Guía completa del sistema de canales calientes

En el entorno global reciente, los fabricantes de moldes y los moldeadores deben buscar formas de minimizar los costes y reducir los tiempos de producción. Esto se debe a su interés por mantenerse competitivos en el mercado. Los proveedores de canales calientes ofrecen una amplia variedad de soluciones para ayudar a abordar este fenómeno. Esto se hace para superar las presiones competitivas y satisfacer al mismo tiempo las necesidades de los clientes. Sin embargo, en este ámbito, los sistemas abarcan desde los premanufacturados hasta los configurables y los totalmente personalizados. En consecuencia, la dificultad radica en determinar qué canal caliente satisfará la necesidad y resultará más rentable. Con una gama tan amplia de opciones, ¿cómo sabemos cuál es el sistema adecuado para un molde?

Esta entrada del blog ofrece información completa sobre los sistemas de canales calientes disponibles en la actualidad. Incluye las características y ventajas del sistema de canales calientes, qué considerar al elegir un canal caliente y mucho más.

1. ¿Qué es un sistema de canales calientes?

Un sistema de canales calientes es un sistema de alimentación que consiste en un conjunto de componentes calentados para moldes de inyección de plástico, que conduce el plástico fundido desde las boquillas de la máquina hasta las cavidades de los moldes. Las cavidades del molde son la pieza conformada a partir de la cual se forma el plástico fundido.

2. Ventajas del sistema de canales calientes

El sistema de canales calientes ofrece una amplia variedad de ventajas a sus usuarios. En consecuencia, el canal caliente se ha convertido cada vez más en la tecnología de canales preferida para el moldeo de termoplásticos. Aunque seguirá existiendo demanda del canal frío, las ventajas del canal caliente son notables en la industria. Entre ellas se incluyen:

• Flexibilidad en los diseños
• Mejora de la eficiencia del sistema de moldeo
• Equilibrio del flujo de fundido
• Automatización del moldeo
• Calidad óptima de las piezas
• Reducción de los costes de procesamiento
• Reducción del tiempo de ciclo
• Eliminación de los canales

2.1 Flexibilidad en los diseños

Una de las principales ventajas de un canal caliente es la flexibilidad de diseño. La capacidad de ubicar una amplia variedad de puntos en la pieza constituye un aspecto interesante y deseable del canal caliente. El canal caliente permite colocar la entrada en la ubicación más favorable para la estética de la pieza y un llenado óptimo. Esto es posible gracias al uso de entradas de punta caliente, entradas laterales o entradas de válvula. Esta flexibilidad que ofrece el canal caliente también se extiende al molde. Resulta evidente cuando la flexibilidad en la ubicación de la entrada ayuda a refrigerar, optimizar la orientación de la cavidad y simplificar el molde.

2.2 Mejora de la eficiencia del sistema de moldeo

Poner en marcha moldes con canales calientes suele ser sencillo. Esto se debe a que no habrá canales solidificados que retirar tras cada inyección incompleta hasta alcanzar una inyección completa del molde. También es interesante saber que, cuando el sistema alcanza la temperatura de funcionamiento, el molde está listo para producir. La mejora de la eficiencia también se logra porque se necesita una menor presión de inyección. Esto ayuda a reducir la deflexión del molde, la deflexión de la placa y también a disminuir el desgaste causado por el movimiento de los componentes.

2.3 Equilibrio del flujo de fundido

El canal caliente también ofrece una ventaja de flujo en el sentido de que los canales de fundido se encuentran en colectores separados calentados externamente. Estos canales están bien aislados de las placas del molde circundantes. En comparación con la placa de canales fríos, el colector caliente puede diseñarse con canales de flujo en varios niveles. Esto ayuda a garantizar que la resina fluya la misma longitud desde la boquilla hasta cada cavidad. Este flujo garantiza los mismos perfiles y diámetros de canal, el mismo número de giros, la misma saturación térmica y la misma pérdida de presión. En esencia, el plástico llega a cada cavidad con el mismo historial térmico y la misma presión, independientemente de su número. Este control integrado de presión y temperatura resulta beneficioso para resinas que presentan ventanas de procesamiento estrechas.

