¿En qué consiste el diseño de canales y entradas para moldes de inyección?

El diseño del canal y de la compuerta es fundamental para el moldeo por inyección, ya que influye en la forma en que el plástico fundido fluye hacia las cavidades del molde, lo que repercute en la calidad del producto y en la eficacia de la producción.

Comprender el diseño de canales y entradas es esencial para optimizar el proceso de moldeo por inyección. Descubra cómo los diseños adaptados a cada aplicación pueden mejorar la eficiencia y la calidad del producto en sus operaciones de fabricación.

¿Cuáles son los componentes de un sistema de bebederos?

Los sistemas de bebederos son cruciales en el proceso de moldeo por inyección, ya que facilitan la transferencia eficaz del plástico fundido a las cavidades del molde.

Un sistema de canales¹, también denominado sistema de colada, es el conducto necesario para que el plástico fundido viaje desde la boquilla de la máquina de moldeo por inyección hasta la cavidad del molde. Consta de un canal principal, un distribuidor y una entrada.

Corredor principal

También conocido como canal principal, canal de inyección o canal vertical, es el canal que parte de la parte de la boquilla eyectora que entra en contacto con el casquillo del canal principal del molde, y termina en el colector. Esta parte es la primera por la que fluye el plástico fundido después de entrar en el molde.

Corredor Separado

También se conoce como canal dividido o secundario. Dependiendo del diseño del molde, puede dividirse a su vez en un primer canal y un segundo canal. El colector es la zona de transición entre el canal principal y el bebedero, que permite una transición suave del flujo de plástico fundido; en el caso de los moldes con varias cavidades, también cumple la función de distribuir el plástico uniformemente por las distintas cavidades.

Puerta

También conocido como bebedero, es la abertura estrecha entre el canal y la cavidad del molde, y es también la parte más corta y delgada. Su función es acelerar el plástico apretando la superficie de flujo. El alto índice de cizallamiento puede hacer que el plástico fluya bien (debido a la propiedad de adelgazamiento por cizallamiento del plástico); el efecto de calentamiento del calentamiento viscoso también tiene el efecto de aumentar la temperatura del material y reducir la viscosidad.

Tras el moldeo, la compuerta es la primera en curarse y sellarse, lo que impide que el plástico vuelva a fluir y que la presión en la cavidad del molde disminuya demasiado rápido, lo que provoca la contracción del producto moldeado. Después del moldeo, es fácil de cortar para separar el sistema de canal y la pieza moldeada.

Pozos de alimentación en frío

También llamado pozo de material frío. Se utiliza para almacenar y reponer el frente de ola de plástico frío al principio del llenado, evitando que el material frío vaya directamente a la cavidad del molde y afecte a la calidad del llenado o bloquee la compuerta. Los pozos de desechos fríos suelen colocarse al final del canal principal, pero cuando el canal es largo, los pozos de desechos fríos también deben colocarse al final.

¿Cuáles son los principios básicos del diseño de sistemas de bebederos?

El diseño del sistema de bebederos es un aspecto fundamental del moldeo por inyección, que afecta a la eficacia y la calidad de los procesos de fabricación.

El diseño del sistema de colada optimiza las trayectorias de flujo para distribuir el material con suavidad, minimizar los residuos y acortar los ciclos. Entre los aspectos clave se encuentran el tamaño, el ángulo y el material del bebedero, a fin de mejorar el rendimiento del molde y la integridad del producto.

Principios de diseño de compuertas

Elija la ubicación de la entrada² en una superficie o característica no crítica de la pieza para reducir al mínimo las marcas y los defectos visibles. Mantenga la forma de la entrada tan sencilla como sea posible para facilitar el flujo del plástico durante el moldeo por inyección y evitar defectos como burbujas e inyecciones incompletas. Dimensione la entrada según las necesidades de la pieza.

Si la entrada es demasiado grande, el tiempo de inyección será excesivo; si es demasiado pequeña, la presión será demasiado alta. La unión entre la entrada y el producto debe ser lo más suave posible para reducir las marcas y las pérdidas al retirarla. Conviene utilizar el menor número posible de entradas, ya que varias entradas pueden desequilibrar el moldeo por inyección³ y generar diferencias dimensionales entre productos.

Coloque la compuerta en la parte más gruesa de la pieza moldeada. De este modo, la masa fundida llenará primero la parte gruesa, lo que mejorará el llenado y el mantenimiento de la presión. Cuando diseñe la compuerta, piense en la ventilación dentro del molde para que no se produzcan burbujas de aire o acumulación de viento. No coloque la compuerta en el punto débil o en la posición incrustada de la pieza moldeada. Eso concentrará las tensiones y causará defectos en la pieza moldeada.

