Un gruppo canale caldo è una combinazione complessa di parti in plastica riscaldate stampate in cavità nella macchina a canale caldo. Le cavità sono tipicamente le parti cave del modello stampato da realizzare. La maggior parte delle macchine a canale caldo utilizza la pressione di estrusione per forzare la plastica calda attraverso le cavità e nelle parti. Il materiale plastico fluisce dalle porzioni riscaldate nelle parti, che si raffredda e si indurisce durante la formatura. Questa tecnica di stampo a canale caldo è più comunemente utilizzata su modelli in plastica, come modellini di automobili in plastica o altri modelli di veicoli caldi.
La teoria alla base del funzionamento di uno stampo a canale caldo è che la plastica riscaldata dal processo di estrusione passa attraverso una camera che contiene un mezzo liquido. Questo mezzo liquido è tipicamente una forma di benzina altamente viscosa e calda, comunemente indicata come etilene o acido tetraacetico, che viene iniettata nello stampo del canale caldo. Quando la plastica raggiunge la fine della camera, viene raffreddata per creare una struttura solida di particelle di plastica. La plastica quindi si raffredda e si indurisce mentre viene modellata, poiché le parti calde continuano a fluire nella struttura in plastica. Una volta che lo stampo di plastica è formato, viene generalmente cotto ad alta temperatura in un ambiente ad alta pressione, come una macchina per iniezione a bassa pressione, o mediante una pistola ad aria calda. Questi tipi di stampi per iniezione plastica sono popolari per applicazioni a getto caldo, produzione in linea calda o colata di tubi a freddo.
Uno stampo a canale freddo utilizza un tipo di sistema a canale caldo a rulli freddi. Il tipo a rullo freddo del sistema a stampo caldo consiste tipicamente in una piastra riscaldata con rulli continui che applicano un flusso continuo di plastica calda alle cavità. Le cavità contengono un grande volume di polvere polimerica solida. Questa polvere polimerica viene riscaldata da un riscaldatore al tungsteno a una temperatura appropriata. La resina viene iniettata nella cavitazione; tuttavia, la velocità e la durata dell'esposizione al calore sono variabili.
In uno stampo a canale freddo, i rulli continui applicano una velocità costante di materie plastiche calde in una cavità. La cavitazione rallenta notevolmente una volta che la resina si è raffreddata e le particelle di polimero diventano più dense e più resistenti all'aerazione. In questo tipo di impianto non c'è bisogno di un materiale d'apporto caldo. Pertanto, gli stampi a canale freddo sono utilizzati per un'ampia varietà di materiali plastici caldi, come plastiche con alti livelli di resistenza all'ozono, i più comuni fogli di polietilene (PE), polipropilene (PP) e polistirene (PS).
I vantaggi dello stampo a canale freddo sono significativi rispetto ai metodi a stampo caldo. Il vantaggio principale è l'aumento dei tassi di produzione. Questo può essere fino a cinque volte più veloce delle operazioni di stampaggio a caldo. Poiché la cavità è riscaldata internamente, i materiali plastici rimangono in uno stato elastico, il che significa che possono essere facilmente modellati e modellati, ottenendo un prodotto di migliore qualità. I materiali plastici hanno anche una durata maggiore, poiché il processo di riscaldamento interno non modifica la composizione chimica dei materiali plastici.
I sistemi a canale freddo producono flussi di materiale controllati, poiché la viscosità dei materiali plastici rimane bassa durante il processo. C'è anche meno bisogno di qualsiasi tipo di unità di raffreddamento o ventilazione perché i flussi di materiale sono molto bassi durante il processo di produzione. Ciò consente ai produttori di fornire maggiore flessibilità e controllo di progettazione, poiché vi è una minore necessità di costose apparecchiature di raffreddamento. Un altro vantaggio dello stampo a canale freddo è che la temperatura degli ugelli può essere controllata a una temperatura precisa. I design degli ugelli sono generalmente scelti per ottenere il miglior flusso di materiale possibile in un dato momento.
Una macchina a canale caldo avrà una cavità riempita con polimero fuso e un grande ugello. Mentre il canale caldo si muove attraverso lo stampo, il materiale scorre dalla camera inferiore nella camera superiore e quindi fuoriesce dallo stampo sulla piastra di colata. Una volta che il materiale è arrivato in sicurezza alla piastra di colata, deve raffreddarsi in modo che possa essere inserito nello stampo. Questo processo di raffreddamento richiede una fonte di calore per spingere il materiale verso il basso nello stampo. Il materiale si raffredderà a una velocità specifica, che è dettata dalla viscosità del polimero fuso, quindi è necessario garantire che la viscosità sia strettamente monitorata e che la velocità di raffreddamento sia costantemente raggiunta.
Il tempo che un polimero fuso trascorre nello stampo dipende da molti fattori. Ciò include la velocità del ciclo di stampaggio, la temperatura ambiente, la tensione superficiale del polimero e il tipo di materiale utilizzato. Se questi fattori vengono osservati da vicino, la quantità di tempo trascorso all'interno dello stampo sarà più breve che se questi fattori fossero variabili. Oltre a ridurre i tempi di ciclo, questo aiuterà anche a garantire che nessun calore entri nello stampo. Ciò aiuta a mantenere basso il costo complessivo dello strumento, poiché la riduzione dell'ingresso di calore ridurrà la temperatura di eventuali fusioni che potrebbero verificarsi, questo ridurrà la quantità di riscaldamento richiesta e quindi ridurrà il rischio di danni agli strumenti e ai macchinari di produzione.
