Corte de Mão de Obra e Resíduos: Impressão 3D CNC 5-Eixos de Moldes Compósitos

"Estávamos construindo moldes usando espuma de poliuretano usinada CNC e hand lay-up GRP (plástico reforçado com fibra de vidro), mas essa abordagem envolvia muita mão de obra e desperdício", explica György Juhász, proprietário da Rapid Prototyping (Budapeste, Hungria), que comprou um Extrusor Robô CEAD em dezembro. "Agora estamos imprimindo moldes em 3D usando polipropileno reforçado com 30% de fibra de vidro curta e reduzindo nosso tempo de mão de obra em 50%."

Juhász começou a trabalhar com compósitos como construtor de barcos. Seus projetos incluem Como Yachts e o Narke Electrojet, que afirma ser a primeira moto aquática pessoal totalmente elétrica do mundo em produção em série. "Na Hungria, você não pode usar combustíveis à base de petróleo em nenhum lago, e temos o segundo maior lago da Europa", ele explica. "Estamos desenvolvendo mais modelos de barcos elétricos para empresas. Eu precisava de uma forma mais rápida e barata de criar plugs e moldes para esses projetos."

Um dos primeiros projetos concluídos com este novo sistema de impressão 3D é um molde de fibra de vidro para uma cabine sleeper compósita para fabricante customizado de caminhões e reboques Krismar (Waardamme, Bélgica). "Este é um componente bastante grande, medindo 2550 x 2200 x 1200 mm", diz Juhász. "Queríamos imprimir a espessura máxima possível para evitar empenamento e deformação ao resfriar." A espessura de 30 mm foi impressa em duas camadas de 15 mm cada e usou quase 400 kg de pellets de polipropileno reforçado com fibra de vidro.

A Rapid Prototyping imprimiu o molde usando seu Extrusor Robô CEAD montado em um sistema de usinagem CNC.

O molde foi impresso em quatro peças, incluindo peça do lado direito e lado esquerdo (mostradas aqui).

Após a superfície de moldagem de cada peça ser usinada, as quatro peças foram parafusadas e grampeadas para fornecer uma superfície para laminação.

A carcaça da cabine sleeper foi então laminada sobre a superfície do molde impresso em 3D.

Desafios e aprendizados

Embora o projeto tenha sido bem-sucedido e a impressão 3D economizou tempo, Juhász admite que há muito a aprender. "Um dos maiores desafios com esta abordagem é após a impressão precisamos encontrar um ponto 0 (origem) com a máquina de fresar e software. Fazemos a impressão verticalmente e a fresagem horizontalmente — então, o ponto de partida e a direção de cada operação são diferentes." Também parece caro imprimir sólido em vez de usar preenchimento interno? "Para este projeto, estávamos no começo", ele explica. "Uma cabeça extrusora usando pellets é mais barata que uma impressora de filamento de grande formato, mas não tão fácil para imprimir preenchimento. Mas estamos planejando imprimir um móvel com preenchimento no futuro, então adaptaremos as lições aprendidas à nossa fabricação de ferramentas."