Guia completo do sistema de canais quentes

No atual ambiente global, os fabricantes de moldes e os transformadores de plásticos têm de procurar formas de minimizar custos e reduzir o tempo de produção. Isto porque pretendem manter-se competitivos no mercado. Os fornecedores de canais quentes oferecem uma grande variedade de soluções para ajudar a responder a este fenómeno. Fazem-no para superar as pressões competitivas e, ao mesmo tempo, satisfazer as necessidades dos clientes. No entanto, neste domínio, o sistema varia entre pré-fabricado, configurável e totalmente personalizado. Por conseguinte, a dificuldade reside em saber qual o canal quente que satisfará a necessidade e será o mais rentável. Com uma tão vasta gama de opções, como saber qual é o sistema certo para um molde?

Este artigo do blog fornece informações abrangentes sobre os sistemas de canais quentes disponíveis atualmente. Inclui as características e vantagens do sistema de canais quentes, o que considerar ao escolher um canal quente e muito mais.

1. O que é um sistema de canais quentes?

Um sistema de canais quentes é um sistema de alimentação que consiste num conjunto de componentes aquecidos para moldes de injeção de plástico, que transporta o plástico fundido desde os bicos da máquina até às cavidades dos moldes. As cavidades do molde são a peça moldada a partir da qual o plástico fundido é conformado.

2. Vantagens do sistema de canais quentes

O sistema de canais quentes oferece uma grande variedade de vantagens aos seus utilizadores. Por conseguinte, o canal quente tornou-se cada vez mais a tecnologia de canais preferida na moldagem de termoplásticos. Embora continue a existir procura de canais frios, as vantagens do canal quente são impressionantes na indústria. Incluem:

• Flexibilidade no design
• Melhoria da eficiência do sistema de moldagem
• Equilíbrio do fluxo de fundido
• Automação da moldagem
• Qualidade ótima da peça
• Redução dos custos de processamento
• Redução do tempo de ciclo
• Eliminação dos canais

2.1 Flexibilidade no design

Uma das principais vantagens de um canal quente é a flexibilidade de design. A capacidade de colocar uma grande variedade de pontos na peça constitui um aspeto interessante e desejável do canal quente. O canal quente permite colocar o ponto de injeção no local mais favorável para a estética da peça e um enchimento ótimo. Isto é possível graças à utilização de injeção por ponta quente, injeção lateral ou injeção por válvula. Esta flexibilidade oferecida pelo canal quente estende-se também ao molde. É evidente quando a flexibilidade na localização do ponto de injeção ajuda a arrefecer, a otimizar a orientação das cavidades e a simplificar o molde.

2.2 Melhoria da eficiência do sistema de moldagem

O arranque de moldes com canais quentes é geralmente fácil. Isto porque não haverá canais solidificados a remover após cada injeção incompleta até se obter uma injeção completa do molde. É também interessante saber que, quando o sistema atinge a temperatura de funcionamento, o molde está pronto a produzir. A melhoria da eficiência também é alcançada porque é necessária uma pressão de injeção mais baixa. Isto ajuda a reduzir a deflexão do molde, a deflexão das placas e também a diminuir as perdas causadas pelo movimento dos componentes.

2.3 Equilíbrio do fluxo de fundido

O canal quente também oferece uma vantagem de fluxo, no sentido em que os canais de fundido se encontram em distribuidores separados aquecidos externamente. Estes canais estão bem isolados das placas do molde circundantes. Em comparação com a placa de canais frios, o distribuidor quente pode ser concebido com canais de fluxo em vários níveis. Isto ajuda a garantir que a resina flui com o mesmo comprimento desde o bico até cada cavidade. Este fluxo assegura os mesmos perfis e diâmetros de canal, o mesmo número de curvas, a mesma saturação térmica e a mesma perda de pressão. Em essência, o plástico chega a cada cavidade com o mesmo histórico térmico e a mesma pressão, independentemente do seu número. Este controlo de pressão e temperatura integrado é benéfico para resinas que apresentam janelas de processamento estreitas.

2.4 Automação da moldagem

Devido à necessidade de peças de plástico precisas e sem rebarbas, os canais quentes também ajudam a alcançar a automação do molde. Isto resulta das suas vantagens quando utilizados em processos de automação. Não há canais que se emaranhem nos mecanismos do molde, além da consistência dimensional das peças. Face a isto, tem havido um número crescente de indústrias que automatizam a sua montagem e moldagem de plásticos.

