La función del sistema de enfriamiento en un moldeo por inyección de plástico
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La función del sistema de enfriamiento en un moldeo por inyección de plástico
El moldeo por inyección es un proceso cíclico en el que el polímero fundido se fuerza en un molde de metal frío a alta presión y se enfría hasta que sea lo suficientemente sólido como para ser expulsado del molde. El enfriamiento es una parte crucial del ciclo de moldeo por inyección porque tiene un gran impacto tanto en la calidad de la pieza como en la productividad del molde.
Muchos defectos tales como tensiones residuales, contracción y deformación son causados por un enfriamiento no uniforme. Estos defectos afectan la calidad de la parte final en apariencia y precisión. El enfriamiento puede durar más de dos tercios de todo el ciclo de inyección, y el diseño de un canal de enfriamiento eficiente puede reducir el tiempo de enfriamiento y mejorar la productividad de la inyección. Por lo tanto, el diseño de un sistema de enfriamiento optimizado lograría un tiempo de enfriamiento mínimo y un enfriamiento equilibrado (uniforme). Para comprender mejor el proceso de enfriamiento del moldeo por inyección, el análisis de enfriamiento asistido por computadora se ha utilizado como una herramienta útil para el diseño de sistemas de enfriamiento y la evaluación de las condiciones de enfriamiento.
Aquí hay una breve descripción del desarrollo de la simulación de enfriamiento de moldeo por inyección de plástico. El trabajo pionero de Dusinberre se centró en la predicción de los campos de temperatura y presión en geometrías bastante simples, y se utilizó el modelo transitorio unidimensional Método de diferencia finita (FDM) para calcular la distribución de temperatura. Más tarde, Keing, Kamai y Singh aplicaron el Método bidimensional de elementos finitos (FEM) para simular el proceso de enfriamiento. Barone, Cauik, Burton y Rezayat primero aplicaron el Método del Elemento Límite (BEM) para calcular el campo de temperatura, pero se limitó al análisis bidimensional. Dado que la mayoría de las piezas moldeadas por inyección tienen una configuración geométrica compleja tridimensional, para calcular las distribuciones de temperatura en función del análisis de enfriamiento tridimensional, algunos investigadores utilizaron BEM de plano medio para simular el enfriamiento del moldeo por inyección.
El software de análisis de enfriamiento se desarrolló utilizando el enfoque BEM y la teoría de la transferencia de calor. A partir de este programa de análisis de enfriamiento, la distribución de temperatura se puede calcular para piezas y moldes durante el moldeo por inyección. El programa también puede calcular el perfil de temperatura de la pieza después de ser expulsado del molde. Se llevaron a cabo experimentos para verificar la precisión del programa.
El análisis de enfriamiento del moldeo por inyección se adopta para predecir la distribución de temperatura tanto en el molde como en la parte, utilizando la teoría de transferencia de calor y BEM para simular el enfriamiento del molde y la parte durante el moldeo por inyección, así como el enfriamiento continuo de la parte después de ser expulsado de El molde. Los resultados experimentales obtenidos con una placa de ABS moldeada por inyección pueden validar las predicciones numéricas del software de análisis de enfriamiento. Aunque los resultados de la simulación numérica son aceptables, todavía hay mucho margen de mejora. Para obtener predicciones más precisas, se deben tener en cuenta las condiciones de límite térmico realistas durante el enfriamiento, el material cristalino y las propiedades del material que dependen de la temperatura y el tiempo cuando se construye un modelo matemático teórico.
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