Aquest article ha estat escrit originalment en castellà. L'hem traduït automàticament per a la vostra comoditat. Tot i que hem fet esforços raonables per a aconseguir una traducció precisa, cap traducció automática és perfecta ni tampoc pretén substituir-ne una d'humana. El text original de l'article en castellà podeu veure'l a Los bronces de aluminio y las aleaciones de cobre de alta conductividad térmica en los moldes de inyección de plástico

Permeten als tallers oferir motlles de major productivitat i menors costos al costat d'una millor qualitat

Els bronzes d'alumini i aliatges de coure d'alta conductivitat tèrmica en els motlles d'injecció de plàstic

Ampco Metall07/05/2008

Fins ara, els fabricants de motlles han estat reticents a emprar aliatges de coure d'alta conductivitat per als motlles, perquè el cost d'aquestes aliatges se suposa superior al dels acers per a eines convencionals. Un aliatge de coure d'alta conductivitat, en el context d'aquest article, és un material amb una base de coure que, mitjançant una combinació de tècniques d'aliatge i fabricació, manté l'alta conductivitat tèrmica del coure, però amb un grau de duresa que permet que sigui utilitzat en la fase de mecanitzat en un entorn de producció.

Vegem en primer lloc els beneficis d'un aliatge de coure d'alta conductivitat.

Ets són diverses raons per les quals es pot decidir emprar aliatges de coure en els motlles d'injecció de plàstic:

El temps de cicle pot reduir-se fins en un 20 per cent (alguns clients han indicat fins a un 80 per cent de reducció), el que significa aconseguir un ritme de refredament més ràpid, gràcies a l'alta conductivitat dels aliatges de coure.
La productivitat pot augmentar en, almenys, un 25 per cent, i alguns usuaris en la indústria de la producció de fars d'automòbils han indicat fins a un increment del 500 per cent, simplement pel fet que la reducció del temps de cicle vol dir que es poden fabricar més components per torn.
Es pot reduir molt la deformació de les peces, perquè amb un refredament millorat, els components modelats romanen a elevades temperatures durant menys temps, de manera que disminueixen el nombre i la gravetat dels "punts calents" en el motlle i la qualitat de la part millora de forma important.
Menys peces deformades significa una qualitat més constant, injecció després injecció.
Gràcies a la millor transferència tèrmica dels aliatges de coure d'alta conductivitat (normalment 10 vegades superior a la de l'acer), la calor es pot eliminar de les parts sensibles del motlle a una velocitat que permet reduir, o eliminar totalment, la necessitat de complexos canals de refrigeració en la immediata proximitat del component modelat.
Com el nombre de canals de refrigeració necessaris en l'eina és menor, el cost de mecanitzat dels motlles es pot reduir dràsticament: fins a quatre vegades menys que el cost d'un motlle d'acer amb una velocitat de refrigeració comparable.

Aplicacions

A continuació es donen unes quantes aplicacions en les quals triar aliatges de coure d'alta conductivitat és una bona opció:

Motlles per injecció de plàstic, ànimes i cavitats, nuclis d'agulla i plaques de refredament
Matrius per a l'extrusió de formes i perfils complexos de plàstic. En aquest cas l'ús d'aliatges de coure d'alta conductivitat representa una millora en la productivitat gràcies a la seva transferència tèrmica i la seva estabilitat dimensional.
Motlles de bufat per a la producció d'ampolles. Els inserts d'aliatges de coure d'alta conductivitat en el motlle, sobretot a la base de l'ampolla i al coll, donaran com a resultat una molt bona productivitat i una gran qualitat del component.
Broquets d'injecció. Quan s'empren aliatges de coure d'alta conductivitat, s'aconsegueix mantenir una temperatura constant que permetrà simplificar el sistema de control general, gràcies al reduït temps de transferència de calor i la reducció dels costos d'energia.

