Revolucionando a Produção: Moldagem por Injeção Encontra Impressão 3D para Peças Complexas

Quando falamos sobre produtos plásticos, o método de fabricação mais comum é a moldagem por injeção, cobrindo a vasta maioria das peças plásticas que usamos todos os dias. Como os nomes sugerem, peças moldadas por injeção produzem objetos intrincados e complexos usando plástico depositado em moldes até que o material solidifique na forma desejada. Produzir 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 subtrativa. Aqui estão algumas das razões:

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 massivo que poderia ser tão grande quanto $3.000 a mais de $100.000 (dependendo da complexidade do molde ou do material sendo usado). Em justiça, estes muitas vezes renderiam um grande número de objetos em taxas de produção de alto volume. Os moldes também durariam bastante tempo. Ainda assim, estes podem ser um valor massivo a pagar, especialmente comparados às suas contrapartes impressas em 3D.

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

O fabricante de interruptores de controle Berker encontrou esses benefícios cruciais em suas operações. Usando um Objet30 Pro, eles conseguiram reduzir tempos de produção de 28 dias para 3, enquanto diminuíram custos de $22K para USD 3K.

"Esta nova flexibilidade nos permite testar duas ou três soluções diferentes ao mesmo tempo para obter o melhor resultado," diz Andreas Krause Chefe do Departamento Técnico e Fabricação na Berker. "A qualidade confirmada de nossos produtos produzidos usando estes protótipos funcionais acelerou nossos processos de P&D."

Fabricação de Baixo Volume

Como mencionado anteriormente, enquanto moldes impressos em 3D são ótimos para preço e velocidade, eles não são muito aplicáveis à fabricação de grande volume. Isso ocorre porque moldes plásticos impressos não são tão bons em resistir a desgaste e, portanto, não duram tanto. No entanto, isso não é um grande inconveniente, pois isso permitiu que desenvolvesse um nicho no reino da fabricação de baixo volume. Moldes de injeção de protótipo criados com impressão 3D nunca foram destinados a substituições para ferramentas macias ou duras em produção de médio e alto volume, mas destinam-se a preencher a lacuna entre moldes de ferramentas macias e protótipos impressos em 3D.

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

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

Aprimorando a Complexidade da Peça

Existem dois tipos de moldes de injeção impressos: Inserções de molde desenvolvidas em estruturas de alumínio e aqueles desenvolvidos como peças autônomas, inteiramente impressos em 3D. Em termos de qualidade, moldes impressos em 3D sem estruturas têm bastante a oferecer. Isso se deve à sua construção básica, pois podem permitir todos os tipos de detalhes quando não dependem desses revestimentos tradicionais de alumínio.

Sem o uso da estrutura de alumínio, a impressora pode ter que usar mais material e tempo, mas garantirá que detalhes menores como canais de resfriamento intrincados. O nível mais alto de detalhe que estes moldes permitem pode ser crucial para adicionar todos os minúsculos 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 enquanto mantinham um excelente acabamento de superfície.

Isto é ainda mais impressionante considerando como a moldagem por injeção já oferece algumas das peças mais complexas e melhores acabamentos do mercado. No entanto, o produto final é apenas tão bom quanto o molde do qual foi feito, e assim estes detalhes empurram o envelope ainda mais.

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