Moldagem por injeção e impressão 3D se combinam para criar peças "impossíveis"

Quando falamos de produtos plásticos, o método de fabricação mais comum é a moldagem por injeção, abrangendo a grande maioria das peças plásticas que usamos todos os dias. Como os nomes sugerem, as peças moldadas por injeção produzem objetos intrincados e complexos usando plástico depositado em moldes até que o material se solidifique na forma desejada. A produção de moldes normalmente exigiria usinagem CNC de vários metais, como alumínio ou aço.

No entanto, cada vez mais empresas estão optando por moldes de injeção impressos em 3D em vez daqueles que usam métodos de fabricação subtrativos. Aqui estão algumas das razões pelas quais:

Moldes mais baratos e produção mais rápida

Um dos problemas com a moldagem por injeção tradicional é que os moldes podem ser caros de fazer. Esses moldes exigiriam um investimento maciço que poderia ir de US$ 3.000 a mais de US$ 100.000 (dependendo da complexidade do molde ou do material usado). Para ser justo, isso muitas vezes renderia um grande número de objetos quando em taxas de produção de alto volume. Os moldes também duram bastante. Ainda assim, pode ser uma quantia enorme a pagar, especialmente em comparação com suas contrapartes impressas em 3D.

Moldes de injeção impressos em 3D, especialmente aqueles desenvolvidos com SLA ou Material Jetting, podem corresponder aproximadamente à precisão dos moldes usinados em CNC a um preço muito mais baixo. Eles também podem permitir um tempo de resposta muito mais rápido para produtos, protótipos e testes. Não só isso, mas também permitem que as empresas produzam e testem moldes internamente, com um maior nível de controle sobre o produto final.

O fabricante de interruptores de controle Berker considerou esses benefícios cruciais em suas operações. Usando uma Objet30 Pro, eles conseguiram reduzir os tempos de produção de 28 dias para 3, enquanto diminuíram os custos de US$ 22 mil para US$ 3 mil.

“Essa nova flexibilidade nos permite experimentar duas ou três soluções diferentes ao mesmo tempo para obter o melhor resultado ”, diz Andreas Krause, chefe do departamento técnico e fabricação da Berker. “A qualidade comprovada de nossos produtos produzidos usando esses protótipos funcionais acelerou nossos processos de P&D .”

Fabricação de baixo volume

Como mencionado anteriormente, embora os moldes impressos em 3D sejam ótimos em preço e velocidade, eles não são muito aplicáveis ​​à fabricação de grande volume. Isso ocorre porque os moldes de plástico impressos não são tão bons em resistir ao desgaste e, portanto, não duram tanto. No entanto, isso não é uma grande desvantagem, pois permitiu desenvolver um nicho no campo da fabricação de baixo volume. Os moldes de injeção de protótipos criados com impressão 3D nunca tiveram a intenção de substituir ferramentas macias ou duras na produção de médio e alto volume, mas destinam-se a preencher a lacuna entre os moldes de ferramentas macias e os protótipos impressos em 3D.

Com o uso de materiais modernos de impressão 3D resistentes à temperatura e a liberdade de design, a impressão 3D permite, os moldes impressos em 3D tornaram-se uma opção viável para a fabricação de matrizes de moldagem por injeção de baixa tiragem. Esses moldes são mais adequados para tempos de resposta mais rápidos (1-2 semanas em oposição a 5-7 semanas). Para certos produtos, como componentes elétricos ou equipamentos de encanamento, é mais lucrativo ter tiragens menores do que pular para a fabricação em massa.

Essas execuções podem operar com quantidades de produção tão baixas quanto 50 – 100 peças. Eles também são ótimos para peças relativamente pequenas, ou seja, menos de 150 mm. Embora as tiragens possam parecer pequenas, elas reduzem drasticamente os custos iniciais da moldagem por injeção, permitindo que as empresas produzam no nível de produção de médio porte.

Aprimorando a complexidade da peça

Existem dois tipos de moldes de injeção impressos:insertos de molde desenvolvidos em esquadrias de alumínio e aqueles desenvolvidos como peças autônomas, totalmente impressas em 3D. Em termos de qualidade, os moldes impressos em 3D sem molduras têm muito a oferecer. Isso se resume a sua construção básica, pois eles podem permitir todos os tipos de detalhes quando não dependem dessas tradicionais carcaças de alumínio.

Sem o uso da moldura de alumínio, a impressora pode ter que usar mais material e tempo, mas garantirá detalhes menores, como canais de resfriamento intrincados. O nível mais alto de detalhes que esses moldes permitem pode ser crucial para adicionar todos os pequenos componentes funcionais e lacunas que certos produtos precisam. Empresas como a Grundfos, que produzem sistemas de bombeamento, descobriram que esta era a melhor maneira de obter pequenos detalhes no objeto moldado, mantendo um excelente acabamento superficial.

Isso é ainda mais impressionante considerando como a moldagem por injeção já oferece algumas das peças mais complexas e o melhor acabamento do mercado. No entanto, o produto final é tão bom quanto o molde do qual foi feito, e esses detalhes empurram ainda mais o envelope.

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