Principios del diseño de corredores

La forma del canal debe ser sencilla, con pocos giros o esquinas afiladas, para minimizar la resistencia al flujo y los defectos causados por un flujo irregular del plástico. La longitud del canal debe ser lo más corta posible para reducir el ciclo de inyección y el tiempo de condensación del plástico.

La sección transversal del canal debe reducirse gradualmente para garantizar que el plástico fluya uniformemente por el canal y evitar las burbujas de aire. Las juntas entre los canales y las cavidades del molde deben ser lo más lisas posible para evitar el impacto y la extrusión cuando fluye el plástico, a fin de reducir las huellas y los defectos en el producto.

• **Disposición de las cavidades:** adopte una configuración equilibrada y simétrica respecto a la entrada para evitar cargas desiguales en el molde y el desbordamiento del plástico fundido. La disposición de las cavidades⁴ debe ser lo más compacta posible para reducir el tamaño del molde y guiar el material de modo que llene y ventile bien la cavidad. El canal debe tener una sección suficiente y un recorrido corto para minimizar la pérdida de calor y la caída de presión; además, debe garantizarse una rugosidad superficial adecuada durante su mecanizado. El uso de varias entradas puede reducir la caída de presión y la presión de inyección, aunque también puede producir líneas de soldadura.

• Equilibrio de los canales⁵: al llenar varias cavidades de un mismo molde, los canales deben equilibrarse para que el plástico fundido llegue a todas ellas al mismo tiempo en la medida de lo posible. Así se garantiza una calidad uniforme en cada cavidad. Los distribuidores pueden disponerse con un equilibrio natural; cuando esto no sea posible, debe aplicarse un equilibrado artificial de los canales.

• Residuos: siempre que el flujo y la pérdida de presión lo permitan, se puede reducir el volumen o el área transversal del canal para ahorrar material, disminuir los residuos y reducir los costes de reciclaje. La sección del canal debe variar de forma gradual, no brusca, para adaptarse a las características de flujo del material. Aumentar la productividad y acortar los ciclos de moldeo mejora la eficiencia económica de los transformadores de plásticos.

• **Ventilación⁶:** si se guía correctamente el plástico durante el llenado, el aire de la cavidad puede salir sin dificultad y se evita el quemado por aire atrapado. Es necesario prevenir inyecciones incompletas, rebabas, marcas de flujo y tensiones residuales porque perjudican la calidad de los productos moldeados. También debe evitarse el alabeo, que afecta al aspecto de las piezas de plástico.

Consideración de la disposición de la cavidad del molde

Procure que la disposición sea lo más equilibrada posible y que la cavidad del molde⁷ y la abertura de la entrada sean simétricas, para evitar desbordamientos causados por tensiones y cargas desiguales en el molde. Asimismo, compacte al máximo la disposición de las cavidades para reducir el tamaño del molde.

Consideración de la Guía de Flujo

Guíe suavemente el plástico fundido para llenar las cavidades del molde sin causar remolinos y suavizar el escape;Trate de evitar que el plástico fundido empuje demasiado el núcleo de menor diámetro y los insertos metálicos para evitar que el núcleo se mueva o se deforme.

Consideración de la pérdida de calor y la caída de presión

Cuanto menor sea la pérdida de calor y la caída de presión, mejor. El caudal debe ser corto. La sección transversal del canal debe ser suficientemente grande.

Evitar las curvas cerradas y los cambios bruscos de dirección del flujo (cambiar de dirección con un ángulo curvo); la rugosidad de la superficie del canal debe ser baja; el vertido con varias compuertas puede reducir la caída de presión y la presión de inyección necesaria, pero habrá problemas con la línea de soldadura.

Consideración del equilibrio de flujos

Al llenar varias cavidades de un mismo molde, es necesario equilibrar el canal de flujo⁸. Procure que el plástico llene todas las cavidades al mismo tiempo para garantizar una calidad uniforme. Adopte una disposición de equilibrio natural para el distribuidor y, cuando no sea posible, utilice un método de equilibrado artificial del canal.

Consideración del material de desecho

Para que el llenado sea fluido y no provoque pérdidas de caudal o presión, reduzca al mínimo el tamaño del canal, ya sea su longitud o su sección transversal. Esto permite minimizar los residuos del canal⁹ y su coste de reciclaje.

Consideraciones sobre el material en frío

Diseñe pozos de material frío¹⁰ y rebosaderos adecuados en el sistema de canales para recoger el frente frío de plástico al inicio del llenado e impedir que entre directamente en la cavidad y perjudique la calidad del llenado.

