El aspecto clave del moldeo por inyección de alto brillo es el sistema de control de temperatura del molde. A diferencia del moldeo por inyección general, la principal diferencia radica en el control de la temperatura del molde y no en los requisitos de las máquinas de moldeo por inyección. El sistema de control de temperatura del molde para moldeo por inyección de alto brillo se denomina comúnmente controlador de temperatura del molde de alto brillo. Este sistema funciona en conjunto con máquinas de moldeo por inyección generales para sincronizar acciones durante el llenado, mantenimiento de presión, enfriamiento y apertura y cierre del moldeo por inyección.
La tecnología clave del sistema de control de temperatura es el método de calentamiento de la superficie del molde, y la superficie del molde de alto brillo obtiene calor principalmente de las siguientes maneras:
1. Método de calentamiento basado en conducción de calor:El calor se conduce a la superficie del molde a través de tuberías internas del molde utilizando aceite, agua, vapor y elementos calefactores eléctricos.
2. Método de calentamiento basado en radiación térmica:El calor se obtiene mediante radiación directa de energía solar, rayo láser, rayo de electrones, luz infrarroja, llama, gas y otras superficies del molde.
3. Calentar la superficie del molde a través de su propio campo térmico.: Esto se puede lograr mediante resistencia, calentamiento por inducción electromagnética, etc.
Actualmente, los sistemas de calentamiento prácticos incluyen una máquina de temperatura de aceite para transferencia de calor de aceite a alta temperatura, una máquina de temperatura de agua a alta presión para transferencia de calor de agua a alta temperatura y alta presión, una máquina de temperatura de molde de vapor para transferencia de calor con vapor, temperatura del molde de calentamiento eléctrico Máquina para transferencia de calor por tubo de calor eléctrico, así como sistema de calentamiento por inducción electromagnética y sistema de calentamiento por radiación infrarroja.
(l) Máquina de temperatura del aceite para transferencia de calor de aceite a alta temperatura
El molde está diseñado con canales uniformes de calentamiento o enfriamiento, logrados mediante un sistema de calentamiento de aceite. El sistema de calentamiento de aceite permite precalentar el molde así como enfriarlo durante el proceso de inyección, con una temperatura máxima de 350°C. Sin embargo, la baja conductividad térmica del aceite da como resultado una baja eficiencia y el petróleo y el gas generados pueden afectar la calidad del moldeado de alto brillo. A pesar de estos inconvenientes, la empresa utiliza habitualmente máquinas de temperatura de aceite y tiene una experiencia significativa en su uso.
(2) Máquina de temperatura de agua a alta presión para transferencia de calor de agua a alta temperatura y alta presión
El molde está diseñado con tubos bien equilibrados en el interior y se utilizan diferentes temperaturas de agua en diferentes etapas. Durante el calentamiento, se utiliza agua a alta temperatura y supercaliente, mientras que durante el enfriamiento, se utiliza agua de refrigeración a baja temperatura para ajustar la temperatura de la superficie del molde. El agua a presión puede elevar la temperatura rápidamente a 140-180 °C. El sistema GWS de Aode es la mejor opción para los fabricantes de sistemas de control de temperatura de agua a alta temperatura y alta presión porque permite el reciclaje de agua caliente, lo que genera bajos costos operativos. Actualmente es el sistema más utilizado en el mercado nacional y se considera la mejor alternativa al vapor.
(3) Máquina de temperatura del molde de vapor para transferencia de calor con vapor
El molde está diseñado con tuberías equilibradas para permitir la introducción de vapor durante el calentamiento y el cambio a agua a baja temperatura durante el enfriamiento. Este proceso ayuda a lograr una temperatura óptima en la superficie del molde. Sin embargo, el uso de sistemas de calentamiento de vapor a alta temperatura y alta presión puede generar altos costos operativos, ya que requiere la instalación de equipos de calderas y el tendido de tuberías. Además, debido a que el vapor no es reciclable en el proceso de producción, tiene un tiempo de calentamiento relativo más largo en comparación con el agua. Alcanzar una temperatura de la superficie del molde de 150°C requiere aproximadamente 300°C de vapor.
(4) Máquina de temperatura de moldes de calefacción eléctrica para transferencia de calor de tubos de calefacción eléctrica
Los elementos calefactores de resistencia, como placas, marcos y anillos calefactores eléctricos, utilizan tubos calefactores eléctricos, siendo el tubo calefactor eléctrico el más utilizado. Consiste en una carcasa de tubo de metal (normalmente acero inoxidable o cobre) con un alambre de aleación de calentamiento eléctrico en espiral (hecho de aleación de níquel-cromo o hierro-cromo) distribuido uniformemente a lo largo del eje central de la tubería. El vacío se llena y compacta con magnesia, que tiene buen aislamiento y conductividad térmica, y los dos extremos de la tubería se sellan con gel de sílice. Los elementos calefactores eléctricos se utilizan para calentar aire, sólidos y diversos líquidos.
