Cụm máy vận hành nóng là sự kết hợp phức tạp của các bộ phận bằng nhựa được nung nóng được đúc thành các khoang trong máy gia công nóng. Các khoang thường là các phần rỗng của mô hình đúc sẽ được tạo ra. Hầu hết các máy chạy nóng sử dụng áp lực đùn để ép nhựa nóng qua các khoang và vào các bộ phận. Vật liệu nhựa chảy từ các bộ phận được nung nóng vào các bộ phận, chúng nguội đi và cứng lại trong khi nó đang được định hình. Kỹ thuật khuôn đúc nóng này được sử dụng phổ biến nhất trên các mô hình nhựa, chẳng hạn như ô tô mô hình nhựa hoặc các mô hình xe nóng khác.
Lý thuyết cơ bản đằng sau cách thức hoạt động của khuôn chạy nóng là nhựa được làm nóng bằng quá trình đùn sẽ đi qua một buồng chứa môi trường lỏng. Môi trường lỏng này thường là một dạng xăng nóng và có độ nhớt cao, thường được gọi là Ethylene hoặc axit tetra-acetic, được bơm vào khuôn chạy nóng. Khi nhựa đến cuối buồng, nó được làm lạnh để tạo ra cấu trúc rắn của các hạt nhựa. Sau đó, nhựa nguội đi và cứng lại trong khi được tạo hình, khi các phần nóng tiếp tục chảy vào cấu trúc nhựa. Sau khi khuôn nhựa được hình thành, nó thường được nung ở nhiệt độ cao trong môi trường áp suất cao, chẳng hạn như máy ép khuôn, áp suất thấp hoặc bằng súng hơi nóng. Những loại khuôn ép nhựa này phổ biến cho các ứng dụng đúc nóng, sản xuất dây chuyền nóng hoặc đúc ống lạnh.
Khuôn chạy nguội sử dụng loại con lăn nguội của hệ thống chạy nóng. Loại con lăn nguội của hệ thống khuôn nóng thường bao gồm một tấm được làm nóng với các con lăn liên tục áp dụng cho dòng nhựa nóng liên tục vào các khoang. Các hốc chứa một khối lượng lớn bột polyme rắn. Bột polyme này được làm nóng bằng lò nung vonfram đến nhiệt độ thích hợp. Nhựa được tiêm vào lỗ hổng; tuy nhiên, tốc độ và thời gian tiếp xúc với nhiệt có thể thay đổi.
Trong khuôn chạy nguội, các con lăn liên tục áp dụng một tốc độ không đổi vật liệu nhựa nóng vào trong một khoang. Sự xâm thực sẽ chậm lại đáng kể khi nhựa được làm lạnh và các hạt polyme trở nên dày đặc hơn và có khả năng chống lại sự sục khí tốt hơn. Trong loại hệ thống này, không cần vật liệu độn nóng. Do đó, khuôn đúc nguội được sử dụng cho nhiều loại vật liệu nhựa nóng, chẳng hạn như nhựa có mức độ kháng ozone cao, phổ biến nhất là tấm polyethylene (PE), polypropylene (PP) và polystyrene (PS).
Ưu điểm của khuôn chạy nguội là đáng kể khi so sánh với các phương pháp khuôn nóng. Lợi ích chính là tăng tỷ lệ sản xuất. Điều này có thể nhanh hơn gấp năm lần so với các hoạt động đúc nóng. Bởi vì khoang được làm nóng bên trong, các vật liệu nhựa luôn ở trạng thái đàn hồi, có nghĩa là chúng có thể dễ dàng tạo hình và đúc, dẫn đến chất lượng sản phẩm tốt hơn. Vật liệu nhựa cũng có tuổi thọ cao hơn, do quá trình gia nhiệt bên trong không làm thay đổi cấu tạo hóa học của vật liệu nhựa.
Hệ thống vận hành lạnh tạo ra dòng chảy vật liệu được kiểm soát, vì độ nhớt của vật liệu nhựa vẫn thấp trong quá trình này. Cũng ít cần đến bất kỳ loại thiết bị làm mát hoặc thông gió nào vì dòng nguyên liệu rất thấp trong quá trình sản xuất. Điều này cho phép các nhà sản xuất cung cấp khả năng kiểm soát và linh hoạt hơn trong thiết kế, vì nhu cầu thiết bị làm mát đắt tiền sẽ thấp hơn. Một lợi ích khác của khuôn chạy nguội là nhiệt độ của các đầu phun có thể được kiểm soát đến một nhiệt độ chính xác. Các thiết kế vòi phun thường được chọn để có được dòng nguyên liệu tốt nhất có thể tại bất kỳ thời điểm nào.
Máy chạy nóng sẽ có một khoang chứa đầy polyme nóng chảy và một vòi phun lớn. Khi bộ chạy nóng di chuyển qua khuôn, vật liệu chảy từ khoang dưới vào khoang trên, và sau đó nó đi ra khỏi khuôn vào tấm đúc. Khi vật liệu đã đến được tấm đúc một cách an toàn, nó phải nguội đi để có thể lắp vào khuôn. Quá trình làm nguội này cần một nguồn nhiệt để ép vật liệu xuống khuôn. Vật liệu sẽ nguội ở một tốc độ cụ thể, được quyết định bởi độ nhớt của polyme nóng chảy, do đó cần phải đảm bảo rằng độ nhớt được giám sát chặt chẽ và tốc độ làm mát luôn đạt được.
Khoảng thời gian mà một polyme nóng chảy nằm trong khuôn phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Điều này bao gồm tốc độ của thời gian chu kỳ đúc, nhiệt độ môi trường xung quanh, sức căng bề mặt của polyme và loại vật liệu được sử dụng. Nếu các yếu tố này được quan sát chặt chẽ, thì lượng thời gian ở bên trong khuôn sẽ ngắn hơn so với khi các yếu tố này thay đổi. Ngoài việc giảm thời gian chu kỳ, điều này cũng sẽ giúp đảm bảo rằng không có nhiệt đi vào khuôn. Điều này giúp giảm chi phí tổng thể của dụng cụ, vì giảm nhiệt xâm nhập sẽ làm giảm nhiệt độ của bất kỳ hiện tượng nóng chảy nào có thể xảy ra, điều này sẽ giảm lượng gia nhiệt cần thiết và do đó giảm nguy cơ hư hỏng đối với dụng cụ và máy móc sản xuất.