Consideración de la ventilación

El plástico debe ser guiado suavemente para llenar la cavidad del molde, y el aire dentro de la cavidad debe poder escapar suavemente, para evitar el problema de quemado de la encapsulación.

Consideración de la calidad del producto moldeado

No utilice disparos cortos, destellos, marcas de hundimiento, líneas de soldadura, marcas de flujo, chorros, tensiones residuales, alabeo, desplazamiento del molde, etc. Cuando el sistema de paso de flujo es largo o de inyección multipunto, es necesario evitar el alabeo y la deformación del producto causados por el desequilibrio del flujo, el mantenimiento insuficiente de la presión o la contracción desigual. El producto tiene buena apariencia, fácil de quitar y recortar la compuerta, y la marca de la compuerta no afecta a la apariencia y aplicación de la pieza moldeada.

Consideración de la eficiencia de la producción

Minimice el procesamiento posterior necesario para acortar el ciclo de moldeo y mejorar la productividad.

Consideración del punto de eyección

Asegúrese de elegir la posición correcta del eyector para evitar cualquier deformación de las piezas moldeadas.

Consideración de los plásticos que se van a utilizar

No utilice canales demasiado largos o demasiado pequeños para plásticos de alta viscosidad o L/t corta.

¿Cómo diseñar la compuerta del molde de inyección es razonable?

El diseño de una compuerta de molde de inyección razonable mejora la calidad del producto y la eficacia de la producción, aspectos cruciales para el éxito de los procesos de fabricación en diversas industrias.

Selección de la ubicación de la puerta

Coloque la compuerta en la parte más gruesa de la pieza. La inyección desde la parte más gruesa proporciona un mejor llenado y retención de la presión. Si no se consigue una buena retención de la presión, las zonas más delgadas se congelarán antes que las más gruesas. No coloque la compuerta en un cambio brusco de grosor porque obtendrá histéresis o disparos cortos.

Si es posible, vierta desde el centro del producto. Colocar la compuerta en el centro del producto le proporciona longitudes de flujo iguales, lo que afecta a la presión de disparo que necesita, y la alimentación central hace que la presión de retención sea uniforme en todas las direcciones y evita la contracción desigual del volumen.

Cuando el plástico entra en el canal, primero se enfría y se solidifica cerca de la superficie del molde. Cuando el plástico vuelve a fluir hacia delante, sólo lo hace la capa de plástico solidificado. Y como el plástico es un mal conductor del calor, el plástico sólido forma una capa adiabática y mantiene la capa fluyendo.

Por lo tanto, lo ideal es que la compuerta se sitúe en la capa del canal transversal para obtener el mejor efecto de flujo plástico. Este suele ser el caso de las guías transversales redondas y hexagonales. Sin embargo, las guías transversales trapezoidales no pueden hacer esto porque la compuerta no puede estar en el centro de la guía.

Elija en lo posible la ubicación de la entrada¹¹ sobre la superficie de partición, para poder limpiarla fácilmente durante el mecanizado y el uso del molde. La distancia entre la entrada y cada zona de la cavidad debe ser lo más corta y uniforme posible; su ubicación debe garantizar que el plástico fluya hacia la cavidad,

La ubicación de la compuerta debe ser tal que el plástico no fluya hacia la cavidad cuando la pared de la cavidad, el núcleo o el inserto, de modo que el plástico pueda fluir hacia las partes de la cavidad lo antes posible.

Y evitar la deformación del núcleo o inserto; la ubicación de la compuerta debe tratar de evitar que los productos produzcan marcas de fusión, o hacer que sus marcas de fusión se produzcan en las partes sin importancia del producto; la ubicación de la compuerta debe estar ubicada en la parte más fácil de remover las partes de la boca del sistema, y al mismo tiempo en la medida de lo posible no afectar la apariencia del producto; la ubicación de la compuerta debe ser prevenida de generar la compuerta en la inyección en el proceso de llenado para producir flujo serpenteante.

Tamaño de la sección transversal de la puerta

En general, el tamaño de la puerta debe ser pequeño, no grande. Primero, fije un tamaño más pequeño. Luego, ajuste el tamaño de acuerdo con la condición de llenado de las cavidades en el molde de prueba. Especialmente en el caso de un molde de múltiples cavidades, el tamaño ajustado de la compuerta puede lograr la uniformidad de la alimentación de pegamento en las cavidades al mismo tiempo. Al mismo tiempo, la compuerta pequeña puede aumentar la velocidad de fusión. Aumentar la temperatura de fusión es bueno para el llenado, y las compuertas pequeñas también son buenas para el desmoldeo.