2.4 Automatización del moldeo

Debido a la necesidad de piezas de plástico precisas y sin rebabas, los canales calientes también ayudan a lograr la automatización del moldeo. Esto es resultado de sus beneficios cuando se utilizan en procesos de automatización. No hay canales que se enreden en los mecanismos del molde, además de su consistencia dimensional de las piezas. En vista de ello, cada vez son más las industrias que automatizan su ensamblaje y moldeo de plástico.

2.5 Calidad óptima de las piezas

La eliminación del canal frío garantiza mejores condiciones de compactación y llenado. En el flujo del plástico a través del canal antiguo, se pierde calor hacia las placas del molde. Esto provoca una caída de presión que da lugar a piezas incompletas y marcas de hundimiento. En cambio, el canal caliente ayuda a mantener un equilibrio del flujo de fundido a temperatura constante desde la boquilla hasta la entrada para llenar y compactar las cavidades. En esencia, permite a los usuarios aprovechar cavidades de alta precisión e intercambiables para lograr calidad y exactitud dimensional. No obstante, si una cavidad se daña o queda fuera de especificación, es más fácil detener la producción de piezas defectuosas en esa cavidad o reducir el calor de su boquilla de canal caliente.

2.6 Deducción del costo de procesamiento

Aunque el canal caliente puede contribuir a que el molde sea costoso, a largo plazo resulta rentable. Esto se evidencia en la reducción de los desechos de plástico durante el procesamiento y en la disminución del tiempo de ciclo. Como resultado, se produce una mejora de la productividad.

2.7 Reducción del tiempo de ciclo

En la mayoría de los casos, la densidad del canal frío es aproximadamente la mitad del peso total de la inyección. Por lo general, su sección es mucho más gruesa que el espesor de pared de la pieza moldeada. Eliminar el canal frío y utilizar un canal caliente ayuda a reducir el tiempo de ciclo, ya que el tiempo de enfriamiento está determinado por el espesor de la sección. Además, el canal caliente ahorra tiempo en los tiempos de inyección y en la recuperación del husillo de inyección debido al menor tamaño de la inyección.

2.8 Eliminación del canal

En la industria, los materiales son cada vez más sofisticados y su costo de compra aumenta. Como resultado, la contraparte del canal caliente (el canal frío) se convierte en un desecho costoso. En aplicaciones médicas, es importante saber que el canal que se desprende no puede reutilizarse. Esto puede atribuirse al costo de la molienda de recuperación, que puede generar ruido y polvo, al costo de almacenamiento y a muchos otros factores. Si nos referimos a operaciones de moldeo con alta cavitación, existe un gran problema con los desechos y la molienda de recuperación. El uso de canales calientes ha ayudado a eliminar los problemas de molienda de recuperación y de costo debido a la ausencia del canal.

3. Desventajas del sistema de canal caliente

Si bien el sistema de canal caliente ofrece una amplia gama de ventajas significativas frente a los sistemas de canal frío, los usuarios de moldes también deben comprender las desventajas de los sistemas de canal caliente. Esto les ayudará a decidir con eficacia antes de elegir el sistema de canal adecuado para sus proyectos. En resumen, las desventajas de los sistemas de canal caliente incluyen:

• Complejidad de operación y mantenimiento
• Altos requisitos de equipamiento
• Aumento del costo
• Contracción y expansión térmica
• Degradación de resinas termosensibles

3.1 Complejidad de operación y mantenimiento

El modo de operación y mantenimiento del canal caliente es complicado. Debido a su complejidad, es fácil dañar el componente de canal caliente si no se toman las precauciones adecuadas. Esto puede provocar una gran pérdida económica para la empresa. Asimismo, para los nuevos usuarios de canales calientes, puede llevar tiempo adquirir la experiencia necesaria para un mantenimiento y una operación adecuados.

