Resfriamento conformado:aumentando a qualidade das peças e reduzindo os tempos de ciclo de moldagem por injeção

Publicado em 23 de março de 2023

Um desafio comum ao projetar peças para moldagem por injeção é levar em consideração as taxas de resfriamento para áreas distintas no projeto de uma peça. Para que o molde ejete a peça corretamente, é claro que ela deve ser resfriada. No entanto, com peças de grande volume ou geometricamente complexas, certas áreas da peça podem arrefecer a taxas diferentes, resultando em tempos de ciclo mais longos e no potencial de empenamento. Para evitar esses problemas e aumentar a produtividade do molde, as peças podem ser projetadas com canais de resfriamento conformados integrados que permitirão que a água acesse as áreas mais profundas da peça, proporcionando um resfriamento mais uniforme, reduzindo o tempo de ciclo e a ocorrência de defeitos. Essas abordagens já existem há algum tempo, mas os avanços na impressão 3D de metal permitiram novas geometrias de resfriamento conforme e soluções resultantes para fabricantes de ferramentas. 
Fig 1:Canais de resfriamento conformados incorporados em projetos de ferramentas de moldes de injeção.

Risco reduzido de empenamento de peças

Durante o processo de moldagem, uma peça esfria da superfície externa até o núcleo interno do plástico, idealmente na mesma proporção para todas as áreas da peça quando ela é projetada com espessura de parede consistente. Na moldagem por injeção de peças simples e uniformes, o resfriamento convencional normalmente não representa nenhum desafio, pois todas as áreas da peça geralmente esfriam a uma taxa semelhante.

No entanto, se o projeto de uma peça for geometricamente complexo, a peça poderá não resfriar de maneira uniforme em todas as áreas, resultando em possíveis empenamentos ou ciclos de resfriamento mais longos para garantir peças solidificadas antes da ejeção. A verdade é que no mundo atual, com geometrias de peças cada vez mais complexas, é difícil atingir taxas de resfriamento perfeitamente uniformes. No caso de execuções de baixo volume, as ineficiências de ter ciclos de resfriamento um pouco mais longos podem ser insignificantes e toleráveis ​​para os moldadores. No entanto, no caso de execuções de grandes volumes, estas eficiências podem ser oportunidades para melhorar a produtividade ou reduzir o desperdício. A eficiência resultante do resfriamento conformal depende de muitos fatores, desde o projeto dos canais de resfriamento, o projeto da peça, o projeto do molde e até mesmo a receita de moldagem. Quando feitas corretamente, as soluções de resfriamento conformal podem melhorar o rendimento das ferramentas em 50% ou mais. 

Resfriamento Convencional

2:Observe o alto gradiente térmico e os pontos quentes proeminentes em vermelho.Fig. 3:Nas áreas com pontos quentes, ocorre um alto grau de empenamento, provavelmente resultando em um produto defeituoso.

Resfriamento conformado

A inclusão de canais de resfriamento conformados nas ferramentas do molde ajudará a resolver pontos quentes que resultam em empenamento, resultando em peças de melhor qualidade com menos desperdício de material e menos defeitos. 
Fig 4:Com canais de resfriamento conformados projetados no núcleo do molde de injeção (L) e na cavidade (R), o ar consegue acessar as áreas internas do molde, resfriando a peça/produto de maneira uniforme.Fig. 5:Observe a distribuição uniforme de temperatura e o baixo gradiente térmico.Fig. 6:Devido ao resfriamento uniforme, a peça/produto resultante atinge um grau mínimo de deformação.

Tempos de ciclo mais rápidos

Além de obter um resultado final de melhor qualidade com menor risco de defeitos, os canais de resfriamento conformados geralmente significativamente diminuir os tempos de ciclo do molde. No exemplo abaixo, o resfriamento conformal foi usado para reduzir o tempo de ciclo desse componente plástico de alto volume em quase 40%, aumentando a produtividade do molde em quase 50%.
Fig. 7:Observe os canais de resfriamento conformais (várias cores) que foram integrados nas ferramentas para esta peça de alto volume.Fig. 8:O resfriamento conforme resultou em uma redução de 40% no tempo de ciclo da peça representada.

O resfriamento conformal é adequado para suas necessidades?

A inclusão de canais de resfriamento conformados em ferramentas de moldes de injeção é popular em todos os setores e tipos de produtos, especialmente nos setores de ciências biológicas e de produtos de consumo, onde peças com geometrias complexas ou grandes volumes de moldes são comuns. Se você planeja produzir um grande volume de peças por meio de moldagem por injeção e está preocupado com o empenamento, projetar suas ferramentas de molde de injeção com resfriamento conformal pode ser a solução certa para ajudar nos tempos de ciclo e reduzir os custos das peças. Para garantir que os canais sejam projetados adequadamente para a geometria e aplicação específica da sua peça, é fundamental trabalhar com um projetista de ferramentas experiente que tenha conhecimento sobre como integrar essas novas abordagens em ferramentas de alta precisão.

Na SyBridge, nossos engenheiros são especialistas em processos de moldagem por injeção e design de ferramentas e trabalharam com empresas de diversos setores para ajudá-las a alcançar resultados incríveis quando se trata de melhorar a produtividade do molde, reduzir defeitos e produzir peças de alto desempenho. Quer você já tenha um projeto de molde que acredita que se beneficiaria com a adição de canais de resfriamento conformados ou esteja trabalhando no projeto de uma nova peça ou produto, nossa equipe está aqui para ajudar.

Entre em contato conosco para falar com um especialista em design de ferramentas para moldes de injeção e descubra se o resfriamento conformal é adequado para suas necessidades de ferramentas para moldes de injeção.