¿Por qué implementar o no una colada caliente?

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Conozca las razones para usar o no un sistema de colada caliente en sus procesos de inyección de plásticos.


Por muchos son conocidos los términos "hot runner", canal caliente, cámara caliente o colada caliente; se trata en todos los casos del mismo elemento. En términos sencillos, estos conceptos se refieren a una serie de canales que actúan como una extensión del barril de la máquina (unidad de plastificación) y que permiten mantener el material a temperatura de inyección, tan cerca del producto como sea posible o se requiera, persiguiendo múltiples beneficios.

Conservar la resina a temperatura de proceso justo hasta el punto de inyección, donde entra el material a la cavidad, permite lograr uniformidad y estabilidad térmica ciclo a ciclo. Lograr esta condición permite que la viscosidad sea la más baja posible hasta este punto y que la demanda de presión de inyección se minimice, comparándolo con un sistema de canal frío.

Recordemos que la viscosidad del material depende de la temperatura de este y a su vez la presión de inyección dependerá de la viscosidad de la resina, así­ como la fuerza de cierre. En el canal caliente las condiciones de flujo se ven favorecidas, no solo por una alta temperatura de masa, sino también por la geometría (diámetro de los canales) en la que no se escatima, a diferencia de lo que sucede cuando se diseña un canal frío; en este último caso sobredimensionar los canales favorece el llenado, pero desde lo energético y lo económico es indeseable.

Tener un canal caliente, que garantiza que el material permanecerá en estado fundido y con baja viscosidad todo el tiempo antes de ingresar a la cavidad, permite que no sea necesario invertir energía en solidificar un canal de alimentación, lo que representa desperdicio de material y de energía. Al tener que reprocesar material solidificado del canal frí­o (también llamado velilla, vertedero o ramal), se hace necesario un consumo energético en el molino y se corren riesgos de contaminación de materia prima.

Gracias a los avances de la tecnología en coladas calientes, hoy en dí­a es posible trabajar coladas calientes en moldes con muchas cavidades; sin estos desarrollos, la incorporación del sistema de canal caliente en los moldes de alta productividad (por su alto número de cavidades y muy bajo ciclo) no hubiese sido posible.

Las piezas de gran tamaño para aplicaciones especiales, como las del sector automotor, donde es necesario tener varios puntos de inyección de diferentes caracterí­sticas e incluso con secuencias especí­ficas para permitir determinadas condiciones de flujo, hoy se pueden lograr por las diferentes opciones que ofrecen los sistemas de canal caliente.

En algunos productos es relevante la apariencia del punto de inyección -el vestigio que deja la entrada de material a la cavidad-; esto también hoy es posible hoy gracias a las diferentes alternativas que se encuentran con canales calientes.

Colada caliente, ¿qué puede hacer por su proceso productivo?

La relación entre el costo y el beneficio

Este será siempre el factor decisivo para optar por un canal caliente. En el proceso de inyección, siempre la inversión en las herramientas es un punto a revisar. Dependiendo de la aplicación, estas cifras pueden representar o no un punto difí­cil de superar en el proyecto.

Claramente en aplicaciones donde se requiere de altos volúmenes, o de muy altas especificaciones, es más sencillo llegar a un punto de retorno de la inversión llamativo. En el primer caso -de altos volúmenes-, porque la amortización de un mayor valor del molde, representado en el costo del canal caliente, se diluye muy bien en el número de unidades, al punto incluso de representar beneficios respecto a un molde con sistema de inyección de canal frío.

En el segundo caso -piezas de altas especificaciones-, puede ser más complejo el diseño y fabricación del molde o quizá no ser viable si no involucra un canal caliente. Desde el punto de vista técnico, siempre será mejor que su molde cuente con una cámara caliente para el sistema de alimentación. Serán muy pocos los casos donde por una condición técnica se prefiera no tenerlo.

Cuando el costo supera al beneficio se deben buscar alternativas. En nuestros mercados encontramos proyectos con números de unidades bajos, que nos llevan a pensar en que no se justifica involucrar moldes más "sofisticados". En este sentido, pueden encontrarse posiciones de inversionistas e incluso de técnicos, que argumentan que en su negocio no se logran los retornos para realizar la mayor inversión que representa un canal caliente frente a la de un canal frí­o. Pero, si tenemos claro que desde lo técnico esta será una mejor opción que nos entregará un producto más consistente y mejor especificado, podemos buscar alternativas.

Por ejemplo, en negocios de productos promocionales, donde los cambios en los productos pueden llegar a ser muy frecuentes y sin completar un número de unidades importante, se puede pensar en unificar diseños de moldes por rangos o familias de tamaños de productos. De esta manera, en un momento dado, podrí­a lograrse realizar moldes que compartan el sistema de alimentación y así­ los ahorros se percibirán en las unidades de referencias distintas que podrán ser sumadas.

Aquí surge la inquietud frente a los alistamientos y lo que esto puede representar en la planta de producción. Sin embargo, la respuesta a esta pregunta estará en el nivel de estandarización que se pueda lograr desde el diseño de los moldes; así, los cambios podrían llegar a ser tan simples que no representen una dificultad para el flujo de la producción. Este tipo de alternativas pueden llegar a ser muy poderosas en plantas donde hasta hoy no han sido consideradas.

