Refrigeración conformal

La refrigeración conformal (conformal cooling) supone un enfoque diferente para solucionar estos retos de proceso. Como su propio nombre indica, implica el diseño de canales de refrigeración que conforman, o que son capaces de copiar, la superficie de la cavidad del molde. La mejor forma de fabricar este sistema de canales conformales es mediante el uso de la fabricación aditiva metálica, en particular, mediante la tecnología de lecho de polvo conocida como Selective Laser Melting (SLM). Addimen (https://www.addimen.com/servicios/insertos-de-moldes/), líder en el diseño y fabricación de insertos con refrigeración conformal apuesta desde hace años por esta tecnología, ya madura en países como Alemania y que se está popularizando cada vez más en nuestro país. Las ventajas vienen de la combinación de libertad de diseño (necesaria para fabricar los canales curvos en el interior del inserto), disponibilidad de materiales técnicos y la capacidad de hibridar el inserto con un taco mecanizado para abaratar el coste del inserto.

Los aspectos de diseño más relevantes para diseñar y fabricar un inserto de inyección por impresión 3D son:

• Diámetro de los canales y distancia a la superficie: variarán en función del material a inyectar, para el caso de inyección de aluminio es vital mantener un caudal mínimo que garantice que en los codos no se producen cavitaciones (evaporaciones puntuales del líquido refrigerante). La presencia de este tipo de fenómenos condiciona la vida del inserto.
• Cantidad de canales en paralelo: la configuración de canales en paralelo es muy útil para mejorar el caudal. Sin embargo, sea hace necesario dimensionar la entrada o inlet correctamente.
• Equilibrado: en el caso de diseñar canales paralelos, se deberán dimensionar de tal forma que todos ellos estén equilibrados en caudal.
• Geometría de la sección del canal: la fabricación aditiva permite fabricar canales de sección no circular o incluso de sección variable. No obstante, se debe tener en cuenta la pérdida de carga asociada y sólo se deberá aplicar en determinados escenarios.

En el caso de hibridar la fabricación aditiva con mecanizado en un mismo inserto, la experiencia del fabricante en la estrategia de fabricación y el material seleccionado cobran especial relevancia. Se deberá tener en cuenta los materiales seleccionados para no generar tensiones internas o pares galvánicos indeseados. El material más empleado es el acero martensítico 1.2709, pudiendo entregarse con dureza de 45 HRC o 55 HRC en función de la aplicación. Para aplicaciones de utillajes a alta temperatura y elevada abrasión, como la forja o la estampación en caliente, Addimen está desarrollando junto con proveedores de polvo metálico materiales de hasta 62 HRC. Los insertos realizados por esta tecnología son fabricados con una demasía para posteriormente llevarlos a las dimensiones requeridas mediante mecanizado.

Gracias a la refrigeración conformal se puede obtener una reducción de tiempo de ciclo de hasta el 70 % en algunos casos, mejor calidad de la pieza inyectada al enfriarse de forma más homogénea, acelerar el desarrollo del molde y obtenerlo en un corto plazo de entrega.