A arte e a ciência da moldagem por injeção de protótipos

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Postado em junho. 1º, 2020, | Por WayKen Rapid Manufacturing

Conhecemos muitos produtos plásticos produzidos em massa. Baldes de plástico, capas de telefone, a maioria dos brinquedos como LEGO são todos de plástico. Milhares de máquinas de moldagem por injeção trabalham dias e noites para produzir essas coisas cotidianas globalmente. Mas o que essas empresas fazem quando desenvolvem um novo componente? Todas essas máquinas exigem ferramentas muito complexas, então como funciona exatamente a moldagem por injeção de protótipos? Existe algo como moldagem por injeção rápida semelhante à prototipagem rápida em outras técnicas de fabricação? Você encontrará as respostas para todas essas perguntas aqui.

O que determinam as necessidades de protótipos de moldagem por injeção?

O progresso nunca deixa de nos manter em uma corrida de desenvolvimento. A empresa que produz mais novos recursos produz mais novos produtos em um período de tempo menor sobreviverá à estrita competitividade do mercado global. É por isso que o desenvolvimento de produtos é uma das partes mais caras da fabricação. A moldagem por injeção é um processo geralmente associado à produção em massa. Os complexos moldes endurecidos com canais de resfriamento e processos automatizados produzem peças idênticas em um ritmo alucinante. Mas quando precisamos fazer algo novo, produzir uma peça não testada, chegamos a um problema. Como transformar a lenta técnica de produção em massa em um método flexível de moldagem por injeção de protótipo? A resposta para isso é a moldagem por injeção rápida.

A RIM é um ramo consideravelmente novo de moldagem por injeção que oferece boas perspectivas de flexibilidade. Eu diria que essa técnica é como uma versão lite de um software que você descompacta no seu PC e o usa em alguns minutos, em vez de instalar tudo por horas. Você não poderá usar moldes rápidos permanentemente, mas obter um lote de protótipo de moldagem deles é um bom negócio.

Mas antes disso, vamos ver como você pode tornar o processo de fabricação mais rápido para as peças moldadas por injeção sem entrar em técnicas especializadas.

Projeto para Moldagem por Injeção de Protótipo

Muitas startups e engenheiros de projeto não prestam muita atenção ao método de fabricação quando projetam um produto. Isso é o que afoga muitas boas ideias. Quando você faz peças de moldagem por injeção personalizadas, você deve considerar muitos parâmetros. Um dos principais é a espessura da parede. Uma peça moldada ideal tem espessura de parede constante em todos os lugares. Quanto mais finas as paredes, mais rápido a peça pode ser produzida. Na realidade, isso nem sempre é possível, por isso mantemos mudanças graduais na espessura da queda. Adicionar ângulos e filetes também é uma consideração importante, pois permite ejetar a peça facilmente. Antes de confirmar o desenho, verifique sempre se ele pode ser ejetado da cavidade.
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Projeto de ferramentas

O ferramental inclui as metades do molde de injeção e os ejetores. As ferramentas de molde de injeção rápida são ainda mais complexas, mas podem ser fabricadas mais rapidamente. A principal diferença é a flexibilidade. Um molde proto deve dar a oportunidade de modificá-lo consideravelmente rápido. É por isso que os fabricantes de protótipos de moldagem tendem a dividir os moldes em mais elementos em comparação com os moldes convencionais. Desta forma, se você quiser alterar a cavidade, retire-a do ferramental e aplique apenas as alterações nela, se precisar modificar a cavidade e os canais de resfriamento e os ejetores, poderá remover todos e remanufaturar simultaneamente. Sim, e fabricamos do zero também. Ao fazer todas as partes ao mesmo tempo, você completará o objeto inteiro mais rapidamente.

Outra consideração importante do projeto (além do fluxo de líquido padrão, espessura da parede e canais de resfriamento) é a longevidade do molde. Um molde convencional é projetado para máxima vida útil. É por isso que eles usam aço endurecido e levam muito tempo para usinar. O protótipo de moldagem por injeção e as ferramentas de moldagem por injeção personalizadas devem durar apenas um pouco. É por isso que podemos renunciar aos aços duros e ficar com ligas de alumínio mais duras. Esses são muito mais fáceis de processar, mas podem fazer o molde durar as etapas de prototipagem e verificação.

Por que engenheiros experientes são necessários para produzir bons moldes

Uma vez que o molde protótipo é projetado, é uma boa ideia verificar o processo de fabricação antes de produzir o protomolde. Há apenas alguns anos isso não era possível. No entanto, os métodos modernos de análise de engenharia percorreram um longo caminho. Um engenheiro de fabricação experiente pode empregar as ferramentas avançadas de análise de elementos finitos para replicar como um polímero liquefeito preencheria o molde e como ele esfriaria. A experiência na área de manufatura torna os engenheiros capazes de replicar processos de fluxo de molde com boa precisão. Eles podem encontrar falhas de projeto desde o início e evitar refazeres desnecessários do protomolde.

Protótipo de Moldagem por Injeção

A usinagem de moldes é um processo complexo por si só, porque as principais superfícies geralmente estão situadas em espaços fechados, mas mudar o material para um mais macio e adicionar mais separações fará muito para reduzir o tempo de fabricação do molde do protótipo. As coisas principais começam quando o molde está completo.

Então, você tem que finalmente usar o molde e obter suas peças moldadas por injeção. Não se preocupe, você certamente vai errar na primeira parte. O processo de moldagem é bastante complexo, usa várias propriedades de materiais diferentes, de modo que nem sempre é possível contabilizar com precisão cada problema no projeto. Com a moldagem por injeção de protótipo, você inicia o sistema, obtém a primeira peça do protótipo e refaz o molde.

Ferramenta de depuração

Refazer o molde para se adequar melhor às suas peças é chamado de depuração da ferramenta. Que tipo de problemas podem surgir com seus moldes de injeção? Em primeiro lugar, pode haver defeitos onde a espessura da parede não é ideal para o processo. Você verá pequenos amassados ​​na parte onde o material solidificou de forma desigual e poderá encontrar algumas áreas onde o material não conseguiu alcançar. Portanto, é importante verificar o fluxo do molde do polímero com o método FEA.

Outro problema generalizado são as falhas no resfriamento. Algumas áreas podem demorar muito para esfriar e, se você ejetar a peça muito cedo, poderá arruiná-la. Garantir o ciclo de resfriamento correto é uma das questões mais complexas na fabricação de moldes de injeção.

Uma vez que sua ferramenta foi depurada, parabéns, você fez com sucesso um protótipo moldado por injeção. No entanto, você deve entender que a otimização do projeto ainda não está completa e o designer pode retornar a qualquer etapa anterior para melhorar o protótipo.

Por que escolher Wayken para protótipos de moldagem por injeção?

Você precisa de uma maneira mais econômica e rápida de fabricar peças? Com mais de 10 anos de experiência em protótipos de moldagem por injeção, podemos produzir peças moldadas por injeção reais para testes funcionais, diminuindo assim a lacuna de fabricação de ferramentas de produção. Além disso, os clientes também podem encontrar moldes de alumínio acessíveis e de alta qualidade aqui e os tempos de resposta rápidos ajudam a reduzir os riscos do projeto, bem como os custos de produção. Quer saber mais sobre nossa capacidade de produzir protótipos de moldagem por injeção, não hesite em entrar em contato com nossa equipe.