Los fabricantes de sistemas de colada caliente

Si bien se pueden fabricar en su taller, considere siempre como una alternativa adquirir los sistemas de colada caliente como elementos estándar. Los desarrollos más importantes en sistemas de colada caliente combinan el uso de elementos estándar y la tecnología ajustada a las necesidades específicas de cada producto, cada mercado y cada cliente.

Pensar en desarrollar e implementar su propio sistema de colada caliente puede llegar a ser una aventura interesante, pero también arriesgada. Los fabricantes especializados han logrado un alto nivel de especialidad en el tema y con la investigación y desarrollo enfocado han logrado avances interesantes en técnicas de fabricación, materiales, elementos de calefacción, condiciones de proceso, soluciones ajustadas a las diferentes resinas a procesar, etc. El alto nivel de experiencia les ha permitido también ajustarse sin ninguna dificultad a las necesidades específicas que sus clientes en cada proyecto han presentado.

El fabricante de su sistema de colada caliente se convertirá en otro aliado de su proyecto. Visualizarlo de esta manera seguramente le traerá muchos beneficios. Es muy importante, independientemente de la experiencia previa que el fabricante del molde tenga en proyectos de desarrollo e implementación de sistemas de colada caliente, involucrar desde el principio a los proveedores de sistemas de colada caliente que sean candidatos a suministrar el de su proyecto.

La manera de inyectar la pieza es uno de los datos de entrada relevantes para el proceso de diseño y fabricación del molde, por lo que iniciar sin recibir asesoría de sus proveedores muy probablemente se convierta más adelante en un reproceso de su proyecto. Lo más apropiado sería revisar primero el diseño de su producto, las expectativas en términos de apariencia, distribución del molde (número de cavidades), tiempo de ciclo esperado, si se trata o no de un molde familiar, puntos de inyección en términos de cantidad, posición y tipo. Así el fabricante del sistema de colada caliente tendrá la oportunidad de ofrecerle diferentes alternativas y sugerirle opciones que puedan favorecer su proyecto. Por ejemplo, dentro de todo lo que el proveedor le debe especificar, estará la manera en que el sistema debe ser refrigerado, para evitar zonas calientes inducidas por la colada.

La relación con su proveedor de sistemas de colada caliente puede ser una de esas que resulta beneficioso establecer para el largo plazo. Como ya se mencionó antes, se trata de un elemento que normalmente tiene un costo importante dentro de la inversión de las herramientas de inyección. Por esto es importante tener un nombre, una empresa que soporte durante la vida de los sistemas. Aunque se trata de elementos estándar, cada fabricante busca la manera de abordar cada solución. Por eso, no es habitual, por ejemplo, que un elemento calefactor de una marca se adapte perfectamente al de otra. De ahí que es muy importante saber que en el mediano y largo plazo se cuenta con el soporte del proveedor para el suministro de elementos de repuesto.

¿Cómo evaluar a su proveedor?

En el momento de buscar y definir quién será su proveedor de sistemas de colada caliente, tenga en cuenta que el proceso involucra diferentes etapas y que será muy importante reconocer las fortalezas de quien usted decida será su aliado en este camino. Evalúe las capacidades de su proveedor en términos de:

Diseño: debería ser un apoyo para usted en términos de recomendar cuál es la mejor manera de inyectar su producto, la mejor tecnología que responda a sus necesidades en términos de cambio de color, tipos de resina a inyectar, condiciones finales de producto e incluso tiempo de ciclo. También debería tener la competencia de hacerle observaciones respecto a su diseño de producto en términos de favorabilidad del proceso.

Técnicas de fabricación y tecnología involucrada: evalúe la capacidad de su proveedor en términos de materiales utilizados, tecnologías de calefacción, accionamientos, medición, control, etc. Esto también le dará una idea de la pertinencia para sus necesidades.

Tiempo de entrega: elemento clave, pues en el proceso y desarrollo normal del proyecto no debe representar un alargamiento la implementación de un sistema de colada caliente.

Soporte en el ensamble: son muchas y muy diversas las recomendaciones que debe recibir por parte de su proveedor para que el proceso de ensamble sea tan natural como cualquier otra de las etapas del proyecto. Esto es, el sistema debería llegar a su taller prácticamente como un elemento "plug and play". Lo que dependerá de que le suministren todas las indicaciones necesarias y de que estas sean ejecutadas correctamente.

Repuestos: la disponibilidad y costo de las piezas de desgaste del sistema serán otro punto a evaluar.

Conclusión

Los sistemas de colada caliente favorecen las condiciones de proceso, permiten mejorar la consistencia y calidad del producto, y disminuyen los requerimientos en términos de presión de inyección y fuerza de cierre. Involucran algunas exigencias adicionales en el proceso de fabricación respecto a un canal frío y tienen un costo mayor. El reto que se tiene desde el punto de vista técnico es magnificar los beneficios y lograr disponer de este tipo de alternativas que en la operación nos deben facilitar la vida.

Artículo proveniente de la revista impresa con el código TP3304 inyección.

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