Exemples de productes específics

Producció de cubs de plàstic: Els fabricants de cubs de plàstic fan servir motlles que contenen aliatges de coure d'alta conductivitat i, depenent del nivell desitjat de resultats, alguns empren aliatges de coure berilio per les ànimes i les cavitats. No obstant això, quan els aliatges que contenen beril no es poden emprar, el material escollit és un aliatge alternativa lliure de berilio.
Producció de taps de plàstic: Els taps de plàstic de les ampolles d'aigua mineral es produeixen amb un èxit considerable emprant ànimes i cavitats d'aliatges de coure d'alta conductivitat. De vegades s'empra un aliatge CuCoBe al 0,5 per cent, depenent del polímer que s'estigui modelant, amb un revestiment d'electroless níquel. De nou, la reticència a emprar aliatges de berilio ha portat a desenvolupar alternatives sense berilio d'alta eficàcia.
Producció relacionada amb la indústria de l'automòbil: La indústria de l'automòbil ha introduït els inserts de bronze d'alumini en els seus motlles d'acer en la producció de para-xocs, i alguns empren ànimes completament d'aliatges de coure d'alta conductivitat per produir els seus para-xocs. Els taulers de control dels automòbils també es produeixen amb motlles que contenen inserts de bronze d'alumini, que augmenta en tres la conductivitat de la calor comparat amb l'acer.

Conclusió

Perquè els fabricants de motlles d'avui dia puguin competir amb les àrees de baix cost del món on hi ha un baix cost de fabricació, és important considerar l'ús d'aliatges de coure d'alta conductivitat en la fabricació de motlles d'injecció de plàstic. Els aliatges de coure d'alta conductivitat permetran als tallers oferir motlles de major productivitat i menors costos al costat d'una millor qualitat.

Es pot reduir molt la deformació de les peces, perquè amb un refredament millorat, els components modelats romanen a elevades temperatures durant menys temps, de manera que disminueixen el nombre i la gravetat dels "punts calents" en el motlle i la qualitat de la part millora de forma important

Els avantatges específiques dels aliatges de coure d'alta conductivitat inclouen:

Difusió tèrmica

Els aliatges de coure d'alta conductivitat absorbeixen l'ona de calor en un motlle quan s'injecta la part plàstica. L'absorció inicial de l'ona de calor és un factor crucial. L'eliminació de la calor des de la base del motlle amb el sistema de refrigeració deixa temps de sobres per fer-ho. És aquí on els aliatges de coure d'alta conductivitat mostren la seva vàlua, absorbint l'ona de calor inicial, injecció després injecció.

Polit

L'excel lent capacitat de polit dels aliatges de coure d'alta conductivitat ha estat demostrada en la manufactura d'embolcalls per a lents de contacte, que requereix un paquet transparent perquè la qualitat de la lent pugui comprovar a través de l'embolcall. Una qualitat d'embolcall semblant s'aconsegueix amb inserts d'aliatges de coure d'alta conductivitat finament polits. S'ha demostrat que el temps de polit d'aquests inserts és quatre vegades menor que la dels inserts d'acer, i el temps de cicle es redueix en un 57 per cent.

Revestiments

Per augmentar la resistència al desgast, els aliatges de coure d'alta conductivitat es poden revestir fàcilment amb electroless níquel, crom dur o fins i tot amb recobriments PVD (deposició física de vapor) i CVD (deposició química de vapor)

L'electroless níquel fa que el revestiment penetri en tots i cada un dels buits amb un gruix constant, cosa que no passa en un procés galvànic, com el laminat amb crom dur. Es pot aconseguir una duresa d'entre 60 i 70 HRC.

Perquè la peça plàstica es retiri amb més facilitat del motlle, l'electroless níquel es pot combinar amb Teflon (PTFE) o nitrat de bor. Aquestes parts de motlle, així recobertes, tenen una superfície que, al tacte, sembla coberta de sabó, de manera que les parts modelades no s'enganxen al motlle i aquest es pot retirar amb facilitat.