3.2 Altos requisitos de equipamiento

Los requisitos para el uso del canal caliente son elevados. El molde de canal caliente requiere maquinaria de procesamiento de precisión tanto en su cooperación como en su integración. Si no se cumplen los requisitos de la mejor manera, los componentes pueden presentar problemas graves durante la producción. Por ejemplo, cuando el sellado de plástico es defectuoso, el fundido de plástico se desborda y daña los componentes del canal caliente. Otro ejemplo: cuando la boquilla y la entrada no están colocadas correctamente, afectará negativamente la calidad del producto.

3.3 Aumento del costo

En términos de costo, los componentes de canal caliente son caros. Esto, a su vez, provoca un aumento significativo del costo general de adquisición del molde de canal caliente. Además, si su empresa tiene una baja tasa de producción, el uso del canal caliente puede resultar innecesario o poco económico. En los países en desarrollo, el uso de sistemas de canal caliente se ve ampliamente afectado debido a su elevado costo.

3.4 Contracción y expansión térmica

Existen diferentes sistemas de canal caliente con diversos diseños. Algunos de estos canales calientes presentan contracción y expansión térmica. Esto se atribuye al calor constante generado durante el procesamiento. Además, la radiación de calor producida durante el período de producción puede ser difícil de controlar.

3.5 Degradación de resinas termosensibles

El uso de un sistema de canales calientes para resinas termosensibles puede requerir un cuidado adicional y una gran experiencia. Si no se toman las precauciones adecuadas, los usuarios pueden tener que lidiar con la degradación. La degradación puede manifestarse como un cambio de color visible o ser tan compleja como la reticulación de la cadena molecular.

4. Tipos de sistemas de canales calientes

El sistema de canales calientes existe en dos formas comunes: el canal caliente total y el semicanal caliente.

4.1 Canal caliente total (canal caliente de tipo abierto)

El canal caliente total es sencillo y permite el moldeo por inyección de plástico de gran tamaño. Este tipo de canal caliente es muy requerido en moldes de alta precisión. Una de las razones de su amplio uso es su estructura simple y su facilidad de instalación.

4.2 Semicanal caliente (tipo aguja de válvula, tipo compuerta de válvula)

El canal caliente de tipo aguja de válvula ayuda a controlar el flujo de plástico hacia la cavidad del molde. Esto se logra mediante el uso de pasadores de cierre mecánicos que permiten que la boquilla del canal caliente se abra y cierre en la punta. Se obtiene una mejor producción de piezas de plástico y un ciclo más rápido gracias a la capacidad de controlar el flujo de material. El uso de compuertas de válvula permite la automatización para un arranque de molde más rápido, evita el hilado y el goteo de la masa fundida en las compuertas y ofrece una ventana de procesamiento más amplia.

5. La composición del sistema de canales calientes

Existen muchos diseños de sistemas de canales calientes de una amplia variedad de empresas. Independientemente de los diseños, hay piezas comunes a todos los sistemas de canales calientes del ámbito industrial. Entre ellas se incluyen:

• Boquillas de canal caliente
• Los colectores
• Controladores de temperatura
• Control de flujo
• Conexiones

5.1 Boquilla de canal caliente

Las boquillas de canal caliente se fabrican para conectarse a la cavidad. Estas boquillas pueden inyectar en un subcanal que conduce a la cavidad o inyectar directamente en la pieza. A continuación se presentan los tipos de estilos de boquillas de canal caliente:

• Las boquillas roscadas
• Las boquillas de válvula única
• Las boquillas con anillo de soporte
• Los casquillos de bebedero

5.2 Los colectores

Los colectores son los dispositivos que sostienen las boquillas de canal caliente. Guían la masa fundida de plástico desde los casquillos distribuidores directamente hasta las compuertas de las boquillas respectivas. Los colectores vienen en variedades de formas estándar y también pueden fabricarse según especificaciones. Por ejemplo, existen colectores para boquilla con anillo de soporte, boquilla roscada y muchos más.

