La vida útil de un molde depende no solo de la correcta selección de la materia prima sino de una muy buena interacción entre el usuario final del molde (Plástico inyectado), el fabricante del molde (Mantenimientos, maquinado por arranque de viruta o E.D.M, rectificado, pulido, texturizado etc.),  el fabricante de la materia prima empleada (Acero, aleaciones de aluminio o cobre) y los tratamientos térmicos efectuados a las cavidades, con el fin de definir desde la misma concepción del  diseño todas las variables y los procesos a los cuales se va a someter y poder determinar los puntos críticos del proceso de fabricación de acuerdo con el resultado que se espera.

Los aceros usados en la inyección de plásticos deben tener una muy buena resistencia mecánica, facilidad de mecanizado y aptitud para el pulido, sin embargo los aceros comúnmente empleados en la fabricación de moldes para inyección de plásticos tienen contenidos de carbono superiores al 0.2% haciendo que la resistencia mecánica se logre mediante tratamiento de temple y revenido donde se consigue una estructura formada por Martensita revenida y carburos que son los responsables de la resistencia al desgaste, tenacidad y polichabilidad  pero que en algunos casos pueden no estar distribuidos uniformemente en la micro estructura ocasionando comportamientos inadecuados.

En respuesta a esta problemática aparecen los aceros de nueva Generación denominados PH (Precipitation Hardening) en los cuales los contenidos de carbono son inferiores al 0.2% y la resistencia mecánica se logra mediante un proceso de envejecimiento por precipitación al final del cual se logra una martensita envejecida y una parte intermetálica, obteniendo de esta manera durezas de entre 38 y 42 HRC haciéndolos  aptos para la fabricación de cavidades de moldes debido a su dureza, buena respuesta al brillo, facilidad en los procesos de mecanizado por arranque de viruta y electroerosión, excelente respuesta a procesos de recubrimiento superficial (nitruración) y soldadura de reparación resultado de su estructura homogénea.

La productividad de un molde de inyección de plástico se mide por el número de piezas inyectadas en una unidad de tiempo, este resultado se logra revisando cuidadosamente aspectos tales como geometría de la pieza a inyectar, diseño del sistema de refrigeración, temperatura de inyección y expulsión, temperatura del fluido refrigerante y conductividad térmica de la materia prima utilizada en las cavidades. Cuando existe un excelente diseño del sistema de refrigeración y unas variables de proceso ajustadas adecuadamente en la máquina inyectora, la diferencia en el aumento o disminución de la productividad del molde estará influenciada por la capacidad que posea el molde para evacuar el calor remanente del proceso de inyección propiedad conferida por el coeficiente de conductividad térmica del acero o la aleación empleada en la fabricación del molde.

Al analizar el coeficiente de conductividad térmica de los aceros de la familia P 20 cuya aplicación en moldes de inyección es universal, nos damos cuenta que posee una buena conductividad térmica (30 – 32 W/m°k), sin embargo si se requiere incrementar la productividad de una forma relevante debemos emplear aleaciones con las que podamos disminuir el ciclo de inyección. En este punto y dependiendo de los ciclos para los que se ha diseñado el molde debemos definir si la mejor alternativa es usar un acero de mejor conductividad térmica (38 – 40 W/m°k) o contemplar el uso de aleaciones de aluminio (130 W/m°k) o cobre.

El tiempo de enfriamiento representa alrededor del 70 al 75% del ciclo completo de inyección de una pieza por lo tanto un pequeño incremento en la conductividad térmica tiene un impacto importante en la reducción del ciclo incrementando la productividad del molde. Se ha evidenciado que el uso del duraluminio en la fabricación de moldes de inyección ahorra un 10% en la manufactura, a la vez que aumenta entre 4 y 5 veces la conductividad térmica comparada con los aceros P 20 y las piezas se pueden producir a temperaturas menores logrando mejor su calidad. En el mercado existen diferentes calidades de duraluminio que pueden ser empleados para la producción de moldes de soplado y de inyección para producciones bajas (menores a 30.000 ciclos) y medias (Menores a 50.000 ciclos) idóneos para la inyección de polietileno, ABS, poliamidas, PETP y PPO ofreciendo un esfuerzo de fluencia y durezas comparable a un acero SAE 1045.

Por otro lado las aleaciones basadas en cobre promueven un enfriamiento rápido y uniforme debido a su alta conductividad (209 W/m°k) además de suficiente dureza y resistencia al desgaste (En el mercado se encuentran aleaciones de cobre-berilio en rangos de durezas hasta de 40 HCRC, y aleaciones de níquel de 30 HRC). En algunos casos son capaces de reducir el tiempo de ciclo en ciertas aplicaciones hasta en 30%, incrementando la calidad superficial de las piezas debido a que se cuenta con una mejor dispersión de calor reduciendo el alabeo y disminuyendo el rechazo. Gracias a que la conductividad térmica de los insertos es de 5 a 10 veces mayor que la de los aceros de herramienta, se requieren menos canales de refrigeración y en algunos casos es posible eliminarlos.

Estas aleaciones están especificadas para componentes del molde e insertos, anillos de cuello, manijas, boquillas de colada caliente y distribuidores.

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