Dicas para moldes de impressão 3D

A moldagem por injeção é o processo mais popular do mundo para a fabricação de peças plásticas. Usando moldes de metal duráveis, a moldagem por injeção torna possível criar centenas de milhares de unidades em um curto espaço de tempo.

E a moldagem não é cara. Pelo menos, injetar uma injeção de material em um molde não é:o processo é extremamente rápido e os pellets são uma forma barata de plástico. Mas os próprios moldes são caros, a maioria deles feitos de metais premium e fabricados com usinagem manual ou CNC.

Para protótipos e fabricação de curto prazo, um molde profissional pode estar muito além do orçamento de uma empresa. E mesmo os moldes de alumínio mais acessíveis – feitos por ferramentas rápidas – ainda são muito caros para alguns projetos.

Uma maneira de fazer peças moldadas por injeção a um custo muito baixo é simplesmente imprimir os moldes em 3D. Esses moldes de plástico não duram muito tempo e certamente não podem ser usados ​​para fabricação em massa, mas funcionam bem para alguns protótipos rápidos.

Este artigo analisa como e por que você pode usar a impressão 3D para fabricar moldes de plástico para moldagem por injeção.

Por que usar a impressão 3D para moldes?

A impressão 3D não é amplamente utilizada como ferramenta de fabricação de moldes. Em vez disso, é mais comumente usado para prototipagem rápida e produção de pequenos lotes de peças personalizadas.

No entanto, ao moldar peças por injeção com um orçamento restrito, a impressão 3D oferece algumas possibilidades. A manufatura aditiva é muito barata, com custos mínimos de configuração e pode ser usada para criar um item único, como um molde.

Os moldes impressos em 3D são muito menos sólidos e duráveis ​​do que os moldes de metal usinados mais frágeis, mas são bons o suficiente para certos protótipos feitos de certos materiais.

Para a grande maioria dos casos, a 3ERP recomenda a usinagem CNC para a criação de moldes de injeção.

Quais indústrias usam a impressão 3D para moldes?

Alguns setores usam a impressão 3D com bastante regularidade para fabricação de moldes, embora não com frequência para moldagem por injeção.

Os joalheiros, por exemplo, costumam usar impressoras 3D de estereolitografia (SLA) para auxiliar no processo de fundição. Depois de imprimir em 3D um modelo de uma peça de joia , o joalheiro pode usar o modelo como um padrão positivo para fazer um molde. O modelo impresso em 3D pode ser queimado, deixando para trás apenas o molde, que pode ser usado para fazer as joias de metal.

A odontologia indústria usa impressoras 3D de forma semelhante. Os profissionais de odontologia agora podem gerar um modelo 3D dos dentes de um paciente e, em seguida, criar um modelo inverso desses dentes usando uma impressora 3D. Esse modelo impresso pode funcionar como um molde e pode ser usado para fazer alinhadores e retentores dentários específicos do paciente a partir de materiais macios e medicamente seguros.

Que tipo de impressora 3D é melhor para fazer moldes?

As impressoras 3D FDM – as impressoras 3D de mesa mais comuns – não são particularmente adequadas para fazer moldes. Isso ocorre porque as peças impressas em FDM normalmente têm uma superfície áspera com linhas de camada.

As melhores tecnologias de AM para fabricação de moldes incluem jateamento de material Impressão 3D e Estereolitografia impressao 3D.

Ambas as tecnologias oferecem um alto nível de detalhe e precisão, além de um bom acabamento superficial que facilita o fluxo suave do material durante o processo de injeção.

Materiais imprimíveis em 3D para moldes

Uma variedade de plásticos imprimíveis em 3D pode ser usada para fazer moldes para moldagem por injeção. No entanto, um material deve ter uma resistência à temperatura alta o suficiente para manter sua forma mesmo enquanto o plástico derretido é injetado nele.

Quanto maior a temperatura de fusão do plástico injetado, maior a temperatura de deflexão de calor do molde.

Para jateamento de material, um material amplamente utilizado para fabricação de moldes é o Stratasys Digital ABS , que tem uma temperatura de deflexão de calor de até 95°C. A Stratasys diz que o material é “ideal para prototipagem rápida de peças de encaixe rápido para uso em alta ou baixa temperatura, designs funcionais com versatilidade e flexibilidade de vários materiais, moldes, ferramentas de fabricação, peças elétricas e muito mais”.

Para SLA, um material comum para fabricação de moldes é a Resina de Alta Temperatura Formlabs . A Formlabs diz que “Tanto a resina transparente quanto a resina de alta temperatura podem ser usadas para imprimir pequenos moldes funcionais, com alta temperatura oferecendo compatibilidade com uma faixa mais ampla de temperaturas de fusão termoplástica… A rigidez relativamente alta da resina de alta temperatura significa que o molde não se deformará ao remover o papel."

Projetando um molde impresso em 3D

Ao projetar um molde impresso em 3D, é importante considerar duas coisas:se o design imprimirá bem e se o molde impresso funcionará corretamente quando o plástico fundido for injetado nele.

Para um molde bem impresso:

• Mantenha as estruturas de suporte no exterior do molde, longe da cavidade do molde. Isso garante que as imperfeições causadas pela remoção do suporte não apareçam nas peças moldadas.
• Imprima na resolução mais alta com as menores alturas de camada para reduzir o efeito escalonado em recursos curvos.
• Incorpore saídas de ar para reduzir as chances de ar preso e borbulhar.

Para moldagem eficaz:

• Mantenha paredes finas com espessura consistente.
• Adicione ângulos de inclinação para facilitar a ejeção da peça.
• Incorpore raios; sem bordas afiadas ou cantos.

Para obter mais dicas de design, leia nossas dicas de design para impressão 3D de estereolitografia. Então leia nosso guia sobre como projetar peças para moldagem por injeção.

Com ou sem moldura?

Uma boa maneira de prolongar a vida útil de um molde impresso em 3D é usar uma moldura de alumínio . O molde impresso é colocado dentro da estrutura metálica, que protege o molde plástico mais frágil da pressão e do calor produzidos pelo bico da injetora.

Como o molde fica confortavelmente dentro da estrutura de alumínio, ele também é protegido contra deformação após injeções repetidas. Além disso, a estrutura contém um canal que conecta o bico de moldagem por injeção ao sprue do molde impresso, eliminando a necessidade de contato direto entre o bico e o molde.

As molduras de alumínio são muito mais duráveis ​​do que os moldes impressos em 3D colocados dentro delas. Isso significa que os fabricantes podem usar uma única estrutura de alumínio para vários moldes diferentes, que por sua vez podem ser usados ​​para produzir várias unidades moldadas.

É possível usar um molde impresso sem moldura, mas isso requer mais material de impressão 3D e deixa os moldes mais suscetíveis a deformações.

Métodos alternativos

A moldagem por injeção com moldes impressos em 3D pode ser uma boa opção para empresas com acesso a um SLA ou impressora 3D de jato de material.

No entanto, pequenas tiragens de peças plásticas moldadas também podem ser obtidas com fundição a vácuo. A fundição a vácuo usa moldes de silicone baratos para fabricar rapidamente protótipos de plástico. Tal como acontece com os moldes impressos em 3D, os moldes de silicone têm uma vida útil curta.

A fundição a vácuo pode ser preferível, pois produz peças moldadas com acabamento superficial extremamente liso.

A 3ERP é uma fornecedora experiente de serviços de fabricação, como impressão 3D, moldagem por injeção, usinagem CNC e fundição a vácuo. Entre em contato para um orçamento gratuito.