Optimización de la sostenibilidad en el proceso de moldeo por inyección de plástico a través de la implementación de refrigeración avanzada conformal

Resumen

En el proceso de manufactura de una pieza de plástico, mediante moldes de inyección, intervienen diferentes fases que determinan el ciclo de manufactura y, por ende, su tiempo de ciclo asociado. De todas ellas, la fase de refrigeración es actualmente la que presente mayor influencia en el gasto energético, gasto económico e impacto ambiental. Por ello, desde el punto de vista de la sostenibilidad y la eficiencia energética, es la fase con mayor repercusión e importancia. Actualmente, el diseño tradicional de los elementos y sistemas de refrigeración, que intervienen de manera directa en esta fase, están limitados en el intercambio térmico que se lleva a cabo entre el fluido refrigerante y la cavidad del molde de inyección. Esta limitación se encuentra directamente relacionada con el progresivo aumento, en los últimos años, de los requerimientos de diseño de las piezas de plástico que, con mayor frecuencia, incorporan geometrías complejas y núcleos profundos. De forma que, el rendimiento de los sistemas de refrigeración tradicionales disminuye por las propias limitaciones asociadas al proceso de mecanizado tradicional con los que se fabrican sus principales elementos. Como solución a dichas limitaciones y gracias al desarrollo de nuevas tecnologías de fabricación aditivas, se presentan los canales de refrigeración de tipo conformal. En esta línea los canales de refrigeración de tipo conformal aportan una mayor flexibilidad al diseño, consiguiendo una optimización del intercambio térmico y consiguiendo que éste sea más eficiente, homogéneo y uniforme entre el fluido refrigerante y la cavidad del molde de inyección. El presente trabajo de investigación describe la aplicación de un nuevo sistema de refrigeración de tipo conformal para el enfriamiento de una pieza plástica con geometrías complejas, grandes profundidades y altos requerimientos de diseño, donde el uso de la refrigeración tradicional es ineficiente. Los resultados del presente trabajo de investigación mejoran significativamente la uniformidad del mapa de temperaturas en la superficie de la pieza de plástico, reduciendo el tiempo ciclo en más del 36%, respecto al diseño tradicional. Estos resultados se alinean perfectamente con el objetivo de mejora de la sostenibilidad y eficiencia energética del proceso de manufactura.