5.3 Controladores de temperatura

El controlador de temperatura de canal caliente ayuda a proporcionar flexibilidad adicional al intercambiar entre canales calientes. Proporciona una retroalimentación de diagnóstico completa con un alto grado de control en un amplio rango de temperatura. Para la mayoría, se puede lograr un ajuste de temperatura en espera en el controlador de temperatura de canal caliente. Este dispositivo también reduce automáticamente la temperatura siempre que haya una interrupción en el ciclo de moldeo. Esta funcionalidad es importante para erradicar la degradación de los materiales debido al sobrecalentamiento en la interrupción del ciclo. Otra importancia del controlador de temperatura es que puede registrar los cambios realizados en los ajustes de temperatura durante el proceso. Como resultado, la operación de moldeo bajo la norma ISO estándar se puede lograr en todo momento. Por último, el controlador puede ayudar a recuperar múltiples recetas de moldeo para una configuración rápida del molde.

5.4 Control de flujo

El control de flujo, como parte del sistema de canales calientes, utiliza la tecnología de válvulas para controlar el flujo de plástico fundido a través de las boquillas. Existen diferentes estándares de control de flujo patentados, mientras que algunos se fabrican según especificaciones.

5.5 Conexiones

La esencia de las conexiones en el sistema de canales calientes es proporcionar funcionalidad al sistema. Incluyen conexiones de termopar, neumáticas, eléctricas, hidráulicas y de refrigerante.

6. Cómo funciona el sistema de canales calientes

Los moldes de canales calientes están compuestos por dos placas que se calientan con un sistema de colectores. La función del colector es mantener una temperatura constante. Esto se logra manteniendo el termoplástico fundido en los canales a la misma temperatura que la del cilindro de calentamiento. Además, el plástico fundido es entregado por los canales calentados a la boquilla. Estas boquillas pasan a llenar el molde de núcleo para formar la pieza o forma final.

El sistema calentado está encerrado en una placa separada que permanece estacionaria durante el ciclo de moldeo. Luego, la placa de moldeo del núcleo se abre para revelar la pieza moldeada final sin canales adheridos.

7. Aspectos importantes que debe considerar al elegir un sistema de canales calientes

En cuanto surge la decisión de incorporar un sistema de canales calientes a un molde, la pregunta sobre qué aspectos tener en cuenta acompaña a esa decisión. Con tantos fabricantes y proveedores independientes en el mercado, los tipos y las opciones de sistemas se han vuelto muy numerosos. Como resultado, el único fenómeno común es el término «canal caliente».

Para obtener todas las eficiencias del moldeo, es importante saber que un canal caliente ofrece distintas opciones. Es necesario ser preciso al seleccionar la mejor opción para un molde con el fin de obtener una mayor productividad. Por lo tanto, a continuación se presentan los aspectos que debe considerar al elegir un sistema de canales calientes.

