Os melhores guias para fazer um protótipo de plástico

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Não podemos imaginar a indústria moderna sem plásticos. Polímeros industriais modernos são fáceis de fabricar e processar. Eles têm uma resistência considerável, grande resistência à corrosão e, acima de tudo, peso muito pequeno em comparação com qualquer tipo de metal. É isso que os torna tão populares entre os designers industriais. Devido a essa popularidade, as técnicas de prototipagem de plástico estão em alta há algumas décadas. Vamos ver, o que eles podem nos oferecer agora.

Prototipagem de plástico hoje

Por muito tempo, a fabricação de plástico foi o domínio da produção em massa. Você tinha que ter um molde de injeção e a máquina-ferramenta que injetava plástico no molde. Todo o sistema era muito caro e qualquer tipo de mudança no projeto de tal sistema é muito caro. É por isso que o metal tem sido o material de prototipagem número um por muito tempo, especialmente desde o rápido desenvolvimento dos sistemas digitais e, consequentemente, das máquinas de controle numérico computadorizado. No entanto, isso mudou com a chegada dos processos de prototipagem rápida.

O desenvolvimento da prototipagem rápida de plástico

A primeira delas foi a técnica de fundição de silicone a vácuo, que substituiu o ferramental duro pelo macio. Os moldes de silicone são muito mais baratos e fáceis de fabricar.

As próximas mudanças foram trazidas pelos processos inovadores de manufatura aditiva que não exigiam peças em bruto ou ferramentas. Além disso, eles oferecem liberdades de design incomparáveis.

Por fim, os processos de usinagem CNC permitiram a rápida moldagem por injeção de plástico. Moldes intercambiáveis ​​de alumínio que têm melhor capacidade de fabricação em comparação com o aço instrumental podem reduzir o tempo de execução das ferramentas em até 60%. Além disso, trocar a cavidade de um molde de alumínio é muito mais fácil do que a de um aço tratado termicamente.

Os benefícios da implementação da prototipagem rápida de plástico

• Custo do protótipo de plástico. Os materiais plásticos geralmente têm uma baixa temperatura de fusão, boa manutenção e, em geral, são fáceis de processar. Isso torna a produção de protótipos de plástico bastante barata. Se você não tem um grande orçamento, você pode basicamente comprar um pouco de silicone, despejá-lo sobre um modelo mestre (feito manualmente, se preferir), esperar e moldar as peças em casa.
• Durabilidade . Os materiais plásticos têm grande durabilidade. Eles têm boa estabilidade, resistência à fadiga e propriedades de atrito. No entanto, você deve tentar mantê-los longe de luzes UV e baixas temperaturas, pois alguns polímeros se tornam quebradiços nessas condições.
• Confiabilidade . Os processos de prototipagem de plástico são bem desenvolvidos. Existem muitos serviços profissionais de moldagem por injeção que empregam essas técnicas todos os dias. Se você tiver dúvidas sobre a escolha do melhor método e a maneira de executá-lo, sempre poderá consultar os profissionais.
• Reciclabilidade . A era em que a poluição plástica era o maior problema ecológico se foi. Os plásticos industriais modernos são projetados para serem recicláveis, sua produção sem grandes resíduos nocivos.
• Prazo de execução . Os processos modernos de prototipagem rápida são perfeitos para a fabricação de lotes de peças plásticas de baixo volume. Em alguns casos, você pode obter seu protótipo em uma única semana solicitando aos serviços de moldagem por injeção. Tudo isso se deve ao fato de que a prototipagem de plástico requer muito pouco pós-processamento.

Onde os protótipos de plástico podem ajudar

Peças de protótipo de plástico não são usadas apenas para criar utensílios de cozinha e eletrodomésticos. Eles têm muito mais usos. Por exemplo, muitos produtos de grau médico são feitos de plástico, pois alguns polímeros combinam bem com o tecido humano e são muito leves. As peças plásticas transparentes são amplamente utilizadas na iluminação automotiva. São menos frágeis que o vidro. Muitos plásticos fornecem um bom isolamento ou peças de isolamento térmico, portanto, se o produto tiver algumas superfícies aquecidas ou sob alta tensão, alças e gabinetes de plástico garantem a segurança do usuário. Devido às suas boas qualidades de atrito, alguns polímeros são usados ​​para fabricar rolamentos baratos e eficientes.

Os 4 principais tipos de opções de prototipagem rápida de plástico

Com os rápidos avanços na indústria de manufatura, fundição, impressão 3D, moldagem por injeção e usinagem CNC. Essas tecnologias baseadas em ferramentas de prototipagem CAD 3D de giro rápido têm sido amplamente utilizadas em peças plásticas.

1.Técnicas de fundição para fabricação de protótipos de plástico

A fundição de silicone é um ótimo processo para fabricação de protótipos de plástico de baixo lote, pois requer um modelo mestre (uma amostra) para criar os moldes. Você geralmente suspende o modelo mestre sobre um tanque vazio. Em seguida, você adiciona alguns elementos tecnológicos (geralmente plástico também) ao modelo, como o canal para despejar o plástico, ventilação e assim por diante. Depois disso, você despeja o silicone líquido no tanque, espera até que esteja sólido e às vezes o cura no forno. Você divide o molde ao meio e ele está pronto para produzir até 25 peças plásticas. Não são necessários investimentos de capital

2. Como usar a impressão 3D para prototipagem de plástico

A fabricação aditiva ou como é frequentemente chamada de impressão 3D é um processo comparativamente inovador de fabricação de peças diferentes. O que define a impressão 3D é a mudança de massa. O espaço em branco é geralmente maior que a parte final. No entanto, é completamente diferente para o AM. A parte em branco é pó ou um fio fino. É administrado na placa base da impressora camada por camada e é sinterizado ou curado para copiar a seção transversal atual da peça. Desde sua invenção na década de 1980, a AM deu um grande passo. A precisão, o acabamento da superfície, a escolha do material e o prazo de entrega da manufatura aditiva.