Pero para los productos que son muy gruesos, si la compuerta es demasiado pequeña, la compuerta se curará prematuramente, lo que provocará defectos en el producto debido a una reposición insuficiente. Por lo tanto, el tamaño específico de la compuerta debe determinarse en función de la forma específica de la misma.

Forma de la puerta

• Entrada directa: es el tipo de entrada más sencillo y su dimensionamiento corresponde al diseño del bebedero principal vertical. Sus principales ventajas son el llenado fácil, la baja pérdida de presión y la alta velocidad de llenado. Como inconvenientes, genera con facilidad grandes tensiones en la entrada que pueden deformar el producto; además, la entrada es grande, difícil de retirar y afecta al aspecto del producto. Se utiliza sobre todo para productos grandes, profundos y de forma cilíndrica.

• Entrada lateral: también llamada entrada común, presenta una forma sencilla, se mecaniza con facilidad y permite reparar fácilmente la entrada. Puede utilizarse en productos de diversas formas, pero no se recomienda para material PC, piezas transparentes ni productos cilíndricos largos y delgados.

• Entrada en abanico: también llamada entrada de cola de pez, se abre en forma de abanico desde el canal hasta la cavidad. Reduce las tensiones internas de la pieza durante la inyección y se emplea principalmente en piezas planas y piezas poco profundas con forma de carcasa o caja.

• Entrada laminar: resulta especialmente adecuada para productos planos de gran tamaño, ya que reduce la probabilidad de deformaciones, marcas de flujo y burbujas. Su desventaja es que resulta difícil de cortar y retirar.

¿Cómo calcular el diseño de la colada del molde de inyección?

Calcular el diseño del canal en los moldes de inyección implica optimizar las vías de flujo para garantizar un llenado equilibrado y eficaz, reduciendo los defectos y los tiempos de ciclo en la producción.

El diseño de canales en el moldeo por inyección garantiza un flujo uniforme del plástico y reduce los residuos y los defectos. Las etapas clave consisten en dimensionarlos según la geometría de la pieza, optimizar su disposición para lograr un llenado equilibrado y tener en cuenta las propiedades del material, mejorando así la eficiencia y la calidad.

Número de cavidades

Cuando configuramos el canal de un molde de plástico, tenemos que tener en cuenta el número de cavidades. El número de cavidades depende de la calidad de las materias primas, las características de la estructura geométrica de las piezas de plástico, los requisitos de precisión dimensional, el tamaño del lote, la dificultad de mantenimiento y reparación, y la procesabilidad de la fabricación del molde, etc. Calculamos el número de cavidades teniendo en cuenta varios factores. La fórmula para calcular el número de cavidades es la siguiente: Número de cavidades = L x k x tc/tm.

L el número de productos por lote; tm el tiempo de producción unitario necesario; tc un ciclo de producción del molde; K el factor de eliminación.

• **Volumen de inyección:**La cavidad puede llenarse o no con el volumen máximo de la máquina. Al diseñarla debe considerarse dicho intervalo. El volumen máximo de la máquina debe superar el de la pieza y satisfacer sus requisitos. La fórmula habitual es: NM1 + M2 =

M es el volumen máximo de inyección de la máquina de inyección. M1 es la masa o el volumen de la pieza de plástico grande. M2 es la masa plástica del sistema de colada que necesita.

• **Capacidad de plastificación:**El número de cavidades viene determinado por la capacidad de plastificación de la máquina de inyección. La fórmula para calcular el número de cavidades a partir de la capacidad de plastificación de la máquina de inyección es: P/(X×W).

P capacidad de plastificación de la máquina de inyección; X número de inyecciones por minuto; W peso de la pieza de plástico.

Disposición de las cavidades

Una vez que sepas cuántas cavidades necesitas, tienes que mirar la disposición de las cavidades. Tienes que pensar en dónde está cada cavidad en relación con el canal principal. Hay que asegurarse de que la distancia entre el canal principal y cada cavidad es corta para que no haya mucha caída de presión. Hay que asegurarse de que la temperatura de la masa fundida que entra en cada cavidad sea la misma para que la tensión interna de la pieza moldeada sea la misma.

Si puedes, haz que la distancia entre los agujeros sea lo mayor posible para que sea fácil conectar la barra superior al canal de agua.

Vástago y vía de agua de refrigeración. Cavidades en la inyección de la fuerza de reacción debe actuar en el centro de la plantilla, de modo que pueda corresponder al centro del barril, para garantizar el equilibrio de la tensión. La disposición de las cavidades en el molde se puede dividir en equilibrada y no equilibrada de acuerdo con el equilibrio, en la selección de cavidades en moldes de plástico tratar de adoptar la disposición equilibrada.