Actualmente, el sistema de calefacción de calentadores eléctricos instalados directamente en moldes es costoso y es necesario pagar las patentes de diseño de moldes. Sin embargo, los tubos de calefacción eléctrica se calientan rápidamente y el rango de temperatura se puede controlar hasta 350°C. Con este sistema, la temperatura del molde se puede calentar a 300°C en 15 segundos y luego enfriar a 20°C en 15 segundos. Este sistema es adecuado para productos más pequeños, pero debido a la mayor temperatura del cable calefactor que se calienta directamente, la vida útil relativa del troquel se acorta.
(5) El sistema de calentamiento por inducción electromagnética de alta frecuencia aumenta la temperatura de la pieza de trabajo según el principio de inducción electromagnética.
El efecto piel provoca que se formen corrientes parásitas más fuertes en la superficie delmecanizado de piezas, mientras que son más débiles por dentro y se acercan a cero en el núcleo. Como resultado, este método solo puede calentar la superficie de la pieza de trabajo a una profundidad limitada, lo que hace que el área de calentamiento sea pequeña y la velocidad de calentamiento sea rápida, superando los 14 °C/s. Por ejemplo, un sistema desarrollado por la Universidad Chung Yuan en Taiwán ha logrado una tasa de temperatura de más de 20 °C/s. Una vez que se completa el calentamiento de la superficie, se puede combinar con un equipo de enfriamiento rápido a baja temperatura para lograr un calentamiento y enfriamiento rápidos de la superficie del molde, lo que permite un control variable de la temperatura del molde.
(6) Sistema de calentamiento por radiación infrarroja Los investigadores están desarrollando un método que utiliza radiación infrarroja para calentar la cavidad directamente.
La forma de transferencia de calor asociada con el infrarrojo es la transferencia de calor por radiación. Este método transmite energía a través de ondas electromagnéticas, no requiere un medio de transferencia de calor y posee cierta capacidad de penetración. Comparado con otros métodos, ofrece ventajas como ahorro de energía, seguridad, equipamiento sencillo y facilidad de promoción. Sin embargo, debido a la débil capacidad de absorción de la llama del metal brillante, la velocidad de calentamiento podría ser más rápida.
(7) Sistema de recepción de gas
La inyección de gas a alta temperatura en la cavidad del molde antes de la etapa de llenado puede aumentar de forma rápida y precisa la temperatura de la superficie del molde a aproximadamente 200°C. Esta área de alta temperatura cerca de la superficie del molde evita problemas de compatibilidad debido a diferencias severas de temperatura. Esta tecnología requiere modificaciones mínimas a los moldes existentes y tiene bajos costos de fabricación, pero exige altos requisitos de sellado.
Sin embargo, todavía existen algunos desafíos con el sistema de control de temperatura. Los métodos de calentamiento prácticos, como el calentamiento con vapor y agua a alta temperatura, son limitados, y el moldeo por inyección de alto brillo requiere un sistema de control de temperatura del molde separado que se utiliza junto con la máquina de moldeo por inyección. Además, los costes de equipamiento y funcionamiento son elevados. El objetivo es desarrollar e implementar una producción a gran escala económicamente viable de tecnología de control de temperatura variable del molde sin afectar el ciclo de moldeo. Se necesitan investigaciones y desarrollo futuros, particularmente en métodos prácticos y económicos de calentamiento rápido y en máquinas de moldeo por inyección integradas de alto brillo.
El moldeo por inyección de alto brillo es un método común utilizado por las empresas de moldeo por inyección, que produce productos brillantes. Al aumentar la temperatura de la interfaz del frente de flujo de fusión y el punto de contacto de la superficie del troquel, se pueden replicar fácilmente piezas complejas del molde. Combinando moldes de superficie de alto brillo con plásticos de ingeniería especiales, se pueden lograr productos de moldeo por inyección de alto brillo en un solo paso. Esteproceso de tornoTambién se conoce como moldeo por inyección de ciclo térmico rápido (RHCM) debido al calentamiento y enfriamiento rápidos, la temperatura variable del molde, la temperatura dinámica del molde y la tecnología de control de temperatura del molde frío y caliente alternante. También se lo conoce como moldeo por inyección sin pulverización, sin marcas de soldadura y sin rastro para eliminar la necesidad de posprocesamiento.
Los métodos de calentamiento incluyen vapor, electricidad, agua caliente, alta temperatura del aceite y tecnología de control de temperatura del molde de calentamiento por inducción. Las máquinas de control de temperatura de moldes están disponibles en varios tipos, como máquinas de vapor, sobrecalentadas, eléctricas, de agua, de aceite y de inducción electromagnética.
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Hora de publicación: 02-sep-2024