Sinterização seletiva a laser (SLS)

A sinterização seletiva a laser é o primeiro processo entre as muitas técnicas de manufatura aditiva usadas para prototipagem rápida de plásticos. É o tipo mais universal de Processos Aditivos que pode ser usado para praticamente qualquer tipo de material. Entre eles estão, é claro, os plásticos. Eles não exigem muita potência do laser para serem sinterizados e a principal vantagem de espalhar o pó sobre a placa de base é que ela serve como uma estrutura de suporte para elementos pendentes em algum grau.

Modelagem de Deposição Fundida (FDM)

O FDM é o processo aditivo mais barato e fácil disponível para fabricar protótipos de plástico. Muitos entusiastas criam impressoras 3D FDM em casa. A FDM utiliza a matéria-prima na forma de um fio plástico que é liquefeito e depositado na chapa na forma da seção transversal atual da peça. As estruturas suspensas são suportadas usando outro material – um tipo de plástico mais frágil que é facilmente removido. No geral, o FDM é o processo mais barato que produz o pior acabamento e qualidade da superfície e requer mais pós-processamento se a estética for importante.

Estereolitografia (SLA)

O SLA é considerado o pai de todos os processos de impressão 3D. É também o processo com a melhor qualidade da peça. O acabamento da superfície é quase perfeito e a precisão é limitada apenas pelo diâmetro da luz UV/laser. O processo é amplamente utilizado para fabricar modelos mestres para futuras fundições e protótipos no que diz respeito à estética. O SLA, no entanto, é o processo mais caro, pois o polímero líquido é muito caro e você precisa despejar uma quantidade considerável dele no tanque. outro problema com SLA são as estruturas de suporte. Eles só podem ser fabricados com o material do modelo e devem ser removidos mecanicamente. Isso pode deixar manchas na superfície que precisa ser pós-processada.

Impressão multijato (MJP)

A impressão multijet é uma das escolhas populares para protótipos feitos de plástico, pois possui muitas das vantagens que o FDM oferece e não possui algumas desvantagens do processo SLA. O objetivo do MJP é derreter o plástico bruto em gotas e emiti-las do bico da impressora no contorno desejado. A vantagem do MJP é que a qualidade das peças é semelhante ao SLA, mas você não precisa encher um tanque inteiro de polímero líquido e pensar no que vai fazer com o resto. O MJP é o único processo multicolorido entre os mencionados também.

Pós-processamento de protótipos impressos em 3D

Apesar das conquistas na área de Manufatura Aditiva, em muitos casos, as peças plásticas requerem algum tipo de pós-processamento. Os métodos mais difundidos incluem usinagem, polimento e processos químicos. A primeira técnica é bastante simples. Você instala a peça fabricada em uma máquina-ferramenta e a processa com uma fresadora. O polimento é um processo familiar bem. Utiliza uma pasta especial e um instrumento de polimento para obter o acabamento perfeito da superfície. Os processos químicos incluem processamento e revestimento de acetona. O primeiro deles usa acetona gasosa para derreter a superfície da peça e torná-la mais lisa. O processo é muito eficiente, mas é adequado para um número limitado de polímeros. O revestimento é mais universal. Você basicamente cobre a peça com tinta ou algum outro elemento para aumentar a qualidade da superfície.
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3. Como criar um protótipo de plástico com moldagem por injeção rápida

A moldagem por injeção rápida de plástico é uma variação da tecnologia convencional de fabricação de moldes de injeção. A principal diferença está nos detalhes. Por exemplo, moldes rápidos têm mais juntas. A cavidade do molde é conectada à base. Portanto, se você precisar modificar o desenho, basta remover a cavidade e alterá-la sem alterar nenhum outro elemento. Isso diminui a precisão, mas aumenta a flexibilidade. Além disso, em vez de aço temperado, que é adequado para milhões de iterações, são usadas ligas de alumínio. Eles são menos duráveis, com certeza, mas sua fabricação é até 5 vezes melhor. Todas as modificações possibilitam o uso de moldagem por injeção de plástico mesmo para protótipos. É aconselhável, no entanto, usá-lo para trabalhos de alta qualidade, pois o processo ainda é bastante caro.

4. Ao usar usinagem CNC para criar peças plásticas

Quando se trata de componentes de plástico e metal usinados, muitos fabricantes de protótipos de plástico usam usinagem CNC para testes de forma, ajuste e funcionamento de peças plásticas, devido às suas vantagens no campo da prototipagem. Com a atualização da seleção de materiais de nível de produção que a usinagem traz, na Wayken, usamos prototipagem CNC para criar protótipos de plástico e peças de metal, o que permite que sua equipe de design simule de perto a aparência e a função do produto final, refletindo a validade do trabalho de montagem. e dê tempo e espaço válidos para modificar e otimizar o design.

O futuro da tecnologia de prototipagem rápida de plástico

No futuro, a maioria dos profissionais prevê que a manufatura aditiva ocupará uma fatia ainda maior do mercado de prototipagem. Afinal, é perfeito para o caso. Se forem feitos mais alguns desenvolvimentos para aumentar a velocidade de impressão e a qualidade das peças. A porosidade também é um problema atual. Muitas pesquisas estão sendo realizadas para superar as imperfeições da impressão 3D e é provável que o AM seja a escolha perfeita para a prototipagem de plástico na próxima década se algum tipo de outro processo inovador não for inventado. Quer mais informações, você pode encontrar nossos recursos de usinagem de plástico.