Calcular el tiempo de enfriamiento en el moldeo por inyección
El tiempo de enfriamiento suele ser la mayor parte del tiempo de ciclo. Puede estimarse a partir del espesor de pared, la difusividad térmica del material y las tres temperaturas de la masa fundida, la pared del molde y el desmoldeo. Aquí encontrará la fórmula con un ejemplo calculado; la calculadora de tiempo de enfriamiento propiamente dicha está disponible gratis en la app Resinovo.
La fórmula del tiempo de enfriamiento
Tiempo de enfriamiento (en la app)
t = s² / (π² × α) × ln(4/π × (TM − TW) / (TE − TW))
s espesor de pared, α difusividad térmica del material, TM temperatura de la masa fundida, TW temperatura de la pared del molde, TE temperatura de desmoldeo. Para materiales semicristalinos, la app puede añadir opcionalmente un recargo por cristalización.
Ejemplo de cálculo: PP, 1,5 mm de espesor de pared
t = 2,25 mm² / (9,87 × 0,093 mm²/s) × ln(4/π × 200 / 50) ≈ 2,45 s × 1,63 ≈ 4 s
Supuestos como en la captura de la app: temperatura de la masa fundida 240 °C (temperatura superior de procesamiento del PP), pared del molde 40 °C (centro del rango de temperatura del molde), desmoldeo a 90 °C (valor de la ficha técnica en la app) y la difusividad térmica efectiva α = 0,093 mm²/s (valor a temperatura ambiente por 0,75, porque la capacidad calorífica entre la masa fundida y el desmoldeo es mayor). Resultado: unos 4 segundos. A modo de comparación: con la regla práctica desmoldeo = pared del molde + 30 K para materiales semicristalinos (70 °C) resultan unos 5 segundos.
Así calcula la app
La calculadora de tiempo de enfriamiento de la app, gratuita y sin conexión: elija el material, introduzca el espesor de pared y lea el resultado con los supuestos utilizados.
El espesor de pared actúa al cuadrado
En la fórmula, el espesor de pared está elevado al cuadrado. Con los mismos supuestos del ejemplo, el doble de espesor (3,0 mm) necesita unas cuatro veces más tiempo: unos 16 segundos en lugar de 4. Una pared uniforme y no más gruesa de lo necesario es, por tanto, la palanca más eficaz para ciclos cortos.
Qué más influye en el tiempo de enfriamiento
- Material: cuanto mayor es la difusividad térmica, más rápido cede el calor la pieza.
- Temperatura de la masa fundida: una masa fundida más caliente alarga el tiempo de enfriamiento, solo de forma logarítmica, pero perceptible.
- Temperatura del molde: un molde más frío lo acorta, pero puede empeorar la superficie y aumentar el alabeo.
- Temperatura de desmoldeo: cuanto más rígida deba estar la pieza al expulsarla, más largo es el tiempo de enfriamiento.
La fórmula describe una pared plana y termoplásticos. Los termoestables y los elastómeros se curan en lugar de enfriarse. El resultado es un valor orientativo: la fórmula no refleja los canales de refrigeración, la geometría ni el material del molde.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula el tiempo de enfriamiento en el moldeo por inyección?
A partir del espesor de pared al cuadrado, dividido por π² por la difusividad térmica, por el logaritmo de la relación de temperaturas entre la masa fundida, la pared del molde y el desmoldeo. El ejemplo anterior lo calcula para PP.
¿Por qué el tiempo de enfriamiento crece con el cuadrado del espesor de pared?
El calor debe conducirse hacia el exterior a través de la pared. Si el recorrido se duplica, el tiempo que necesita el calor se cuadruplica.
¿Qué es la temperatura de desmoldeo?
La temperatura en el centro de la pared a la que la pieza es lo bastante rígida para ser expulsada. Depende del material; la app utiliza valores de la ficha técnica o una regla práctica por encima de la temperatura del molde.
¿Sustituye la fórmula a una simulación?
No. Ofrece una estimación rápida para la preselección. Los tiempos de ciclo exactos los dan las pruebas de molde en la máquina o una simulación de llenado y enfriamiento.
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