Como e por que usar ferramentas de sacrifício

Embora as técnicas tradicionais de fabricação possam efetivamente produzir formas básicas com seções transversais uniformes, a criação de peças com interiores ocos ou geometrias complexas apresenta desafios únicos. No entanto, com ferramentas de sacrifício, designers e engenheiros não precisam comprometer a forma ou a integridade do material.

O ferramental de sacrifício envolve a impressão de uma estrutura em um material solúvel, que é então usado para criar estruturas complexas. Essa técnica permite que projetistas e engenheiros criem facilmente estruturas complexas ou ocas - apresentando qualquer tipo de rebaixo - com interiores lisos de vários materiais. O ferramental de sacrifício geralmente é realizado por meio de modelagem de deposição fundida (FDM), que permite alta precisão e repetibilidade.

Como as ferramentas de sacrifício funcionam

O ferramental de sacrifício começa com um projeto de duas partes:um projeto da ferramenta e um projeto da peça final. É claro que esses dois designs são essencialmente os dois lados da mesma moeda; a ferramenta de sacrifício é projetada para preencher o interior da peça final. A ferramenta deve ser construída primeiro, com subsídios para promover o fluxo de fluido quando chegar a hora de dissolver a ferramenta.

Uma vez que a ferramenta foi construída e a peça final encaixada em torno dela, nenhuma preparação adicional é necessária além de lixar para melhorar o acabamento da superfície e a aplicação de resina para favorecer a dissolução uniforme da ferramenta. Com isso completo, a peça deve ser totalmente submersa em um detergente de remoção, que dissolverá a ferramenta e deixará a peça final intacta.

Vantagens e limitações das ferramentas de sacrifício

As ferramentas de sacrifício são frequentemente preferidas por projetistas e engenheiros não apenas porque permitem a criação de estruturas complexas com qualquer número de materiais, mas também porque garantem um tempo de produção mais curto do que muitos outros métodos de fabricação. Além disso, resulta em um produto sem costura. Outras vantagens do ferramental de sacrifício incluem:

• Forma recortes sem a necessidade de slides complexos na ferramenta
• Alta resistência ao calor e à pressão
• Elimina a necessidade de ferramentas adicionais
• Oferece a capacidade de iterar designs rapidamente
• Requer mão de obra manual limitada
• Tempo de espera reduzido para volumes baixos
• Tempo de dias do design para parte, em vez de meses
• Aumento do subsídio para a complexidade do produto
• Melhor sustentabilidade econômica

Aplicativos mais adequados para ferramentas de sacrifício

Certas indústrias e aplicações são especialmente adequadas para ferramentas de sacrifício, particularmente aquelas que exigem peças complexas feitas de materiais fortes e resistentes ao calor, mas que não exigem alto volume de produção. Além disso, o ferramental de sacrifício é ideal para criar produtos que envolvem totalmente a peça. A tecnologia FDM é mais comumente usada para criar peças complexas com interiores ocos, como dutos complexos.

As indústrias aeroespacial e automotiva veem uma série de casos de uso comuns para ferramentas de sacrifício. As aeronaves exigem peças incrivelmente fortes e altamente detalhadas, e ferramentas de sacrifício ajudam a atingir esses dois objetivos. Da mesma forma, a indústria automobilística exige peças complexas, especializadas, fortes e leves.

Considerações-chave de design para ferramentas de sacrifício

Ao considerar ferramentas de sacrifício, projetistas e engenheiros devem prestar atenção especial a duas características do material:o coeficiente de expansão térmica e os pares de temperatura e pressão de cura.

Além das características do material, designers e engenheiros precisam escolher entre dois estilos de design:um padrão de preenchimento interno esparso ou estilo de concha. O estilo esparso é o mais comumente usado e, na maioria dos casos, fornece o equilíbrio ideal entre o tempo de construção e a resistência da ferramenta. O estilo shell, no entanto, usa menos material de construção e é especialmente eficaz ao usar um processo de ensacamento de envelope.

Também é importante escolher a orientação ideal ao fabricar uma peça por meio de ferramentas de sacrifício. As ferramentas podem ser construídas em uma orientação vertical ou horizontal, mas a orientação selecionada afetará a velocidade de construção, a qualidade da superfície, os requisitos de material de suporte e o desempenho geral. A aplicação final da ferramenta deve ser cuidadosamente considerada durante a fase de projeto para determinar a melhor orientação de construção.

Um parceiro em ferramentas de sacrifício FDM

Para designers e engenheiros que desejam construir peças complexas com interiores ocos, o ferramental de sacrifício FDM oferece um método confiável, simples e econômico. Ao contrário dos métodos tradicionais de ferramentas, que exigem montagem complexa ou ferramentas de lavagem caras e frágeis, as ferramentas de sacrifício FDM são práticas, versáteis e relativamente simples.

Na Fast Radius, temos o compromisso de ajudar nossos clientes a criar produtos excelentes da maneira mais eficiente possível. Nossas equipes de engenharia de projeto e desenvolvimento são compostas por especialistas que trabalham em estreita colaboração com nossos clientes durante todas as etapas do processo de fabricação, desde o conceito até a entrega.

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