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miento térmico y pulido posterior. La Figura 1 muestra una comparación de curvas de conductividad térmica de 5 materiales. Allí, es perceptible la diferencia en conductividad de cerca del doble del valor, entre el último descrito y un acero tradicional como el P20. En contraste, al aplicar una aleación de muy alta conductividad basada en cobre-berilio como la Moldmax HH, se alcanzan valores entre 5 y 7 veces mayores que la de los aceros. Esto reduce aún más los tiempos de ciclo en la producción del plástico, pero debido a su pobre maquinabilidad, bajo rendimiento durante la electroerosión y baja dureza superficial alcanzable (hasta 40 HRC), sólo debería utilizarse en condiciones de muy baja capacidad de llegar con circuitos de refrigeración a la superficie del molde. Allí es donde cobra importancia la creación de aleaciones como el Thermodur 2383, que tiene un muy buen compromiso entre propiedades mecánicas y térmicas. Con la ayuda del software alemán SIGMASOFT Virtual Molding, se realizó un experimento de simulación de un molde de inyección comparando 5 materiales y para encontrar la influencia de su conductividad térmica en la temperatura superficial de la cavidad y por tanto en la velocidad con la que se solidifica una pieza. En la Figura 2, se observa la diferencia entre temperaturas en la superficie del molde (izq.) y su efecto en el porcentaje de solidificación del plástico tras un tiempo determinado (der.). UN ACERO COMO EL THERMODUR 2383 PUEDE GENERAR TIEMPOS DE CICLO 20 % MENORES CON RESPECTO A UN H13 Y MÁS DE UN 50 % MENORES QUE UN P20. Esto es claramente una ventaja sobresaliente a la hora de escoger el material para una aplicación de inyección. Manufacturabilidad del molde - ¿La conductividad lo es todo? La discusión de la escogencia del material siempre tiene un equipo interdisciplinar en escena que incluye a las áreas de desarrollo de producto plástico, de moldes, taller, producción, calidad y financiero, entre otros. El punto anterior presenta una visión técnico-productiva para cuantificar la reducción en tiempo de ciclo aproximado de una pieza plástica (Fig. 2 - b), sin embargo, desde el punto de vista del diseñador del molde y del taller, se debe tener claro que el concepto de eficiencia no solo está basada en la remoción de calor del acero. Allí también juegan rubros importantes como la resistencia a la corrosión y al desgaste, acabado superficial, facilidad de reparación y/o soldabilidad y maquinabilidad. 32 | Edición 6 / Volumen 24 | Diciembre 2019 / Enero 2020 www.metalmecanica.com En la siguiente comparación se incluyen 3 nuevos materiales: El aluminio, muy útil para aplicaciones como moldes prototipo y de lotes de producciones bajas. El segundo es el acero PHS NAK55, una aleación desarrollada para reemplazar el P20 por sus aptitudes de maquinabilidad entre 30 % y 40 % superiores, no requiere de alivio de tensiones, remoción fácil de la capa que deja la electroerosión, entre otras. Se incluye también al Mirrax EXR, un acero inoxidable de alta capacidad de pulido presentado por Uddeholm en la feria NPE 2018. Los criterios de evaluación cualitativa se presentan en la Tabla 1 con Muy Bueno (MB) Bueno (B), Regular (R) y Malo (M). Como resultado se puede ver que hay aleaciones que cumplen muy bien con los criterios térmicos, como lo son el aluminio y un material como el Moldmax, sin embargo pierden la pelea claramente en términos de desgaste y acabado superficial, cuando se comparan con los aceros estudiados aquí. Sin embargo, a la hora de encontrar un compromiso que genere excelentes resultados desde el punto de vista de productividad (que es la razón para la que se debe hacer un molde), maquinabilidad y vida útil, nuevos materiales como el Mirrax, el Thermodur o el NAK55 sacan la cara sobre materiales tradicionales. Figura 1. Conductividad térmica a través del cambio de temperatura de cinco aleaciones metálicas. Cortesía SIGMASOFT Virtual Molding Figura 2. Comparación tras 21 ciclos de inyección de 5 aleaciones temperatura de cavidad (izquierda) y tiempo de solidificación estimado (derecha). El Thermodur puede generar tiempos de ciclo 20 % más cortos que un H13 y más de 50 % menores que un P20. Cortesía SIGMASOFT Virtual Molding MATERIALES


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