Calculadora de Diseño de Canal

Introducción

La Calculadora de Diseño de Canal es una herramienta de ingeniería para dimensionar canales principales, ramales y entradas (gates) en moldes de inyección. Su objetivo es controlar la resistencia al flujo, la caída de presión y el equilibrio de llenado en moldes multicavidad, factores que determinan la conformidad dimensional, la calidad superficial y la repetibilidad lote a lote. Un sistema de canales equilibrado (balanced runner, en configuración H o X) mantiene la diferencia de tiempo de llenado entre cavidades por debajo de ±5 %, evitando defectos como disparos cortos, líneas de soldadura visibles y variaciones de tonalidad entre piezas del mismo molde. La calculadora compara secciones circular, semicircular y trapezoidal: la circular ofrece la menor pérdida por fricción para un diámetro hidráulico dado, mientras que la trapezoidal se mecaniza en una sola mitad del molde y reduce costes. Considera también la viscosidad del polímero, la temperatura de pared y la capa congelada (frozen layer): materiales de alta viscosidad como PA66, PC o compuestos reforzados con fibra de vidrio elevan las pérdidas de presión de forma no lineal, lo que obliga a usar diámetros mayores o recorridos más cortos. Incorpora además la decisión entre canal frío y canal caliente: el canal caliente mantiene el polímero a temperatura de proceso y elimina residuos de inyección por ciclo, mientras que el canal frío es más económico de fabricar pero genera material solidificado en cada disparo. Con todo ello, los ingenieros disponen de una base cuantitativa para definir el sistema de alimentación, la posición de la entrada y el balance multicavidad antes de mecanizar el molde.

Cómo funciona

El núcleo del cálculo es la ecuación de Hagen-Poiseuille para flujo laminar en conductos: ΔP = (8 · μ · L · Q) / (π · r⁴), donde ΔP es la caída de presión, μ la viscosidad dinámica del polímero fundido, L la longitud del canal, Q el caudal volumétrico y r el radio interior; la dependencia con r⁴ explica por qué pequeñas variaciones de diámetro modifican drásticamente la presión necesaria. El volumen del canal V = π · (D/2)² · L se utiliza para estimar el peso del bebedero y el desperdicio por disparo. El usuario introduce diámetros y longitudes del canal principal y los ramales, dimensiones de entrada, viscosidad a temperatura de proceso y volumen de disparo; la calculadora devuelve volumen total del bebedero (g), caída de presión por tramo y tiempo de llenado estimado por cavidad. En el modo de equilibrio multicavidad compara disposiciones H y X, verifica si todos los caminos de flujo son geométricamente equivalentes y propone ajustes de equilibrado artificial (variando el diámetro de la entrada o de los ramales) cuando un equilibrio natural no es posible, ofreciendo una evaluación con efecto similar a una simulación reológica antes de liberar los planos.

Escenarios de uso

• Validar un molde de producción de 8 cavidades en ABS con distribución tipo H: comprobar que la desviación de tiempo de llenado entre cavidades de esquina y cavidades centrales se mantiene dentro de ±5 % antes de mecanizar el molde.
• Cuantificar la mejora del flujo al ampliar la entrada de 1,2 mm a 1,8 mm cuando una pérdida de presión excesiva en la zona del gate provoca marcas de quemado y llenado incompleto en piezas existentes.
• Evaluar el cambio de canal frío a canal caliente para una pieza en PA66 reforzado con fibra de vidrio, comparando la caída de presión, el peso del bebedero por disparo y la reducción esperada del tiempo de ciclo sobre toda la serie.

Preguntas frecuentes