Benefícios e Desvantagens da Impressão 3D na Fabricação de Moldes

A impressão 3D é manufatura aditiva, um tipo de tecnologia de prototipagem rápida. Ela usa um arquivo de modelo digital como estrutura básica e usa materiais ligáveis como metal em pó ou plástico para construir objetos por impressão camada por camada. A tecnologia de impressão 3D integra tecnologias de ponta em muitos campos como tecnologia da informação, tecnologia de modelagem digital, tecnologia de controle eletromecânico, ciência de materiais e química.

Com a maturidade gradual da tecnologia de impressão 3D em materiais de impressão e software operacional, a tecnologia de impressão 3D foi gradualmente introduzida na fabricação de moldes, design industrial, engenharia de construção, aeroespacial e muitos outros campos. Com o surgimento e popularização da tecnologia de impressão 3D, a indústria de fabricação de moldes passou por mudanças fundamentais.

Moldes são o equipamento de processo básico para produção industrial. 60% a 80% dos componentes em eletrônicos, instrumentação, automóveis e comunicações são formados por moldes. A qualidade dos moldes determina em grande parte a qualidade dos produtos.

A usinagem CNC é a técnica mais comumente usada na fabricação de moldes. Embora forneça resultados altamente confiáveis, é muito cara e demorada. A tecnologia de impressão 3D correspondente tem as vantagens de economia de material, prototipagem rápida e fabricação precisa.

Impressão 3D e Fabricação de Moldes

No processo de fabricação de produtos, a produção industrial toma principalmente a fabricação de moldes como estrutura técnica e então conduz produção em massa de vários produtos. A tecnologia de fabricação de moldes tem certas dificuldades operacionais e altos custos. Com o surgimento de métodos de consumo personalizados, diferentes consumidores terão necessidades mais diversas para produtos industriais. Como resultado, a tecnologia de fabricação de moldes precisa gastar muito tempo no design e fabricação do molde. A precisão da fabricação de moldes e a controlabilidade de custos estão se tornando cada vez mais difíceis de controlar efetivamente, então a tecnologia de fabricação de moldes está se tornando cada vez mais difícil de atender às necessidades em evolução da produção industrial.

Com o advento da tecnologia de impressão 3D e sua aplicação na fabricação de moldes, a necessidade de personalização e individualização foi resolvida. Com suas vantagens técnicas, a tecnologia 3D encurta o ciclo de design e processo de fabricação, reduz o custo no processo de design e fabricação, e tem impacto positivo em todas as atividades de design industrial.

A tecnologia de impressão 3D permite que designers personalizem as necessidades dos clientes em um curto período de tempo, e ao mesmo tempo, é conveniente ajustar o design múltiplas vezes, controlar efetivamente o custo do trabalho de design e reduzir custos desnecessários.

Vantagens da Tecnologia de Impressão 3D na Fabricação de Moldes

• Ciclo de produção de molde encurtado

A impressão 3D pode converter automaticamente, rapidamente, diretamente e com precisão o design tridimensional no computador em um modelo físico, que pode suportar mudanças e modificações frequentes de design durante o desenvolvimento de novos produtos, melhorando flexibilidade e adaptabilidade. Moldes de impressão 3D encurtam o ciclo de desenvolvimento do produto, pulando a abertura de molde, forjamento, corte e outros processos na fabricação tradicional de moldes. A impressão 3D permite que o ciclo de design do molde acompanhe o ciclo de design do produto.

• Mais fácil fabricar produtos mais complexos

A impressão 3D de metal é capaz de melhorar a microestrutura do metal, resultando em peças impressas totalmente densas. A manufatura aditiva torna mais fácil melhorar o design de moldes. A impressão 3D permite canais de resfriamento de forma arbitrária para garantir resfriamento conformal, mais otimizado e uniforme, levando finalmente a peças de maior qualidade.

• Personalizar o produto final

Moldes impressos em 3D são muito adequados para produção personalizada. Porque tem um ciclo de produção mais curto, é mais fácil fabricar peças complexas, e pode reduzir o custo final de fabricação.

• Economia de custo de fabricação

Usando impressão 3D, engenheiros são capazes de reduzir custos iniciais incorridos devido a modificações de design de molde. A impressão 3D é mais econômica se os materiais usados são muito caros e materiais tradicionais de fabricação de moldes têm alta taxa de sucata. Além disso, a impressão 3D é capaz de produzir moldes precisos dentro de algumas horas.

Desvantagens da Tecnologia de Impressão 3D para Fabricar Moldes

• Peças impressas em 3D são limitadas em tamanho

Equipamentos de impressão 3D não podem atender à fabricação de produtos de molde em grande escala na indústria. A maioria dos equipamentos de impressão 3D em uso real está abaixo do nível 1x1m, e é difícil atender aos requisitos para fabricação de produtos em grande escala.

• Impressão 3D não é adequada para produção em massa

A impressão 3D não é adequada para produção em massa. O preço unitário da tecnologia de impressão 3D para produzir 1 produto é basicamente similar ao de produzir 1.000 produtos, e a impressão 3D relativa leva mais tempo. A tecnologia tradicional de fabricação de moldes tem vantagens óbvias na produção em massa.

• Menos materiais disponíveis para tecnologia de impressão 3D

Embora existam muitos materiais que podem ser impressos em 3D, plásticos de alta temperatura e alguns metais comumente usados ainda não podem ser impressos. Em particular, o metal é propenso a desnaturalização após impressão devido ao tratamento térmico.

• A eficiência da tecnologia de impressão 3D precisa ser melhorada

Existe uma contradição entre a precisão de fabricação e a velocidade de fabricação da impressão 3D. A impressão 3D faz objetos por acumulação camada por camada. Se você quiser melhorar a precisão da impressão, precisa aumentar o número de camadas de impressão, mas a velocidade de impressão é correspondentemente reduzida.

• As propriedades mecânicas de produtos impressos em 3D são difíceis de garantir

Propriedades mecânicas são parâmetros importantes de peças, que fornecem a base principal para o uso e vida útil das peças. Na usinagem CNC tradicional, trabalhos relacionados como envelhecimento e tratamento térmico são realizados para alcançar as propriedades mecânicas das peças.

• Impressão 3D não pode substituir tecnologia tradicional de fabricação de moldes a curto prazo

Embora a impressão 3D seja muito famosa, a industrialização da impressão 3D está longe de ser formada, e ainda está no estágio de divulgação científica. Como tecnologia de ponta e líder, a impressão 3D pode atender às necessidades de produtos personalizados e complexos, mas não tem as vantagens de lote e escala.

No desenvolvimento da produção industrial tradicional em grande escala hoje, a divisão do trabalho é muito fina e as instalações de apoio são muito suficientes, o que formou enorme inércia. Se a impressão 3D quiser quebrar esta inércia, o custo é muito alto.

Conclusão

A JTR pode fornecer impressão 3D Carbon DLS, impressão 3D DMLS, impressão 3D FDM, impressão 3D Multi Jet Fusion (MJF), impressão 3D PolyJet, serviços de Sinterização Seletiva a Laser (SLS), serviço de Estereolitografia (SLA) e outros serviços de impressão 3D. Se você precisa de serviços de impressão 3D, sinta-se à vontade para contatar a JTR.