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Selección del sistema correcto de canal caliente

01/08/2004
Durante más de treinta años, los sistemas de canales calientes han ofrecido numerosas ventajas de producción a los transformadores. A lo largo de este período, los canales calientes han evolucionado significativamente. Se están procesando ahora muchos materiales distintos –desde resinas comunes como el polipropileno y el polietileno hasta resinas de ingeniería como policarbonato, nailones con relleno de fibra de vidrio y polisulfonas– gracias a los sistemas de canal caliente.
La elección del canal caliente apropiado para su aplicación sigue siendo el factor más crítico en la implantación de un sistema de canal caliente. Antes de tomar una decisión de compra, hay una serie de factores importantes que deben considerarse.

Calefactado interno frente a externo

Una de las principales líneas divisorias entre sistemas de canal caliente es cómo se calienta el fundido. En los sistemas de calefactado interno, la resistencia se coloca directamente en el canal de fundido y calienta el material desde dentro. En los sistemas de calefactado externo, en cambio, se calienta el material desde el exterior, disponiéndose de canales de flujo sin restricciones. El sistema de calefactado externo elimina los puntos muertos en la trayectoria de flujo y ofrece un mejor perfil de cizallamiento con respecto al diámetro del canal.

Sistema equilibrado

Al no ser más que una extensión de la boquilla de la máquina, la única función del sistema de canal caliente es la de entregar el material de forma uniforme a cada punto de inyección. El modo más eficiente de conseguir esto es con un distribuidor equilibrado (véase la Figura 1) que aporta longitudes de flujo y tamaños de canal iguales desde el punto de inyección hasta cada cavidad. Este diseño mecánicamente equilibrado asegura un relleno uniforme de las piezas y evita rebabas o inyectadas cortas.
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Los canales de fundido se encuentran a idéntica longitud y diámetro desde la boquilla de la máquina a cada punto de inyección, asegurando un flujo equilibrado.

Correcto dimensionado del canal

El correcto dimensionado del canal de fundido es esencial para un óptimo rendimiento del canal caliente. El dimensionado inadecuado puede provocar la degradación de plásticos, el rellenado desequilibrado o incompleto de las piezas, y un cambio de color lento. Cada aplicación debe ser sometida a una cuidadosa revisión para determinar el dimensionado óptimo del canal de fundido. Los siguientes factores deben ser considerados en el dimensionado del canal de fundido:
  • Caída de presión
  • Tiempo de permanencia
  • Subida de la temperatura
  • Tasa de cizallamiento
  • Frecuencia de los cambios de color

Para asegurar un rendimiento óptimo del sistema, es preciso formular varias preguntas sobre la pieza de plástico y las condiciones de procesamiento. No basta con considerar solamente el peso de la pieza. Además del peso de la pieza, se deberán considerar otros factores importantes para calcular el tamaño correcto del canal de fundido, como son el índice de fluidez, el tiempo de inyección, el tiempo del ciclo y la temperatura de fusión.

En el siguiente ejemplo se comparan dos piezas con pesos similares. Sin embargo, las aplicaciones son diferentes en cuanto a resinas, índices de fluidez, presión de inyección y requisitos de cambio de color.

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Componente de teléfono móvil
  • Material: PC
  • Índice de fluidez: 12
  • Peso de la pieza: 8,2 gramos
  • Presión de inyección requerida: 2.760 bar (40.000 psi)
  • ¿Cambio de color? No
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Tapón
  • Material: PP
  • Índice de fluidez: 10
  • Peso de la pieza: 8,1 gramos
  • Presión de inyección requerida: 1.035 bar (15.000 psi)
  • ¿Cambio de color? Sí
El análisis del canal de fundido revela que sería necesario un dimensionado diferente del canal de fundido para un rendimiento óptimo del canal caliente. La aplicación para tapones necesita diámetros de canal más pequeños para reducir el tiempo de cambio de color. La elevada caída de presión resultante no es un problema, ya que la pieza se llena con facilidad. Sin embargo, el componente del teléfono móvil no necesita canales tan pequeños para un rápido cambio de color, y la caída de presión tiene que ser menor porque la pieza de pared fina es difícil de rellenar.
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Componente de teléfono móvil
  • Distribuidor: ø 11 mm
  • Bastidores: ø 8 mm
  • Caída de presión: 14%
  • Tasa de cizallamiento mínima: 1.085 1/s
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Tapón
  • Distribuidor: ø 6 mm
  • Bastidores: ø 5 mm
  • Caída de presión: 23%
  • Tasa de cizallamiento mínima: 1.059 1/s

Tipo de punto de inyección

Una vez que se haya decidido el tipo de sistema, el siguiente reto consiste en seleccionar el tipo correcto de punto de inyección. Existen diversas opciones disponibles. Es preciso considerar el vestigio permisible del punto de inyección, la situación del punto de inyección y el tipo de material que se está procesando. Tanto si se trata de elastómeros amorfos, cristalinos o termoplásticos, todos los tipos de punto de inyección tienen limitaciones de cara a ciertos materiales. La comprensión del rango óptimo de materiales a utilizar para cada boquilla permite asegurar que se va a seleccionar la mejor solución.

Los tipos de puntos de inyección más utilizados son los de punta térmica y los de obturador (véase la Figura 2).

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Figura 2: Detalles de tipo de punto de inyección típicos para una boquilla de punta térmica (izquierda) y de obturador (derecha) con enfriamiento adecuado.

Flujo de material

Después de abordar los temas de punto de inyección y material, el siguiente ámbito que se debe considerar es el del flujo de material por punto de inyección.

La mayoría de los sistemas de canales calientes se ofrecen con distintos tamaños de alojamiento de boquilla, y cada uno tiene unos valores límite determinados de flujo.

Un punto de inyección demasiado pequeño restringirá el llenado y compactado, y puede también generar un cizallamiento excesivo, provocando una degradación.

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Servicio

Además de los aspectos técnicos que se deben tener en cuenta al elegir un sistema de canal caliente, también hay que considerar la capacidad del proveedor del sistema de canal caliente a la hora de dar soporte al moldista y al transformador, en cuanto a formación, información y servicio técnico posventa.
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Acerca de Husky

Husky Injection Molding Systems Ltd. es un proveedor mundial de equipos de moldeo por inyección y de servicios para la industria del plástico. Con una de las más amplias líneas de producto de la industria, los equipos de Husky son utilizados para la fabricación de una vasta gama de productos en los sectores del automóvil, técnico y del embalaje. Con sus más de 40 oficinas regionales para el servicio y la venta, la compañía respalda a sus clientes en más de 100 países. Los complejos industriales de fabricación de Husky se encuentran ubicados en Canadá, Estados Unidos, Luxemburgo y China.

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