Un ansamblu cu canal cald este o combinație complexă de piese din plastic încălzite turnate în cavități din mașina cu canal cald. Cavitățile sunt de obicei părțile goale ale modelului turnat care trebuie creat. Majoritatea mașinilor cu canal fierbinte folosesc presiunea de extrudare pentru a forța plasticul fierbinte prin cavități și în piese. Materialul plastic curge din porțiunile încălzite în piese, care se răcește și se întărește în timp ce este modelat. Această tehnică de matriță cu canal fierbinte este utilizată cel mai frecvent pe modelele din plastic, cum ar fi modelele de mașini din plastic sau alte modele de vehicule fierbinți.
Teoria de bază din spatele modului în care funcționează o matriță cu canal cald este aceea că plasticul încălzit prin procesul de extrudare trece printr-o cameră care conține un mediu lichid. Acest mediu lichid este de obicei o formă foarte vâscoasă și fierbinte de benzină, denumită în mod obișnuit etilenă sau acid tetra-acetic, care este injectată în matrița cu canal cald. Când plasticul ajunge la capătul camerei, este răcit pentru a crea o structură solidă de particule de plastic. Plasticul apoi se răcește și se întărește în timp ce este modelat, deoarece părțile fierbinți continuă să curgă în structura de plastic. Odată ce matrița de plastic este formată, aceasta este, în general, arsă la o temperatură ridicată într-un mediu cu presiune înaltă, cum ar fi o mașină de coacere, injecție la presiune joasă sau cu un pistol cu aer cald. Aceste tipuri de matrițe de injecție din plastic sunt populare pentru aplicații cu jet la cald, producție pe linie fierbinte sau turnare la rece.
O matriță cu canal rece folosește un sistem cu canal cald de tip cu role rece. Sistemul de matriță fierbinte tip role rece constă de obicei dintr-o placă încălzită cu role continue care se aplică pentru un flux continuu de plastic fierbinte în cavități. Cavitățile conțin un volum mare de pulbere solidă de polimer. Această pulbere de polimer este încălzită de un încălzitor de tungsten la o temperatură adecvată. Rășina este injectată în cavitație; cu toate acestea, viteza și durata expunerii la căldură sunt variabile.
Într-o matriță cu canal rece, rolele continue aplică o rată constantă de materiale plastice fierbinți într-o cavitate. Cavitația încetinește considerabil odată ce rășina este răcită și particulele de polimer devin mai dense și mai rezistente la aerare. În acest tip de sistem, nu este nevoie de un material de umplere fierbinte. Prin urmare, matrițele cu canal rece sunt utilizate pentru o mare varietate de materiale plastice fierbinți, cum ar fi materialele plastice cu niveluri ridicate de rezistență la ozon, cele mai comune foi de polietilenă (PE), polipropilenă (PP) și polistiren (PS).
Avantajele matriței cu canal rece sunt semnificative în comparație cu metodele de turnare la cald. Beneficiul principal este creșterea ratelor de producție. Acest lucru poate fi de până la cinci ori mai rapid decât operațiunile de turnare la cald. Deoarece cavitatea este încălzită intern, materialele plastice rămân într-o stare elastică, ceea ce înseamnă că pot fi modelate și modelate cu ușurință, rezultând un produs de mai bună calitate. Materialele plastice au, de asemenea, o durată de viață mai lungă, deoarece procesul de încălzire internă nu modifică componența chimică a materialelor plastice.
Sistemele cu canal rece produc fluxuri de material care sunt controlate, deoarece vâscozitatea materialelor plastice rămâne scăzută în timpul procesului. Există, de asemenea, mai puțină nevoie de orice tip de unitate de răcire sau ventilație, deoarece fluxurile de material sunt foarte scăzute în timpul procesului de fabricație. Acest lucru le permite producătorilor să ofere o mai mare flexibilitate în proiectare și control, deoarece există o nevoie mai mică de echipamente scumpe de răcire. Un alt avantaj al matriței cu canal rece este că temperatura duzelor poate fi controlată la o temperatură precisă. Modelele duzelor sunt alese de obicei pentru a obține cel mai bun flux de material posibil în orice moment dat.
O mașină cu canal cald va avea o cavitate umplută cu polimer topit și o duză mare. Pe măsură ce canalul fierbinte se deplasează prin matriță, materialul curge din camera inferioară în camera superioară și apoi își iese din matriță pe placa de turnare. Odată ce materialul a ajuns în siguranță către placa de turnare, acesta trebuie să se răcească pentru a putea fi introdus în matriță. Acest proces de răcire necesită o sursă de căldură pentru a forța materialul să coboare în matriță. Materialul se va răci la o viteză specifică, care este dictată de vâscozitatea polimerului topit, prin urmare, este necesar să se asigure că vâscozitatea este monitorizată îndeaproape și viteza de răcire atinsă în mod constant.
Perioada de timp pe care o petrece un polimer topit în matriță depinde de mulți factori. Aceasta include viteza ciclului de turnare, temperatura ambiantă, tensiunea superficială a polimerului și tipul de material utilizat. Dacă acești factori sunt observați îndeaproape, atunci timpul petrecut în interiorul matriței va fi mai scurt decât dacă acești factori ar fi variabili. Pe lângă reducerea timpilor de ciclu, acest lucru va ajuta, de asemenea, să vă asigurați că nicio căldură nu pătrunde în matriță. Acest lucru ajută la menținerea costului total al sculei, deoarece reducerea intrării de căldură va reduce temperatura oricăror topiri care pot apărea, aceasta va reduce cantitatea de încălzire necesară și, prin urmare, va reduce riscul de deteriorare a uneltelor și a mașinilor de producție.
