Todas las herramientas de fabricación están sujetas a condiciones de trabajo increíblemente duras y deben soportar mucho desgaste. Las herramientas utilizadas para el moldeo por inyección de plástico no son una excepción, donde las resinas corrosivas y las fibras abrasivas, inyectadas bajo toneladas de presión, pueden destruir rápidamente el metal blando o sin tratar.
Si está fabricando una herramienta de molde de producción, puede ver fácilmente por qué esto es importante para usted. Las herramientas y troqueles representan una importante inversión económica. Si un molde se desgasta prematuramente debido a la fricción de la superficie y debe repararse, eso significa una pérdida de tiempo de producción y de ingresos.
Por lo tanto, queremos explorar algunas estrategias que utilizan los fabricantes para prolongar la vida útil de la herramienta y mejorar el rendimiento.
¿Qué es la Tribología?
La tribología es el estudio de la fricción y la interacción de superficies en movimiento relativo. La investigación de tribología se utiliza para descubrir nuevas y mejores formas en que las superficies interactúan sin que se destruyan en el proceso. Pero no existe una solución que sea mejor para todos. Todo depende de su aplicación particular.
La cantidad de desgaste que experimenta un molde depende de muchos factores, incluidos el metal base, el volumen de producción, los circuitos de enfriamiento, el tipo de resina, la complejidad del diseño, la textura de la superficie y muchos más.
Debido a que hay tantas variables, existen diferentes soluciones de tratamiento para ayudar a resistir el calor, aumentar la dureza, resistir la corrosión y reducir la fricción para una mejor liberación de la pieza. Aquí hay una mirada más cercana a los cuatro tipos generales principales de herramientas de producción.
Enchapado
Una de las primeras formas de tratamiento del moho es el cromado. Esto aumenta la dureza de la herramienta para resistir la abrasión cuando se utilizan resinas con relleno de vidrio. Chrome ayuda a prevenir la oxidación, pero no es resistente a la desgasificación química cuando se usan resinas corrosivas como el PVC.
Además, el cromado requiere el uso de un ánodo separado. El ánodo agrega gastos a la construcción y, debido a su tamaño y forma, no puede alcanzar cavidades profundas o características delgadas en un molde.
El niquelado electrolítico no necesita un ánodo, por lo que puede usarse para recubrir uniformemente todas las características dentro del molde. Ayuda al moho a resistir el ataque químico, pero no es tan bueno para manejar fibras abrasivas.
El nitruro de boro y níquel, otro recubrimiento común, también mejora la resistencia a la abrasión y la corrosión sin afectar negativamente las propiedades de transferencia de calor. Pero su principal ventaja es que reduce en gran medida la fricción de los deslizadores móviles, núcleos y otras áreas de alto desgaste en la herramienta.
Deposición física de vapor
PVD utiliza una fuente como cerámica o metal que luego se golpea con un haz de iones de alta energía para que se convierta en un plasma. Este plasma se une a la pared de la herramienta en capas muy finas con una gran fuerza adhesiva.
¿Qué tan delgadas son estas capas? Algunos son nanómetros, o menos de una micra, por lo que no son suficientes para afectar las dimensiones finales de la pieza en la mayoría de los casos.
Una de las aplicaciones más comunes en las herramientas es el nitruro de titanio (TiN). Es excepcionalmente duradero y aumenta considerablemente la dureza, al tiempo que ofrece una mejor resistencia a la corrosión que el cromo. Puede resistir el ataque químico de las resinas de PVC mientras mejora la lubricidad. Un inconveniente potencial es que se aplica a temperaturas de 800 grados. C, por lo que esto podría afectar el tratamiento térmico de la herramienta. Otra limitación es que esta es una aplicación de línea de visión, por lo que no se puede aplicar a áreas ocultas.
Deposición de vapor químico
A diferencia del PVD, la deposición química de vapor utiliza una reacción química para producir una película delgada gaseosa. Los recubrimientos de CVD son más gruesos que los de PVD y se aplican a temperaturas aún más altas. La ventaja es que se pueden aplicar recubrimientos de diamante, lo que ofrece la mayor resistencia al desgaste posible y una mayor dureza de la herramienta para una vida útil extremadamente prolongada. Los recubrimientos CVD tampoco necesitan aplicarse en la línea de visión, por lo que se puede tratar toda la herramienta.
Un inconveniente del CVD es que, debido a las altas temperaturas de aplicación, las herramientas de molde deben tratarse térmicamente una segunda vez después del recubrimiento.
Recubrimientos en aerosol
Otra forma de alterar la tribología de la superficie de un molde es con un agente de desmoldeo en aerosol. Estos no mejoran la dureza o la durabilidad, pero están diseñados para reducir el coeficiente de fricción para que las piezas se puedan quitar más fácilmente. La menor fricción también ayuda a acelerar el tiempo de empaque.
El tipo de resina que se va a moldear determinará el mejor tipo de recubrimiento a utilizar, aunque la mayoría se basan en formulaciones de silicona, molibdeno, litio o PTFE (es decir, teflón).
Los recubrimientos en aerosol más nuevos utilizan nanotecnología para crear películas delgadas semipermanentes que son más duraderas y reducen en gran medida la fricción. Esto ayuda a mejorar la eficiencia de la producción al disminuir los tiempos de ciclo y prolongar la vida útil de la herramienta.
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Enlace：Los 4 mejores tratamientos de superficie para herramientas de producción
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