• Proveedor de servicio: antes de elegir un sistema de canales calientes, asegúrese de que el proveedor ofrezca servicio de producto, asistencia en la puesta en marcha y capacitación.
• Un conjunto completo de canal caliente: averigüe si el canal caliente se entrega ensamblado como «sistema atornillado» y probado, o si los suministros son solo componentes para ensamblar. Esto es muy importante porque, si viene ensamblado, no necesitará cargos adicionales por el ensamblaje de los componentes. Si no viene ensamblado, requerirá el servicio de un experto para ensamblar los componentes.
• Gama de productos: asegúrese de que los proveedores ofrezcan una amplia gama de boquillas con puntas calientes, compuertas laterales, puntas múltiples, compuertas de válvula, bebederos calientes y muchos más. Esta flexibilidad de diseño ayuda a lograr el sistema óptimo para las aplicaciones de moldeo.
• Experiencia: busque proveedores con una amplia trayectoria en moldes y aplicaciones de moldes. Gracias a esa experiencia, el proveedor le orientará sobre la ubicación de la compuerta y las posibles orientaciones de la pieza. Esto le ayudará a lograr un llenado y una compactación óptimos, resistencia de la compuerta, enfriamiento de la compuerta y más.
• Pruebas de resina: investigue si hay disponibilidad de pruebas de resina o de instalaciones de I+D. Esto ayudará al OEM o al fabricante de moldes a elegir el tipo perfecto de sistema de canales calientes, las boquillas, los parámetros para las aplicaciones y las resinas.
• Equilibrio en el flujo de resina: asegúrese de que el proveedor ofrezca dimensionamiento de canales, análisis de flujo y capacidades de diseño. Esto es importante para producir un sistema de canales calientes equilibrado mecánica y térmicamente. Esto significa que el sistema debe ser lo suficientemente grande para dar una pequeña caída relativa de presión sin provocar un tiempo de residencia excesivo.
• Canales de masa fundida: asegúrese de que el distribuidor se pueda limpiar cuando el sistema esté lleno de resinas degradadas. Además, asegúrese de que los canales estén diseñados para ser lisos, sin esquinas afiladas ni zonas muertas, sino con esquinas redondeadas. Esto garantizará un flujo libre de las resinas en el sistema.
• Aislamiento: asegúrese de que los conjuntos de boquilla y distribuidor estén bien aislados para evitar la pérdida de calor y el consumo excesivo de energía.
• Robustez o durabilidad de la placa: asegúrese de que las placas del canal caliente estén mecanizadas a partir de un bloque macizo de acero inoxidable preendurecido. Esto ayuda a lograr durabilidad y robustez para un soporte máximo alrededor del distribuidor. Además, da como resultado una deflexión mínima bajo alta tonelaje de cierre y presiones de inyección. Por último, confiere longevidad con un mantenimiento mínimo.
• Mantenimiento sencillo: investigue si las compuertas se pueden limpiar fácilmente. Además, asegúrese de que las piezas se puedan reemplazar fácilmente cuando se desgasten, como el reemplazo de puntas de boquilla, bandas calefactoras, termopares, un sistema de válvulas y muchos más.

8. Canal caliente frente a canal frío, ¿cuál es la diferencia?

El canal caliente y el canal frío difieren entre sí. Para diferenciar ambos, utilizaremos sus respectivas ventajas y desventajas para establecer comparaciones. Entre ellas se incluyen:

• El canal caliente normalmente no necesita la extracción manual del plástico sobrante, mientras que el canal frío sí requiere una extracción adicional
• El canal caliente presenta tiempos de ciclo más rápidos que el sistema de canal frío
• El sistema de canal caliente ha eliminado la remolienda y el reciclaje de residuos plásticos después de cada ciclo, mientras que el canal frío tiene que reciclarse
• El canal caliente tiene un tiempo de producción más rápido que el canal frío
• El sistema de canal caliente es más caro que el sistema de canal frío
• Los sistemas de canal caliente requieren fuentes de calentamiento externas e internas adicionales
• El sistema de canal caliente requiere un mayor costo de mantenimiento en comparación con el canal frío debido a su complejidad

9. Preguntas frecuentes sobre canales calientes

Resumen

Como hemos arrojado más luz sobre el sistema de canales calientes, se puede observar que aumenta la eficiencia general del moldeo. Esto se logra mediante la reducción del costo de energía, el tiempo de ciclo, la mano de obra y el costo de los materiales, entre otros. También ayuda a mejorar la calidad de las piezas producidas, lo que permite una mayor flexibilidad en las aplicaciones de moldeo.

En conclusión, el sistema de canales calientes ofrece una amplia gama de ventajas frente a su contraparte: el sistema de canales fríos. Y debe ser un factor clave a considerar al especificar un molde para una aplicación de moldeo de termoplásticos. Contáctenos para obtener más información y orientación sobre el sistema de canales calientes.