2.5 Qualidade ótima da peça

A eliminação do canal frio garante melhores condições de compactação e enchimento. No escoamento do plástico pelo canal antigo, o calor perde-se para as placas do molde. Isto provoca uma queda de pressão que resulta em peças subenchidas e marcas de afundamento. Em contrapartida, o canal quente ajuda a manter um equilíbrio do escoamento do fundido a temperatura constante, desde o bico até ao ponto de injeção, para encher e compactar as cavidades. Em essência, ajuda os utilizadores a tirar partido de cavidades altamente precisas e intercambiáveis para alcançar qualidade e precisão dimensional. No entanto, se uma cavidade se danificar ou ficar fora de especificação, é mais fácil impedir que essa cavidade produza peças defeituosas ou reduzir o calor no respetivo bico de canal quente.

2.6 Redução dos custos de processamento

Embora o canal quente possa contribuir para o custo elevado do molde, a longo prazo é economicamente vantajoso. Isto é evidente pela ajuda na redução dos resíduos de plástico durante o processamento e pela redução do tempo de ciclo. Como resultado, há uma melhoria da produtividade.

2.7 Redução do tempo de ciclo

Na maioria das situações, a densidade do canal frio corresponde a cerca de metade do peso total da injeção. Normalmente, a sua secção é muito mais espessa do que a espessura de parede da peça moldada. A eliminação do canal frio e a utilização do canal quente ajudam a reduzir o tempo de ciclo. Isto porque o tempo de arrefecimento é controlado pela secção de maior espessura. Além disso, o canal quente poupa tempo nos tempos de injeção e na recuperação do fuso de injeção, devido ao menor volume de injeção.

2.8 Eliminação do canal

No setor, os materiais tornam-se cada vez mais sofisticados à medida que o custo de aquisição aumenta. Como resultado, o equivalente do canal quente (o canal frio) torna-se um desperdício dispendioso. Em aplicações médicas, é importante saber que o canal que se separa não pode ser reutilizado. Isto pode dever-se ao custo da moagem de recuperação, que pode ser ruidosa e poeirenta, ao custo de armazenamento e a muitos outros fatores. Se nos referirmos a operações de moldagem com elevado número de cavidades, existe um grande problema com o desperdício e a moagem de recuperação. A utilização de canais quentes ajudou a eliminar os problemas de moagem de recuperação e de custos, devido à ausência do canal.

3. Desvantagens do sistema de canal quente

Embora o sistema de canal quente ofereça uma vasta gama de vantagens significativas em relação aos sistemas de canal frio, os utilizadores de moldes também precisam de compreender as desvantagens dos sistemas de canal quente. Isto ajudá-los-á a decidir eficazmente antes de escolherem o sistema de canal adequado para os seus projetos. Em resumo, as desvantagens dos sistemas de canal quente incluem:

• Complexidade de operação e manutenção
• Elevada exigência de equipamento
• Aumento de custos
• Contração e expansão térmica
• Degradação de resinas sensíveis ao calor

3.1 Complexidade de operação e manutenção

O modo de operação e manutenção do canal quente é complicado. Devido à sua complexidade, pode facilmente danificar o componente de canal quente se não forem tomadas as devidas precauções. Isto pode originar uma grande perda económica para a empresa. Do mesmo modo, para os novos utilizadores de canal quente, pode demorar algum tempo a adquirir a experiência necessária para uma manutenção e operação adequadas.

3.2 Elevada exigência de equipamento

As exigências para a utilização do canal quente são elevadas. O molde de canal quente requer máquinas de processamento de precisão, tanto na cooperação como na integração. Se as exigências não forem satisfeitas da melhor forma, os componentes podem desenvolver problemas graves durante a produção. Por exemplo, sempre que a vedação de plástico está defeituosa, o fundido de plástico transborda e danifica os componentes do canal quente. Outro exemplo: quando o bico e o ponto de injeção não estão corretamente posicionados, isso afetará negativamente a qualidade do produto.

3.3 Aumento de custos

Em termos de custo, os componentes de canal quente são dispendiosos. Isto, por sua vez, conduz a um aumento significativo do custo geral de aquisição do molde de canal quente. Além disso, se a sua empresa tiver uma taxa de produção baixa, a utilização do canal quente pode ser desnecessária ou não económica. Nos países em desenvolvimento, a utilização de sistemas de canal quente é amplamente afetada devido ao seu custo elevado.

3.4 Contração e expansão térmica

Existem diferentes sistemas de canal quente com diversos designs. Alguns destes canais quentes apresentam contração e expansão térmica. Isto deve-se ao calor constante produzido durante o processamento. Além disso, a radiação de calor produzida durante o período de produção pode ser difícil de controlar.

3.5 Degradação de resinas sensíveis ao calor

A utilização de um sistema de canais quentes para resinas termossensíveis pode exigir cuidados extra e grande experiência. Se não forem tomados os devidos cuidados, os utilizadores poderão ter de lidar com a degradação. A degradação pode manifestar-se sob a forma de alteração da cor à vista ou ser tão complexa como a reticulação da cadeia molecular.

