Mejores prácticas de instalación para calentadores de cartucho con accesorios en moldes y troqueles metálicos

Los ingenieros de herramientas que trabajan con estampado de metal e inyección de plástico enfrentan el mismo problema. Los calentadores de cartucho integrados en sus moldes y matrices se queman demasiado pronto, se atascan en sus orificios, lo que dificulta su cambio o no calientan de manera uniforme. Estas dificultades no suelen deberse únicamente a la calidad del calentador. En cambio, los métodos de instalación que no siguen los principios térmicos básicos hacen que sea más probable que las cosas se estropeen antes de tiempo.

La preparación del orificio es el paso más importante para garantizar que los calentadores de cartucho funcionen bien. Hacer un agujero y colocar el calentador en él sin realizar más pasos puede causar complicaciones. El procedimiento estándar requiere perforar un tamaño un poco más pequeño que el tamaño final y luego escariarlo hasta obtener el tamaño correcto con un acabado suave. El diámetro objetivo es el tamaño nominal del calentador + 0.001 pulgadas, sin tolerancia mínima. Esto significa que un calentador nominal que tiene media pulgada de diámetro (pero que en realidad tiene alrededor de 0,497 pulgadas de diámetro) necesita un orificio de exactamente media pulgada de diámetro, con una tolerancia de más 0,001, menos 0,000 pulgadas.

El acabado de la superficie dentro del orificio tiene un efecto directo sobre qué tan bien se mueve el calor a través de él. El escariado hace que la superficie sea lo suficientemente lisa como para que el calentador y el orificio se toquen entre sí. Los acabados rugosos de las perforaciones dejan pequeños espacios de aire que impiden que pase el calor. Debido a que el aire no transfiere calor tan bien como el metal, estos espacios hacen que el calentador funcione mucho más caliente que el material del troquel circundante para que fluya la misma cantidad de calor. No es raro que un calentador bien instalado tenga una diferencia de temperatura de funcionamiento de 100 grados Fahrenheit o más con respecto a uno flojo.

Los orificios pasantes-son mucho más útiles que los agujeros ciegos cuando la geometría lo permite. Un orificio que atraviesa toda la parte calentada permite quitar un calentador atascado empujándolo hacia afuera desde el otro extremo. Si un calentador se hincha y queda atascado en un agujero ciego sin esta característica de extracción, es posible que sea necesario perforarlo, lo que podría dañar un molde o troquel costoso. Cuando-la perforación total no es factible, aumentar el diámetro del orificio dentro de los límites de tolerancia reduce el peligro de agarrotamiento, aunque tiene un costo para la eficiencia de la transferencia de calor.

Gestionar la expansión térmica es lo que diferencia a las instalaciones expertas de aquellas que causan problemas. Cuando se encienden los calentadores de cartucho, se alargan, al igual que el acero inoxidable. Si la instalación detiene esta expansión, la tensión de compresión doblará el interior del calentador, lo que eventualmente romperá el elemento de resistencia o el aislamiento de óxido de magnesio. La respuesta es dejar que el extremo delantero flote aproximadamente un milímetro axialmente mientras se mantiene el contacto radial para la transmisión de calor.

Al instalar calentadores con accesorios roscados en moldes, es importante ser muy exacto con respecto a la longitud sin calentar entre la zona de calentamiento y el accesorio. Para mantener intactos el sello y el aislamiento del cable, el área de salida del conector y del cable debe permanecer fría. Los calentadores pequeños deben tener al menos un-octavo de pulgada de largo sin calentar, mientras que los calentadores más grandes o los que funcionan a altas temperaturas deben tener una pulgada o más. Cuando las secciones frías no son lo suficientemente buenas, los sellos se queman, los cables se cortan y las fallas ocurren demasiado pronto.

El enrutamiento de los cables conductores en moldes y matrices es igualmente importante. Para evitar que los cables se doblen en el importante punto de engarzado, necesitan un alivio de tensión cuando salen del calentador. Los resortes metálicos, los conductos flexibles o las fundas protectoras evitan que el aislamiento sufra daños causados ​​por el movimiento y la abrasión. Esta protección es necesaria para los calentadores que se utilizan para mover placas o troqueles. Los cables aislados con fibra de vidrio, que son estándar para servicios de alta-temperatura, pueden soportar el calor pero aún son propensos a sufrir daños mecánicos si no están protegidos.

Los aditivos anti-facilitan el retiro posterior de un calentador, especialmente en situaciones en las que los ciclos térmicos hacen que el ajuste se vuelva más ajustado con el tiempo. Las pastas antiagarrotamiento-a base de níquel-pueden soportar altas temperaturas sin convertirse en carbón ni convertirse en conductoras de electricidad. La aplicación debe cubrir la parte del calentador que tocará el orificio, pero no debe tocar ningún cable, terminal u otras partes que transporten corriente. Poner anti-antiagarrotamiento en las conexiones eléctricas puede causar cortocircuitos y problemas de seguridad.

Al elegir un accesorio para aplicaciones de moldes, es necesario encontrar un equilibrio entre retención mecánica y aislamiento térmico. Las bridas de montaje atornilladas en la superficie del molde evitan que el molde se mueva cuando se empuja o vibra. Las bridas de acero inoxidable soldadas en la funda del calentador la hacen fuerte y resistente a la oxidación a altas temperaturas. La posición de la brida a lo largo de la pieza no calentada le permite decidir exactamente dónde va la longitud calentada en la cavidad del molde.

Los sellos de los extremos son muy importantes para moldes que se enfrían con líquido o para situaciones en las que puede entrar humedad. El encapsulado de epoxi estándar puede impedir la entrada de humedad hasta aproximadamente 266 grados Fahrenheit. Con epoxi de alta-temperatura, la temperatura llega hasta 450 grados. En condiciones muy malas, el sellado hermético o el encapsulado de cemento con barniz de silicona pueden soportar temperaturas de hasta 1000 grados Fahrenheit manteniendo la humedad fuera. El tipo de sello debe coincidir con la temperatura en el extremo principal, no solo con la temperatura de toda la operación.

Al elegir e instalar un calentador, la densidad de vatios es algo en lo que hay que pensar. Los calentadores con altas densidades de vatios, que entregan 50 vatios por pulgada cuadrada o más, necesitan accesorios más ajustados y mejores disipadores de calor que aquellos con densidades más bajas. Para evitar que el elemento de resistencia se caliente demasiado, el aumento del flujo de calor debe poder transmitir calor de manera eficiente al metal circundante. Al instalar calentadores de alta-densidad, es mucho más importante seguir las reglas de tolerancias de orificios y pulido de superficies.

Hacer un seguimiento de los detalles de la instalación facilita el mantenimiento posterior. Cuando los calentadores llegan al final de su vida útil, es más fácil reemplazarlos si realiza un seguimiento de los tamaños de los orificios, las especificaciones del calentador y los tipos de accesorios. Los moldes y troqueles a veces duran más que varias generaciones de calentadores, y mantener registros detallados significa que no tendrá que tomarse la molestia de averiguar las especificaciones correctas nuevamente años después de su instalación por primera vez.

Si instalas correctamente los calentadores de cartuchos, durarán mucho tiempo en lugar de ser desechables. Prestar atención a la preparación del orificio, la adaptación a la expansión térmica y la protección del cable da como resultado menos tiempo de inactividad y temperaturas de proceso estables.