Refrigeración conformada: Mejora de calidad de pieza y reducción de tiempos de ciclo en 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 tasas de enfriamiento para áreas distintas dentro del diseño de una pieza. Para que el molde expulse la pieza correctamente, por supuesto debe estar fría. Sin embargo, con piezas de alto volumen o geométricamente complejas, ciertas áreas de la pieza pueden enfriar a diferentes ritmos, resultando en tiempos de ciclo más largos y potencial deformación. Para evitar estos problemas y aumentar la productividad del molde, las piezas pueden diseñarse con canales de refrigeración conformada integrados que permitan al agua acceder a áreas más profundas dentro de la pieza, proporcionando enfriamiento más uniforme, reduciendo el tiempo de ciclo y la ocurrencia de defectos. Estos enfoques han existido por algún tiempo, pero los avances en impresión 3D de metal han permitido nuevas geometrías de refrigeración conformada y soluciones resultantes para fabricantes de herramientas.

Fig 1: Canales de refrigeración conformada incorporados en diseños de utillaje de moldeo por inyección.

Reducción del riesgo de deformación de pieza

Durante el proceso de moldeo, una pieza se enfría desde la superficie exterior al núcleo interior del plástico, idealmente al mismo ritmo para todas las áreas de la pieza cuando se diseña con espesor de pared consistente. Al moldear piezas simples y uniformes, la refrigeración convencional típicamente no plantea desafíos, ya que todas las áreas generalmente se enfrían a un ritmo similar.

Sin embargo, si un diseño de pieza es geométricamente complejo, entonces la pieza puede no enfriar a un ritmo uniforme en todas las áreas, resultando en posible deformación o ciclos de enfriamiento más largos para asegurar piezas solidificadas antes de la expulsión. La verdad es que en el mundo actual con geometrías de piezas cada vez más complejas, tasas de enfriamiento perfectamente uniformes son difíciles de alcanzar. En el caso de tiradas de bajo volumen, las ineficiencias de tener ciclos de enfriamiento ligeramente más largos pueden ser insignificantes y tolerables para moldeadores. Sin embargo, en el caso de tiradas de alto volumen, estas eficiencias pueden ser oportunidades para mejorar productividad o reducir desperdicio. La eficiencia resultante de la refrigeración conformada 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 hace correctamente, las soluciones de refrigeración conformada pueden mejorar la producción de utillaje en 50% o más.

Refrigeración convencional

Fig. 2: Note el alto gradiente térmico y puntos calientes prominentes en rojo.
Fig. 3: En áreas con puntos calientes, ocurre un alto grado de deformación, resultando probablemente en producto defectuoso.

Refrigeración conformada

Incluir canales de refrigeración conformada en el utillaje del molde ayudará a abordar puntos calientes que resultan en deformación, resultando en piezas de mejor calidad con menos desperdicio de material y menos defectos.

Fig 4: Con canales de refrigeración conformada diseñados en el núcleo (I) y cavidad (D) del molde de inyección, el aire puede acceder a áreas internas del molde, enfriando la pieza/producto a un ritmo uniforme.
Fig. 5: Note la distribución uniforme de temperatura y 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 menor riesgo de defectos, los canales de refrigeración conformada a menudo significativamente disminuyen los tiempos de ciclo del molde. En el ejemplo a continuación, la refrigeración conformada se usó para reducir el tiempo de ciclo de este componente plástico de alto volumen en casi un 40%, aumentando la productividad del molde en casi un 50%.

Fig. 7: Note los canales de refrigeración conformada (múltiples colores) integrados en el utillaje para esta pieza de alto volumen.
Fig. 8: La refrigeración conformada resultó en una disminución del 40% en el tiempo de ciclo para la pieza representada.

¿Es la refrigeración conformada adecuada para sus necesidades?

Incluir canales de refrigeración conformada en utillaje de moldeo por inyección es popular across industrias y tipos de producto, particularmente en ciencias de la vida y sectores de productos de consumo donde piezas con geometrías complejas o altos volúmenes de molde son comunes. Si planea producir un gran volumen de piezas vía moldeo por inyección y le preocupa la deformación, diseñar su utillaje de moldeo con refrigeración conformada puede ser la solución correcta para ayudar con tiempos de ciclo y menores costes de pieza. Para asegurar que los canales estén correctamente diseñados para la geometría de su pieza y aplicación específica, es imperativo trabajar con un diseñador de utillaje experimentado que sepa cómo integrar estos enfoques novedosos en utillaje de alta precisión.

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

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