4. Tipos de sistemas de canais quentes

O sistema de canais quentes existe em duas formas comuns, que incluem o canal quente total e o semicanal quente.

4.1 Canal quente total (canal quente de tipo aberto)

O canal quente total é simples e permite a moldagem por injeção de grandes peças plásticas. Este tipo de canal quente é muito procurado em moldes de alta precisão. Uma das razões para a sua ampla utilização é a sua estrutura simples e a facilidade de instalação.

4.2 Semicanal quente (tipo agulha de válvula, tipo comporta de válvula)

O canal quente do tipo agulha de válvula ajuda a controlar o fluxo de plástico para a cavidade do molde. Isto é feito através da utilização de pinos de corte mecânicos que permitem que o bico do canal quente abra e feche na ponta. Há uma melhor produção de peças plásticas e um ciclo mais rápido devido à capacidade de controlar o fluxo de material. A utilização do acionamento por válvula permite a automatização para um arranque de molde mais rápido, evitando a formação de fios e o gotejamento do fundido nas entradas, e uma janela de processamento mais ampla.

5. A composição do sistema de canais quentes

Existem muitos designs de sistemas de canais quentes de uma grande variedade de empresas. Independentemente dos designs, há peças comuns a todos os sistemas de canais quentes no espaço industrial. Incluem:

• Bicos de canais quentes
• Os coletores
• Controladores de temperatura
• Controlo de fluxo
• Ligações

5.1 Bico de canal quente

Os bicos de canais quentes são fabricados para se ligarem à cavidade. Estes bicos podem entrar num subcanal que conduz à cavidade ou entrar diretamente na peça. Seguem-se os tipos de estilos de bicos de canais quentes:

• Os bicos roscados
• Os bicos de válvula única
• Os bicos de anel de suporte
• As buchas de entrada

5.2 Os coletores

Os coletores são referidos como os dispositivos que suportam os bicos de canais quentes. Guiam o fundido plástico desde as buchas distribuidoras diretamente até às respetivas entradas dos bicos. Os coletores existem em várias formas padrão e também podem ser construídos de acordo com especificações. Por exemplo, existem coletores para o bico de anel de suporte, o bico roscado e muitos outros.

5.3 Controladores de temperatura

O controlador de temperatura de canais quentes ajuda a proporcionar flexibilidade adicional ao alternar entre canais quentes. Fornece feedback de diagnóstico completo com um elevado grau de controlo numa ampla gama de temperaturas. Para a maioria, é possível obter uma definição de temperatura em standby no controlador de temperatura de canais quentes. Este dispositivo também baixa automaticamente a temperatura sempre que há uma interrupção no ciclo de moldagem. Esta funcionalidade é importante para erradicar a degradação dos materiais devido ao sobreaquecimento na interrupção do ciclo. Outra importância do controlador de temperatura é que pode registar as alterações feitas às definições de temperatura durante o processo. Como resultado, a operação de moldagem padrão conforme a norma ISO pode ser alcançada em todos os momentos. Por último, o controlador pode ajudar a recuperar múltiplas receitas de moldagem para uma configuração rápida do molde.

5.4 Controlo de fluxo

O controlo de fluxo, como parte do sistema de canais quentes, utiliza a tecnologia de válvulas para controlar o fluxo de plástico fundido através dos bicos. Existem diferentes padrões patenteados de controlo de fluxo, enquanto alguns são fabricados de acordo com especificações.

5.5 Ligações

A essência das ligações no sistema de canais quentes é proporcionar funcionalidade ao sistema. Incluem ligações de termopar, pneumáticas, elétricas, hidráulicas e de refrigerante.

6. Como funciona o sistema de canais quentes

Os moldes de canais quentes são constituídos por duas placas aquecidas com um sistema de coletor. A função do coletor é manter uma temperatura consistente. Isto é feito mantendo o termoplástico fundido nos canais à mesma temperatura que a do cilindro de aquecimento. Além disso, o plástico fundido é então entregue pelos canais aquecidos ao bico. Estes bicos passam a encher o molde de núcleo para formar a peça ou forma final.

O sistema aquecido está encerrado numa placa separada que permanece estacionária durante o ciclo de moldagem. Em seguida, a placa de moldagem do núcleo abre-se para revelar a peça moldada final sem canais acoplados.

7. Aspetos importantes a considerar ao escolher um sistema de canais quentes

Assim que surge a decisão de incorporar um sistema de canais quentes num molde, surge também a questão do que procurar. Com tantos fabricantes e fornecedores independentes no mercado, o tipo e a escolha de sistemas tornaram-se muito numerosos. Por consequência, o único fenómeno comum é o termo «canal quente».

