar que las piezas solidifiquen antes de la expulsión. La verdad es que en el mundo actual, con geometrías de piezas cada vez más complejas, es difícil lograr velocidades de enfriamiento perfectamente uniformes. En el caso de tiradas de bajo volumen, las ineficiencias de tener ciclos de enfriamiento ligeramente más largos pueden ser insignificantes y tolerables para los moldeadores. Sin embargo, en el caso de tiradas de gran volumen, estas eficiencias pueden ser oportunidades para mejorar la productividad o reducir el desperdicio. La eficiencia resultante del enfriamiento conforme depende de muchos factores, desde el diseño de los canales de enfriamiento, el diseño de la pieza, el diseño del molde e incluso la receta de moldeo. Cuando se hacen correctamente, las soluciones de enfriamiento conformado pueden mejorar la producción de herramientas en un 50 % o más. 

Refrigeración convencional

Fig. 2:Observe el alto gradiente térmico y los puntos calientes prominentes en rojo.Fig. 3:En las áreas con puntos calientes, se produce un alto grado de deformación, lo que probablemente resulte en un producto defectuoso.

Enfriamiento conformado

La inclusión de canales de enfriamiento conformal en las herramientas del molde ayudará a abordar los puntos calientes que provocan deformaciones, lo que resultará en piezas de mejor calidad con menos desperdicio de material y menos defectos. 

Fig. 4:Con canales de enfriamiento conformes diseñados en el núcleo del molde de inyección (L) y la cavidad (R), el aire puede acceder a las áreas internas del molde, enfriando la pieza/producto a un ritmo uniforme. 5:Observe la distribución uniforme de la temperatura y el bajo gradiente térmico.Fig. 6:Debido al enfriamiento uniforme, la pieza/producto resultante alcanza un grado mínimo de deformación.

Tiempos de ciclo más rápidos

Además de lograr un resultado final de mejor calidad con un menor riesgo de defectos, los canales de enfriamiento conformados a menudo significativamente disminuir los tiempos del ciclo del molde. En el siguiente ejemplo, se utilizó enfriamiento conformado para reducir el tiempo del ciclo de este componente plástico de gran volumen en casi un 40 %, lo que aumentó la productividad del molde en casi un 50 %.

Fig. 7:Observe los canales de enfriamiento conformes (varios colores) que se han integrado en las herramientas para esta pieza de gran volumen. 8:El enfriamiento conformado resultó en una disminución del 40 % en el tiempo del ciclo para la pieza representada.

¿Es el enfriamiento conformado adecuado para sus necesidades?

La inclusión de canales de enfriamiento conformal en herramientas de moldes de inyección es popular en todas las industrias y tipos de productos, particularmente en los sectores de ciencias biológicas y productos de consumo, donde son comunes piezas con geometrías complejas o altos volúmenes de molde. Si planea producir un gran volumen de piezas mediante moldeo por inyección y le preocupa la deformación, diseñar sus herramientas de molde de inyección con enfriamiento conforme puede ser la solución adecuada para ayudar con los tiempos de ciclo y reducir los costos de las piezas. Para garantizar que los canales estén diseñados adecuadamente para la geometría de su pieza y su aplicación específica, es imperativo trabajar con un diseñador de herramientas experimentado que sepa cómo integrar estos enfoques novedosos en herramientas de alta precisión.

En SyBridge, nuestros ingenieros son expertos en los procesos de diseño de herramientas y moldeo por inyección, y han trabajado con empresas de diversas industrias para ayudarlas a lograr resultados increíbles cuando se trata de mejorar la productividad del molde, reducir defectos y producir piezas de mayor rendimiento. Ya sea que ya tenga un diseño de molde que cree que se beneficiaría con la adición de canales de enfriamiento conformal o que esté trabajando en el diseño de una nueva pieza o producto, nuestro equipo está aquí para ayudarlo.

Contáctenos para hablar con un experto en diseño de herramientas de moldes de inyección y descubrir si el enfriamiento conformado es adecuado para sus necesidades de herramientas de moldes de inyección.