Diseño óptimo de moldes de inyección mediante simulación

La distribución de temperatura en el núcleo del molde para el acero de molde común inicialmente planeado (izquierda), así como las inserciones del núcleo hechas de CuBe B2 (centro) y Moldmax HH (derecha).

Para componentes de alta tecnología, la configuración óptima de la herramienta es de suma importancia para fabricar productos de alta calidad en procesos estables. Con la ayuda de SIGMASOFT® Virtual Molding, los fabricantes de moldes prueban sus conceptos con anticipación en una máquina de inyección virtual. De esta manera, determinan la configuración ideal de la herramienta antes de que el acero sea procesado.

En la Moulding Expo 2019 (21-24 de mayo de 2019 en Stuttgart), SIGMA Engineering GmbH de Aquisgrán presenta la tecnología SIGMASOFT® Virtual Molding. En el pabellón 7, stand 7E15, SIGMA muestra cómo el software ayuda en una etapa temprana del diseño a analizar y evaluar herramientas de inyección y conceptos de temperatura. Así, apoya al usuario en encontrar la combinación óptima de aleación de la herramienta y concepto de control de temperatura. Esto permite al fabricante producir herramientas que desde el principio generan buenas piezas en la máquina.

En un ejemplo de caso para una aplicación automotriz, la herramienta fue inicialmente planificada con un acero de molde comercial. Para evitar costosas revisiones de la herramienta, toda la configuración —incluidos todos los componentes de la herramienta y sus aleaciones correspondientes— fue configurada en SIGMASOFT®. La simulación funciona como una máquina de inyección virtual y calcula una fase de calentamiento y varios ciclos de inyección para alcanzar un estado térmicamente estable. El análisis de la herramienta en estado térmicamente estabilizado reveló puntos calientes en algunos núcleos de la herramienta (ver imagen 1, izquierda), donde la temperatura era hasta 30°C más alta que en el resto de la cavidad. Para lograr una distribución más uniforme, se simularon y evaluaron diferentes soluciones posibles con SIGMASOFT® Virtual Molding.

Debido al concepto general de la herramienta, la solución preferida fue reemplazar el acero de molde utilizado por una aleación de alta conductividad, en lugar de instalar canales de enfriamiento adicionales. Para ello, se realizaron ensayos virtuales con insertos de cobre beryllium CuBe B2 y Moldmax HH. Como en el primer análisis, estos ensayos también se calcularon con una fase de calentamiento y varias fases de inyección para alcanzar un estado térmicamente estabilizado. Finalmente, se comparó la distribución de temperatura en los núcleos con los tres materiales. Ambas aleaciones de alta conductividad muestran una distribución de temperatura significativamente mejorada y más uniforme (imagen 1, centro y derecha). Dado que las temperaturas alcanzadas en ambas alternativas se encuentran en el mismo rango, ambas representan una solución satisfactoria para evitar los puntos calientes. Gracias a los resultados de la simulación, la herramienta pudo fabricarse de inmediato con núcleos de alta conductividad, formando la base para un proceso estable.

SIGMASOFT® permite a sus usuarios analizar y evaluar fácilmente la configuración planificada de la herramienta incluso antes de su fabricación. Con la ayuda del software, los usuarios identifican áreas térmicamente críticas y verifican diferentes enfoques para mejorar la herramienta y hacer el proceso de inyección más estable. De esta manera, ahorran costos y evitan revisiones en la herramienta entre los ensayos en máquina.