Princípios de Design Comprovados para Sucesso na Fundição de Poliuretano

Como método de produção, a fundição de poliuretano contrasta fortemente com a ferramental rígida da moldagem por injeção. Enquanto a moldagem por injeção requer ferramental caro e trabalhoso, a fundição de poliuretano faz uso de moldes de silicone flexíveis, o que permite fabricantes produzirem peças de uso final de alta qualidade com prazos de entrega muito mais curtos e custos menores. É por isso que o processo é comumente usado para ferramental ponte, lotes de produção de baixo volume, prototipagem rápida, fabricação de juntas e manufatura de peças com detalhes finos (como letras em relevo).

O processo de construção de fundição de poliuretano envolve primeiro criar um molde mestre — essencialmente uma réplica (frequentemente impressa em 3D) da peça final. O molde é então totalmente envolvido em silicone líquido e permitido curar. O molde é cortado ao meio e o molde removido. A partir daí, o processo pode ser repetido usando a resina de fundição de poliuretano adequada.

Materiais de fundição de poliuretano são capazes de fornecer características de desempenho comparáveis — se não superiores — aos termoplásticos usados na moldagem por injeção. No entanto, como com outros métodos de produção, o processo de fundição de peças de alta qualidade que atendem a todos os requisitos de desempenho também requer que equipes de produto sigam práticas recomendadas de design para manufaturabilidade (DFM). Aqui estão algumas das diretrizes mais importantes para equipes de produto manterem em mente:

Tolerâncias

Algum grau de variação é inevitável na fabricação (embora equipes devam se esforçar para contabilizar o máximo de variáveis possível), e tolerâncias são a quantidade aceitável de variação dimensional entre unidades individuais. Tolerâncias de fundição de uretano são tipicamente em torno de ± 0,015" ou ± 0,003 por polegada, o que for maior. Tolerâncias mais apertadas podem ser oferecidas caso a caso.

Em geral, uma taxa de contração de +0,15% é típica. Isso é causado pela expansão térmica do material de fundição de uretano e como o molde de silicone flexível aquece em resposta.

Além disso, é importante notar que embora peças de fundição de uretano aceitem bem pós-processamento (embora processos adicionais, como polimento ou acabamento personalizado, possam rapidamente aumentar custos de produção), algumas características de design como cantos agudos ou letras podem experimentar leve arredondamento no processo de resfriamento, impactando a definição de detalhes mais finos. Dito isso, é possível adicionar acabamento ao molde mestre que imita um acabamento SPI ou textura. Você também pode pintar peças de fundição de uretano para combinar cores Pantone, e certas cores e pigmentos podem ser adicionados diretamente aos materiais de fundição.

Espessura de Parede

Peças produzidas com fundição de uretano devem ter espessura mínima de parede de 0,040" (1mm), embora paredes tão finas quanto 0,020" (0,5mm) possam ser alcançadas para alguns componentes pequenos. Peças maiores geralmente requerem paredes mais grossas para garantir integridade estrutural da peça.

A fundição de uretano permite peças com espessuras de parede variadas ou geometrias irregulares, mas projetar peças como tal deve ser feito apenas quando estritamente necessário. Manter espessura consistente ajuda a minimizar potencial para contração e deformação impróprias durante o processo de cura.

Recortes e Inclinação

Enquanto recortes podem rapidamente complicar design de moldagem por injeção, a natureza flexível dos moldes de silicone usados na fundição de uretano tipicamente permite que peças sejam removidas facilmente e sem danos.

O mesmo é verdade para ângulos de inclinação: eles são uma necessidade para ejetar peças de moldes metálicos, mas menos essenciais para peças de fundição de uretano. Dito isso, incorporar 3-5 graus de inclinação no design da peça pode reduzir significativamente a tensão no seu molde e estender seu ciclo de vida.

Nervuras

Nervuras adicionam estabilidade e resistência, mas é importante garantir que elas sejam orientadas de forma a maximizar a rigidez à flexão das paredes que suportam. Como regra geral, a altura da nervura não deve ser mais que três vezes sua largura, e a largura da nervura onde encontra a parede da peça deve ser entre 40-60% da espessura da parede. Por fim, para maximizar a resistência da nervura, todos os cantos internos devem ter raio de filete de pelo menos 25% da espessura da parede da peça.

Bosses

Bosses permitem que peças de acoplamento seguras sejam anexadas através do uso de parafusos, pinos e outros fixadores. Como com nervuras, o raio da base deve ser cerca de 25% da espessura da parede da peça, o que tem o benefício adicional neste caso de ajudar a prevenir que o fixador queime quando inserido no boss.

Cantos internos do boss devem usar raio de filete de 0,060" (1,5mm) para minimizar espessura e reduzir probabilidade de afundamentos desenvolvendo. Garantir que bosses não sejam mais que 60% da espessura nominal da parede também ajuda a minimizar contração.

Aproveite os Benefícios da Fundição de Uretano Hoje

As vantagens da fundição de uretano — prazos curtos, baixo custo, flexibilidade de design e material, para citar alguns — só realmente compensam se você aderir a práticas recomendadas de design e manufatura. Isso significa prestar atenção a variáveis como propriedades de materiais de fundição de uretano, tolerâncias gerais para peças de borracha, e tudo mais — que rapidamente se torna complicado sem assistência de um parceiro de manufatura experiente.

A Fast Radius é uma plataforma de manufatura sob demanda com histórico comprovado de fabricação de protótipos e peças de uso final de qualidade inigualável via fundição de uretano. Com nossa abordagem ágil, somos capazes de encurtar significativamente prazos de entrega e aumentar eficiência operacional para equipes de produto de todas as formas e tamanhos.

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