Para obter todas as eficiências de moldagem, é importante saber que um canal quente apresenta diferentes opções. É necessário ser preciso na seleção da melhor opção para um molde, de modo a obter produtividades melhoradas. Assim, os seguintes aspetos devem ser considerados ao escolher um sistema de canais quentes.

• Prestador de serviços: antes de escolher um sistema de canais quentes, certifique-se de que o fornecedor oferece assistência ao produto, apoio no arranque e formação.
• Um conjunto completo de canais quentes: verifique se o canal quente é fornecido como «sistema aparafusado» já montado e testado, ou se os fornecimentos são apenas componentes a montar. Isto é muito importante porque, se for montado, não terá custos adicionais de montagem dos componentes. Se não for montado, necessitará do serviço de um especialista para montar os componentes.
• Gama de produtos: certifique-se de que os fornecedores oferecem uma vasta gama de bicos, incluindo pontas quentes, entradas laterais, pontas múltiplas, entradas com válvula, canais de injeção quentes e muitos mais. Esta flexibilidade de design ajuda a alcançar o sistema ideal para aplicações de moldagem.
• Experiência: procure fornecedores com um vasto historial em moldes e aplicações de moldes. Graças a essa experiência, o fornecedor dará orientação sobre a localização da entrada, com possíveis orientações da peça. Isto ajudará a alcançar um enchimento e compactação ótimos, resistência da entrada, arrefecimento da entrada e muito mais.
• Teste de resina: investigue se existe disponibilidade de testes de resina ou de instalações de I&D. Isto ajudará o OEM ou o fabricante de moldes a escolher o tipo perfeito de sistema de canais quentes, os bicos, os parâmetros para as aplicações e as resinas.
• Equilíbrio no fluxo de resina: certifique-se de que o fornecedor oferece dimensionamento de canais, análise de fluxo e capacidades de design. Isto é importante para produzir um sistema de canais quentes mecânica e termicamente equilibrado. Tal significa que o sistema deve ser suficientemente grande para proporcionar uma pequena queda relativa de pressão sem causar um tempo de residência demasiado elevado.
• Canais de massa fundida: certifique-se de que o distribuidor pode ser limpo quando o sistema está cheio de resinas degradadas. Assegure também que os canais são concebidos para serem lisos, sem cantos vivos nem zonas mortas, mas com cantos arredondados. Isto garantirá um fluxo livre de resinas no sistema.
• Isolamento: assegure que os conjuntos do bico e do distribuidor estão bem isolados para evitar perdas de calor e consumo excessivo de energia.
• Robustez ou durabilidade das placas: certifique-se de que as placas dos canais quentes são maquinadas a partir de um bloco maciço de aço inoxidável pré-endurecido. Isto ajuda a alcançar durabilidade e robustez para suporte máximo em torno do distribuidor. Além disso, resulta numa deflexão mínima sob elevada tonelagem de fecho e pressões de injeção. Por último, confere longevidade com manutenção mínima.
• Manutenção fácil: investigue se as entradas podem ser limpas facilmente. Certifique-se também de que as peças podem ser facilmente substituídas quando se desgastam, como a substituição de pontas de bico, cintas de aquecimento, termopares, um sistema de válvulas e muitos mais.

8. Canais quentes vs. canais frios: qual é a diferença?

Os canais quentes e os canais frios diferem entre si. Para diferenciar ambos, utilizaremos as respetivas vantagens e desvantagens para estabelecer comparações. Incluem:

• Os canais quentes normalmente não necessitam de remoção manual do plástico excedente, enquanto os canais frios exigem essa remoção adicional
• Os canais quentes apresentam tempos de ciclo mais rápidos do que o sistema de canais frios
• O sistema de canais quentes elimina a remoagem e a reciclagem de resíduos de plástico após cada ciclo, enquanto os canais frios têm de ser reciclados
• Os canais quentes têm um tempo de produção mais rápido do que os canais frios
• O sistema de canais quentes é mais caro do que o sistema de canais frios
• Os sistemas de canais quentes requerem fontes de aquecimento externas e internas adicionais
• O sistema de canais quentes requer um custo de manutenção mais elevado em comparação com os canais frios, devido à sua complexidade

9. Perguntas frequentes sobre canais quentes

Resumo

Como esclarecemos melhor o sistema de canais quentes, verifica-se que este aumenta a eficiência global de moldagem. Isto é alcançado através da redução do custo de energia, do tempo de ciclo, da mão de obra e do custo dos materiais, entre outros. Também ajuda a melhorar a qualidade das peças produzidas, o que permite maior flexibilidade nas aplicações de moldagem.

Em conclusão, o sistema de canais quentes oferece uma vasta gama de vantagens em relação à sua alternativa – o sistema de canais frios. E deve ser um fator a considerar ao especificar um molde para uma aplicação de moldagem de termoplásticos. Contacte-nos para mais informações e orientação sobre o sistema de canais quentes.