Projeto de resfriamento de molde de injeção de caixa de plástico

Na moldagem por injeção de termoplásticos, a qualidade da peça e o tempo de ciclo dependem fortemente do estágio de resfriamento. neste caso estudamos alguns dispositivos de resfriamento alternativos para o projeto de resfriamento de moldes de injeção para núcleo, o resultado esperado é uma melhoria na qualidade da peça em termos de encolhimento e empenamento.

Defletores

Um defletor é na verdade um canal de resfriamento perfurado perpendicularmente a uma linha de resfriamento principal, com uma lâmina que separa uma passagem de resfriamento em dois canais semicirculares. O refrigerante flui em um lado da lâmina vindo da linha de resfriamento principal, gira em torno da ponta para o outro lado do defletor e depois flui de volta para a linha de resfriamento principal.

Este método fornece seções transversais máximas para o refrigerante, mas é difícil montar o divisor exatamente no centro. O efeito de resfriamento e com ele a distribuição de temperatura em um lado do núcleo pode diferir daquele do outro lado. Esta desvantagem de uma solução de outro modo económica, no que diz respeito ao fabrico, pode ser eliminada se a folha metálica que forma o deflector for torcida. Por exemplo, o defletor helicoidal, conforme mostrado acima, transporta o refrigerante para a ponta e de volta na forma de uma hélice. É útil para diâmetros de 12 a 50 mm e proporciona uma distribuição de temperatura muito homogênea. Outro desenvolvimento lógico dos defletores são os núcleos espirais de lance único ou duplo, conforme mostrado acima.

Borbulhadores

Um borbulhador é semelhante a um defletor, exceto que a lâmina é substituída por um pequeno tubo. O refrigerante flui para a parte inferior do tubo e “borbulha” na parte superior, assim como uma fonte. O refrigerante então flui pela parte externa do tubo para continuar seu fluxo através dos canais de resfriamento.

O resfriamento mais eficaz de núcleos delgados é obtido com borbulhadores. O diâmetro de ambos deve ser ajustado de forma que a resistência ao fluxo em ambas as seções transversais seja igual. A condição para isso é:

Diâmetro interno / Diâmetro externo = 0,707

Os borbulhadores estão disponíveis comercialmente e geralmente são parafusados ​​no núcleo, conforme mostrado acima. Até um diâmetro de 4 mm, a tubulação deve ser chanfrada na extremidade para ampliar a seção transversal da saída; esta técnica é ilustrada na Figura 3. Os borbulhadores podem ser usados ​​não apenas para resfriamento do núcleo, mas também para resfriamento de seções planas do molde, que não podem ser equipadas com canais perfurados ou fresados.

NOTA: Como os defletores e os borbulhadores têm áreas de fluxo estreitas, a resistência ao fluxo aumenta. Portanto, deve-se ter cuidado ao projetar o tamanho desses dispositivos. O comportamento do fluxo e da transferência de calor para defletores e borbulhadores pode ser facilmente modelado e analisado pela análise da Upmold Cooling.

Pinos térmicos

Um pino térmico é uma alternativa aos defletores e borbulhadores. É um cilindro selado cheio de fluido. O fluido vaporiza à medida que retira calor do aço ferramenta e condensa à medida que libera o calor para o refrigerante, conforme mostrado acima. A eficiência de transferência de calor de um pino térmico é quase dez vezes maior que a de um tubo de cobre. Para uma boa condução de calor, evite um espaço de ar entre o pino térmico e o molde ou preencha-o com um selante altamente condutor.

Resfriamento para núcleos delgados

Se o diâmetro ou largura for muito pequeno (menos de 3 mm), apenas o resfriamento a ar é viável. O ar é soprado de fora para os núcleos durante a abertura do molde ou flui através de um orifício central de dentro, como mostrado acima. Este procedimento, é claro, não permite manter uma temperatura exata do molde.

Um melhor resfriamento de núcleos delgados (aqueles que medem menos de 5 mm) é obtido usando insertos feitos de materiais com alta condutividade térmica, como cobre ou cobre-berílio. Esta técnica é ilustrada acima. Tais inserções são encaixadas por pressão no núcleo e prolongam-se com a sua base, que tem uma secção transversal tão grande quanto possível, para um canal de arrefecimento.

Resfriamento para núcleos grandes

Para diâmetros de núcleo grandes (40 mm e maiores), deve ser garantido um transporte positivo do líquido refrigerante. Isto pode ser feito com insertos nos quais o refrigerante atinge a ponta do núcleo através de um furo central e é conduzido através de uma espiral até sua circunferência, e entre um núcleo e o inserto helicoidalmente até a saída, conforme mostrado acima. Este design enfraquece significativamente o núcleo.

Resfriamento para núcleos de cilindro

O resfriamento dos núcleos dos cilindros e demais peças redondas deve ser feito em dupla hélice, conforme mostrado acima. O refrigerante flui para a ponta do núcleo em uma hélice e retorna em outra hélice. Por razões de projeto, a espessura da parede do núcleo deve ser de pelo menos 3 mm neste caso.