Por que a Fundição a Vácuo é a Escolha Ideal para Prototipagem Rápida

Resumo: Você deve escolher fundição a vácuo para suas necessidades de prototipagem? Aqui está tudo o que você precisa saber sobre o processo.

No mundo da prototipagem rápida, a fundição a vácuo é uma técnica valiosa, que pode complementar outros processos, como usinagem CNC e impressão 3D, ou ser usada independentemente para avançar o desenvolvimento de produto com protótipos de alta qualidade. Existem muitas razões para usá-la em aplicações de prototipagem rápida. Continue lendo para descobrir se o processo é adequado para você.

O que é fundição a vácuo?

É importante entender a natureza fundamental de como a fundição a vácuo funciona. O processo de fundição a vácuo consiste em várias etapas diretas. Primeiro, um modelo mestre é feito, geralmente usando um processo de impressão 3D de alta resolução, como estereolitografia (SLA) ou sinterização seletiva a laser (SLS). Ambos esses métodos de impressão 3D, bem como usinagem CNC, são capazes de criar peças com acabamentos superficiais de alta qualidade, uma característica necessária para um modelo mestre.

O modelo mestre é subsequentemente fundido em silicone — em outras palavras, é colocado em uma cuba e coberto com silicone líquido. O molde de silicone é então curado; após endurecer, é cortado ao longo de linhas específicas e o modelo mestre é removido. A partir daí, o molde de silicone é injetado com uma resina à base de polímero da escolha do cliente e então curado. O processo de fundição ocorre sob vácuo, o que garante que bolhas de ar sejam removidas da resina fundida, resultando em peças densas e de alta precisão. Quando a resina está sólida, o molde pode ser removido e reutilizado para fazer mais cópias idênticas.

Hoje, a fundição a vácuo é um processo de prototipagem rápida comumente usado para muitas aplicações, incluindo prototipagem de pré-série, teste e validação de pré-série, e pequenos lotes para produtos de entrada no mercado.

Veja este vídeo para conhecer o processo de fundição a vácuo:

Principais razões para usar fundição a vácuo:

1. Qualidade

A primeira razão pela qual se deve considerar usar fundição a vácuo para necessidades de prototipagem é a qualidade. Embora seja principalmente um processo de prototipagem, a fundição a vácuo é capaz de reproduzir peças com qualidade de produção — semelhantes até a peças de injeção de plástico. Moldes de silicone podem se conformar até aos menores detalhes em um modelo mestre, tornando a fundição a vácuo particularmente adequada para a produção de componentes pequenos e altamente detalhados. Deve-se notar, no entanto, que a qualidade depende totalmente da qualidade do modelo mestre. Para garantir a melhor qualidade, certifique-se de que o modelo mestre (seja impresso em 3D ou usinado CNC) tenha um bom acabamento superficial e características de alta resolução.

2. Escolha de material

A fundição a vácuo é uma ótima opção de prototipagem rápida quando você precisa de uma ampla gama de escolhas de materiais. Embora o material do modelo mestre seja menos importante e o silicone seja o material de escolha para o molde em si, a fundição final pode ser feita usando uma ampla seleção de resinas de polímero, incluindo plásticos rígidos, elastômeros flexíveis, materiais transparentes e mais. Notavelmente, existe uma seleção de resinas fundíveis e curáveis que se assemelham a termoplásticos comumente usados, como poliuretanos tipo ABS e poliuretanos tipo PE/PP. Isso significa que seu protótipo de fundição a vácuo pode ter propriedades estéticas e mecânicas semelhantes a componentes finais produzidos em massa feitos de ABS ou Polietileno (PE), para citar apenas alguns.

3. Testes

Como vimos, como a fundição a vácuo pode produzir peças com alto grau de precisão e de uma ampla gama de materiais, é possível criar protótipos que se assemelham muito aos produtos finais. Isso, por sua vez, significa que protótipos de fundição a vácuo são adequados para testes funcionais e validação, bem como testes de encaixe se o componente em questão faz parte de uma montagem maior. Essa capacidade é vantajosa porque permite que desenvolvedores de produtos realizem garantia de qualidade em um estágio inicial, para determinar se seu produto é viável para aplicações específicas antes de passar para a produção final. A fundição a vácuo é, portanto, um processo de prototipagem rápida benéfico para pré-produção em série para validação mecânica e estética, bem como certificações e testes de clientes.

4. Tempo

Outra razão para optar pela fundição a vácuo para suas necessidades de prototipagem de plástico é o tempo. A fundição a vácuo pode economizar tempo valioso e ajudar a acelerar o processo de desenvolvimento de produto. Processos de moldagem mais convencionais, como injeção de plástico, dependem de ferramentaria feita de metais como aço. Estes, embora adequados para produção em massa, não são ideais para prototipagem porque podem levar semanas para serem produzidos. Um molde de silicone, no entanto, pode ser formado em apenas um dia, e peças fundidas podem ser produzidas rapidamente em sucessão usando um único molde. Seja você estiver em um prazo apertado para apresentar um modelo de produto a stakeholders ou para passar para testes de produto, a fundição a vácuo é uma solução viável para alcançar rapidamente protótipos de qualidade de produção.

5. Custo

Por último, mas não menos importante, a fundição a vácuo também é uma maneira econômica de produzir protótipos de alta qualidade ou peças de pré-série em pequenos lotes.

Existem algumas razões para isso:

Primeiro, a fundição a vácuo não é intensiva em energia comparada à usinagem CNC ou injeção de plástico, o que leva a custos menores de consumo de energia.

Segundo, uma vez que o modelo mestre foi produzido, os principais custos associados à fundição a vácuo estão relacionados ao material de resina usado. O processo em si é barato porque os moldes de silicone são de baixo custo (significativamente menos que moldes de aço ou alumínio) e a mão de obra necessária para fundir peças usando este método é menos complexa do que, digamos, usinagem.

Finalmente, a fundição a vácuo beneficia-se de economias de escala, o que significa que, como várias peças podem ser produzidas usando um único molde, o custo por peça reduz quanto mais peças são feitas. Tipicamente, é possível alcançar economia de custos produzindo pelo menos 10 cópias, embora seja possível produzir mais de 25 protótipos por molde antes que a qualidade comece a ser afetada. (O número de cópias bem-sucedidas depende de vários fatores, incluindo o nível de detalhe e complexidade do molde de silicone e o tipo de material sendo fundido.)

A fundição a vácuo é a solução certa de prototipagem rápida para suas necessidades?

No geral, a fundição a vácuo tem muitos benefícios para aplicações de prototipagem rápida, mas é mais valiosa em casos onde uma série de protótipos de alta qualidade é necessária. Equipes de desenvolvimento de produto buscando fazer protótipos de pré-lançamento para testes de clientes, modelos para fins de marketing, ou protótipos funcionais podem tirar o máximo proveito da fundição a vácuo. Devido à sua alta qualidade de produção, o processo também é adequado para manufatura em pequenos lotes de componentes de uso final.

Se você ainda não tem certeza se é a escolha certa para suas necessidades de prototipagem rápida, não hesite em entrar em contato conosco na RapidDirect.