Diseño de enfriamiento de moldes de inyección

- Aug 01, 2020-

En el moldeo por inyección termoplástica, la calidad de la pieza y el tiempo del ciclo dependen en gran medida de la etapa de enfriamiento. En este caso, estudiamos algunos dispositivos de enfriamiento alternativos para el diseño de enfriamiento del molde de inyección para el núcleo, el resultado esperado es una mejora de la calidad de la pieza en términos de contracción y deformación.


Deflectores

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Un deflector es en realidad un canal de enfriamiento perforado perpendicular a una línea de enfriamiento principal, con una cuchilla que separa un paso de enfriamiento en dos canales semicirculares. El refrigerante fluye en un lado de la cuchilla desde la línea de enfriamiento principal, gira alrededor de la punta hacia el otro lado del deflector, luego fluye de regreso a la línea de enfriamiento principal.

Este método proporciona secciones transversales máximas para el refrigerante, pero es difícil montar el divisor exactamente en el centro. El efecto de enfriamiento y con él la distribución de temperatura en un lado del núcleo pueden diferir de la del otro lado. Esta desventaja de una solución de otro modo económica, en lo que respecta a la fabricación, puede eliminarse si la lámina de metal que forma el deflector está torcida. Por ejemplo, el deflector de hélice, como se muestra arriba, transporta el refrigerante a la punta y de regreso en forma de hélice. Es útil para diámetros de 12 a 50 mm y permite una distribución de temperatura muy homogénea. Otro desarrollo lógico de los deflectores son los núcleos espirales de vuelo simple o doble, como se muestra arriba.



Bubblers

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Un burbujeador es similar a un deflector, excepto que la cuchilla se reemplaza con un tubo pequeño. El refrigerante fluye hacia el fondo del tubo y "burbujea" desde la parte superior, al igual que una fuente. Luego, el refrigerante fluye hacia abajo alrededor del exterior del tubo para continuar su flujo a través de los canales de enfriamiento.

El enfriamiento más efectivo de núcleos delgados se logra con burbujeadores. El diámetro de ambos debe ajustarse de tal manera que la resistencia al flujo en ambas secciones transversales sea igual. La condición para esto es:

Diámetro interno / Diámetro externo=0.707

Los burbujeadores están disponibles comercialmente y generalmente se atornillan en el núcleo, como se muestra arriba. Hasta un diámetro de 4 mm, el tubo debe biselarse al final para agrandar la sección transversal de la salida; Esta técnica se ilustra en la Figura 3. Los burbujeadores se pueden usar no solo para el enfriamiento del núcleo, sino también para enfriar secciones de molde planas, que no pueden equiparse con canales perforados o fresados.


NOTA: Debido a que tanto los deflectores como los burbujeadores tienen áreas de flujo estrechas, la resistencia al flujo aumenta. Por lo tanto, se debe tener cuidado al diseñar el tamaño de estos dispositivos. El comportamiento de flujo y transferencia de calor para deflectores y burbujeadores se puede modelar y analizar fácilmente mediante el análisis de enfriamiento de Upmold.



Pines térmicos

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Un pasador térmico es una alternativa a los deflectores y burbujeadores. Es un cilindro sellado lleno de fluido. El fluido se vaporiza a medida que extrae calor del acero para herramientas y se condensa a medida que libera el calor al refrigerante, como se muestra arriba. La eficiencia de transferencia de calor de un pin térmico es casi diez veces mayor que la de un tubo de cobre. Para una buena conducción del calor, evite un espacio de aire entre el pasador térmico y el molde, o llénelo con un sellador altamente conductivo.



Enfriamiento para núcleos delgados

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Si el diámetro o ancho es muy pequeño (menos de 3 mm), solo es factible el enfriamiento por aire. Se sopla aire en los núcleos desde el exterior durante la apertura del molde o fluye a través de un orificio central desde el interior, como se muestra arriba. Este procedimiento, por supuesto, no permite mantener una temperatura exacta del molde.

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El mejor enfriamiento de los núcleos delgados (aquellos que miden menos de 5 mm) se logra mediante el uso de insertos hechos de materiales con alta conductividad térmica, como materiales de cobre o berilio-cobre. Esta técnica se ilustra arriba. Tales insertos se ajustan a presión en el núcleo y se extienden con su base, que tiene una sección transversal tan grande como sea posible, dentro de un canal de enfriamiento.


Enfriamiento para núcleos grandes

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Para diámetros de núcleo grandes (40 mm y mayores), se debe garantizar un transporte positivo de refrigerante. Esto se puede hacer con insertos en los que el refrigerante alcanza la punta del núcleo a través de un orificio central y se conduce a través de una espiral hasta su circunferencia, y entre un núcleo e inserte helicoidalmente a la salida, como se muestra arriba. Este diseño debilita el núcleo significativamente.


Enfriamiento para núcleos de cilindros

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El enfriamiento de los núcleos de los cilindros y otras partes redondas se debe hacer con una doble hélice, como se muestra arriba. El refrigerante fluye hacia la punta del núcleo en una hélice y regresa en otra hélice. Por razones de diseño, el grosor de la pared del núcleo debe ser de al menos 3 mm en este caso.



Publicado por Shine

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