Promocione sus productos o servicios con nosotros
Octubre de 2009 Página 3 de 4

Materiales para moldes: aleaciones tradicionales frente a nuevas opciones

Jairo Flórez y Laura Flórez

En un estudio para comparar moldes de aluminio con moldes de acero P-201, se encontró que con aluminio se ahorra 10% en la manufactura, a la vez que se gana entre 15% y 30% en conducitvidad térmica. Además, las piezas moldeadas en aluminio pueden producirse a temperaturas menores, logrando mejor calidad en la pieza moldeada.

La multinacional Alcan, en su división de producción de aluminio, ha desarrollado varios grados para la producción de moldes. Los grados Certal SPC de alta resistencia y el Alumold 500 se pueden emplear para corridas medias y largas, ya que ofrecen buenas propiedades mecánicas, buena maquinabilidad y alta estabilidad dimensional antes y después del mecanizado. Tienen una estructura de grano homogénea en toda su sección y pueden tratarse superficialmente. Son idóneos para el moldeo de polietileno, ABS, poliamidas, PETP y PPO.

También de Alcan es el grado Alcast, un grado fundido de alta resistencia, especialmente diseñado para corridas cortas o para moldes prototipo o de termoformado. Es altamente sensible al tratamiento térmico y ofrece una baja porosidad residual, una estructura de grano fino y uniforme y propiedades mecánicas consistentes en todo el espesor, a la vez que tiene bajos esfuerzos residuales.

La alemana Alimex Metallhandelsgesellschaft mbH produce el ACP 5080R, un aluminio libre de esfuerzos y fundido con alta estabilidad dimensional, hasta en condiciones extremas de mecanizado.

La conductividad térmica es reina
Un metal con alta conductividad térmica ofrece dos ventajas: ahorro en el tiempo de ciclo y un enfriamiento más uniforme de la pieza moldeada. El ahorro en tiempo de ciclo es una de las pocas herramientas que tienen los transformadores de plásticos para enfrentar la presión a la baja de costos.

Aunque los moldes de materiales especiales pueden requerir una inversión inicial mayor, generalmente el ahorro en tiempo de moldeo hace que estos moldes se paguen solos en seis meses. 

Por otro lado, el enfriamiento uniforme es fundamental para evitar una distribución inadecuada de esfuerzos internos en la pieza moldeada, que conllevan a la fractura a esfuerzos inferiores a los de diseño. Adicionalmente, se pueden generar distorsiones dimensionales en piezas de pared gruesa.

Por último, las concentraciones de temperatura generan la concentración de gases dentro del molde debido a la concentración de calor, a reacciones químicas que se pueden presentar con la resina y a condensación de humedad. Esta generación indeseada de gases puede producir porosidades en la superficie de la pieza moldeada, degradación y decoloración e incluso corrosión en la superficie del molde.

Las aleaciones basadas en cobre promueven un enfriamiento rápido y uniforme, debido a su alta conductividad. Además, han sido reconocidas por tener suficiente dureza y resistencia al desgaste.

MoldMAX es una aleación de cobre de alto desempeño fabricada por Brush Wellman Inc. con sede en Ohio, Estados Unidos. Se caracteriza por tener alta conductividad térmica y, de acuerdo con su fabricante, ha sido capaz de reducir el tiempo de ciclo en ciertas aplicaciones hasta en 30%, incrementando la calidad superficial de las piezas moldeadas. Está especificado para componentes del molde e insertos, anillos de cuello, manijas, boquillas de colada caliente y distribuidores. La versión LH tiene una dureza y una resistencia comparable a la del acero P-20, pero una conductividad térmica cinco veces superior.

Ampco Metal SA, en Suiza, provee la serie de aleaciones de cobre Ampcoloy, que combinan una dureza aceptable (cerca a 210 HB) con una conductividad eléctrica hasta 12 veces superior a la del acero. En moldes con insertos de Ampcoloy se han reportado reducciones de tiempo de ciclo al menos de 20%, y, en algunos casos, se ha llegado hasta 80%, con respecto a moldes que son completamente manufacturados en acero. Todo depende del tamaño y perfil de la pieza moldeada. En cualquier caso, el incremento en la productividad es al menos de 25%.

Debido a que se cuenta con una mejor dispersión de calor y a la velocidad de enfriamiento, es posible reducir el alabeo en la pieza moldeada, disminuyendo el rechazo de piezas. También se mejora la consistencia entre ciclos. Y 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 enfriamiento de agua (en algunos casos se eliminan del todo los canales de enfriamiento).

De acuerdo con la empresa, las aleaciones de cobre de alta conductividad absorben las altas temperaturas y el choque térmico experimentado por la pieza plástica al inyectarse en la cavidad y mejorando la estabilidad del componente. Además, la superficie puede ser pulida hasta un acabado espejo hasta cuatro veces más rápido que en un acero de herramientas, un aspecto crítico para la manufactura de componentes ópticos o empaques traslúcidos.

Nuevas aleaciones de cobre-berilio están disponibles en rangos de durezas hasta de 40 HCRC. También hay aleaciones de níquel de 30 HRC (el rango de dureza típico de un P-20 es de 30 HRC). Sin embargo, su conductividad es incluso superior a la del aluminio. Bohler Uddelhom suministra algunas aleaciones en este rango.

x

Sección patrocinada por

Otras noticias de Actualidad industrial

Documentos relacionados