Cálculo del tamaño de la pista

La longitud y el diámetro del canal afectan a la resistencia al flujo del material fundido. Cuanto mayor sea la resistencia al flujo, mayor será la caída de presión necesaria para llenar la cavidad. Aumentar el diámetro del canal reducirá la resistencia al flujo, pero también aumentará la cantidad de materia prima y ralentizará la velocidad de enfriamiento. Por lo tanto, al diseñar el tamaño del canal, es necesario utilizar el análisis de flujo del molde para ajustar el diámetro del canal de forma razonable. La fórmula inicial estimada para el diámetro del canal es:

D=W1/2×L1/4/3,7 D es el diámetro del canal (mm); W es el peso de la pieza moldeada (g); L es la longitud del canal (mm).

Selección de la sección transversal de la guía

Existen varios tipos de secciones transversales de canal que se utilizan habitualmente en el moldeo por inyección. Se trata de la sección trapezoidal modificada, la sección circular, la sección trapezoidal, la sección semicircular y la sección rectangular. Al diseñar la sección transversal del canal, es importante minimizar la caída de presión en el canal. Para ello, la sección transversal del canal debe ser lo más grande posible.

Para reducir la pérdida de calor, hay que reducir la sección transversal del canal. La eficiencia del canal es la relación entre el área de la sección transversal del canal y el perímetro de la sección transversal del canal. Un rodete circular tiene el mayor rendimiento y la menor caída de presión y pérdida de calor. Sin embargo, es necesario mecanizar las placas de molde móviles y fijas del canal circular, lo que resulta caro. Por tanto, es necesario alinear los canales de molde móvil y fijo y mejorar la precisión de mecanizado al cerrar el molde.

Conclusión

Este artículo trata principalmente sobre los criterios de diseño de los canales y las entradas de los moldes de inyección¹². Presenta los componentes del sistema de canales —canal principal, distribuidor, entrada y pozo de material frío— y analiza los factores que influyen en la ubicación, la forma y el tamaño de la entrada, así como en el diseño de los canales.

Al diseñar un molde hay que tener en cuenta el aspecto del producto, el llenado, el equilibrio de los canales, el control de los residuos y las caídas de presión. Todos estos factores afectan a la calidad del moldeo y a la productividad. Un diseño correcto proporciona un buen flujo, menos defectos y un proceso más eficiente. Consulte nuestra Guía completa de moldes de inyección para obtener una visión general exhaustiva.

1. Comprender el sistema de canales es fundamental para optimizar el proceso de moldeo por inyección y garantizar una producción de calidad. ↩

2. Elegir correctamente la ubicación de la entrada minimiza los defectos y mejora la calidad del producto; conozca las mejores prácticas para obtener resultados óptimos. ↩

3. Consulte este recurso para conocer las técnicas y los principios esenciales de un diseño eficaz para moldeo por inyección que garantice calidad y eficiencia. ↩

4. Descubra estrategias eficaces para disponer las cavidades y mejorar el rendimiento del molde y la uniformidad del producto en los procesos de moldeo por inyección. ↩

5. Comprender el equilibrio de los canales es crucial para lograr una calidad uniforme en los productos moldeados. Consulte este enlace para saber más sobre su importancia. ↩

6. La ventilación es esencial para prevenir defectos en los productos moldeados. Descubra en este recurso cómo influye en la calidad y la eficiencia. ↩

7. Comprender el diseño de la cavidad del molde es fundamental para optimizar la eficiencia productiva y la calidad del producto. Consulte este recurso para obtener información especializada. ↩

8. Equilibrar los canales de flujo es esencial para obtener una calidad uniforme del producto. Este recurso ofrece técnicas y consejos útiles para lograr dicho equilibrio. ↩

9. Este recurso explica estrategias eficaces para reducir los residuos de los canales de alimentación y mejorar así la sostenibilidad y la rentabilidad de la producción. ↩

10. Comprender los pozos de material frío permite mejorar el diseño para lograr un llenado de mayor calidad y eficiencia en el moldeo por inyección. ↩

11. Conocer la ubicación de la compuerta puede influir considerablemente en la calidad y la eficiencia de los productos moldeados. ↩

12. Conozca Moldes de inyección: una guía completa: los moldes de inyección son esenciales para fabricar una amplia variedad de productos, como componentes de automoción, electrónica de consumo y artículos domésticos. ↩

Obtenga precios competitivos, comentarios de DFM y un calendario de producción del equipo de ingeniería de ZetarMold.

Solicite un presupuesto gratuito →