Ferramentas de alumínio versus aço

Ferramental, ou máquina-ferramenta, refere-se ao processo de construção dos diferentes tipos de componentes e máquinas necessários para a fabricação. As ferramentas podem ser divididas em duas grandes categorias — macias e duras.

O ferramental macio é uma abordagem econômica para o ferramental ideal para execuções de produção de baixo volume. Muitos fabricantes usam ferramentas flexíveis para prototipagem e criação de unidades de teste porque esse processo apresenta prazos de entrega curtos e prazos de entrega rápidos. Além disso, é compatível com uma ampla variedade de materiais. No entanto, as ferramentas macias tendem a se desgastar rapidamente, por isso não fazem sentido para a produção de maior volume.

O ferramental duro, por outro lado, é o método de ferramental preferido para execuções de produção de alto volume. As ferramentas duras são mais caras do que as ferramentas macias, mas são construídas para durar e se pagar ao longo do tempo. O metal de que são fabricados é literalmente mais duro, produzindo um molde mais robusto e resiliente que pode produzir milhões de peças com alta precisão e exatidão. O alumínio e o aço são os materiais mais usados ​​para ferramentas macias e duras, respectivamente, e ambos trazem benefícios exclusivos para o processo de moldagem por injeção.

Aqui estão as principais diferenças entre ferramentas de alumínio e aço, além de quando usar uma sobre a outra.

Por que a escolha do material é importante

Para engenheiros e equipes de produto, escolher o material certo para suas ferramentas é tão importante quanto escolher o material certo para o projeto geral. Uma ferramenta bem feita feita com o material certo contribui para um processo de fabricação suave.

Os engenheiros devem considerar primeiro o tamanho da produção e a velocidade de produção porque esses fatores são considerações importantes na determinação dos materiais de ferramenta apropriados. Depois disso, os engenheiros podem começar a pensar nas qualidades específicas que desejam em sua ferramenta, como resistência ao desgaste ou capacidade de acomodar projetos complexos. Uma vez que as opções de materiais tenham sido reduzidas, os engenheiros devem escolher o material que satisfaça o número máximo de critérios pelo menor custo possível.

O caso das ferramentas de aço

Quando se trata de durabilidade, as ferramentas de aço superam as ferramentas de alumínio por uma ampla margem. O aço oferece resistência superior e é capaz de suportar anos de uso repetido, tornando-o a melhor escolha para execuções de produção de alto volume. Uma ferramenta de aço bem projetada e bem conservada pode produzir milhões de peças sem quebrar. Como tal, o custo por peça diminui à medida que a quantidade aumenta.

A força do aço também permite que os designers explorem uma gama mais ampla de aplicações e sejam criativos. Quando uma peça requer recursos complexos, extremamente pequenos ou precisos – recursos como paredes não uniformes ou cavidades de molde estreitas que normalmente ultrapassariam os limites das melhores práticas de projeto de moldes de injeção – os moldes de aço produzem melhores resultados. Este material é mais capaz de manter sua forma na presença de geometrias complexas.

Além disso, o aço pode ser usado com resinas avançadas que são reforçadas com vidro, fibra ou outros aditivos. Metais mais macios como o alumínio são mais suscetíveis a arranhões e erosão dos aditivos, o que pode afetar negativamente o acabamento superficial da ferramenta.

A desvantagem mais significativa das ferramentas de aço é o custo - moldes de aço geralmente exigem altos custos iniciais. Além disso, os moldes de aço levam até sete vezes mais tempo para aquecer e resfriar do que os moldes de alumínio, o que prolonga os tempos de ciclo.

O caso das ferramentas de alumínio

O aço é durável, mas o alumínio oferece outras vantagens valiosas. As ferramentas de alumínio são mais econômicas do que as ferramentas de aço por muitas razões. Em primeiro lugar, os custos de investimento inicial são mais baixos – moldes de alumínio normalmente custam cerca de US$ 1.500 – e os engenheiros obterão melhor valor para execuções de produção de baixo volume. Além disso, como esse material é ideal para projetos de moldes simples, os engenheiros também podem economizar tempo e custos de fabricação. Em 15 dias ou menos, os engenheiros podem construir o molde de alumínio e completar sua produção.

As ferramentas de alumínio também oferecem aos engenheiros mais opções do que o aço quando se trata de fabricação. Os moldes de aço são notoriamente difíceis de modificar ou reparar porque o material é muito forte e, para mudanças de projeto maiores, os engenheiros geralmente precisam recomeçar com um molde totalmente novo se ocorrerem erros de produção. O alumínio é mais macio e fácil de reparar, além de sua dissipação de calor superior reduzir o número de peças rejeitadas devido a marcas de encolhimento, deformação e afundamento.

As ferramentas de alumínio têm suas limitações, no entanto. O alumínio não é tão durável quanto o aço e os moldes tendem a se desgastar após alguns milhares de ciclos de produção. Isso pode causar não conformidades na peça que deve ser refeita, o que eleva os custos. Outro ponto a ser observado é que, ao usinar com alumínio, a seleção de textura é bastante limitada devido à baixa densidade do material.

Enfrente ferramentas com raio rápido

Os engenheiros devem considerar ferramentas de aço se precisarem fabricar pelo menos 50.000 peças altamente detalhadas e tiverem fundos para investir em moldes caros que usarão no futuro próximo. Vale a pena considerar o ferramental de alumínio para produção de baixo volume e para quem procura uma alternativa mais rápida e econômica ao aço. Como sempre, as equipes de produto devem dedicar algum tempo pesquisando materiais de ferramentas para garantir que estejam tomando a melhor decisão para o projeto.

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