Dominando Injeção de Protótipo: Técnicas e Produção Rápida

Publicado em 1 de jun. de 2020 | Por WayKen Rapid Manufacturing

Conhecemos muitos produtos plásticos produzidos em massa. Baldes plásticos, capas de telefone, a maioria dos brinquedos como LEGO são todos de plástico. Milhares de máquinas de 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 requerem ferramentas muito complexas, então como a injeção de protótipo funciona exatamente? Existe algo como injeção rápida, semelhante à prototipagem rápida em outras técnicas de fabricação? Você encontrará as respostas para todas essas perguntas aqui.

O Que as Necessidades de Injeção de Protótipo Ditam?

O progresso nunca para de nos manter em uma corrida de desenvolvimento. A empresa que cria mais novos recursos, produz mais novos produtos em um prazo mais curto, sobreviverá à competitividade rigorosa do mercado global. É por isso que o desenvolvimento de produto é uma das partes mais caras da fabricação. A injeção é um processo geralmente associado à produção em massa. Os moldes complexos 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 técnica de produção em massa lenta em um método flexível de Injeção de Protótipo? A resposta para isso é injeção rápida.

RIM é um ramo consideravelmente novo da injeção que oferece boas perspectivas de flexibilidade. Diria que esta técnica é como uma versão lite de um software que você descompacta no seu PC e usa em poucos minutos, em vez de instalar a coisa toda 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 peças injetadas sem entrar em técnicas especializadas.

Design para Injeção de Protótipo

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

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Design de Ferramentas

As ferramentas incluem as metades do molde de injeção e os ejetores. Ferramentas de molde de injeção rápida são ainda mais complexas, mas podem ser fabricadas mais rápido. A principal diferença é a flexibilidade. Um molde de protótipo deve dar a oportunidade de modificá-lo consideravelmente rápido. É por isso que fabricantes de moldes de protótipo tendem a dividir os moldes em mais elementos comparados aos moldes convencionais. Dessa forma, se você quiser mudar a cavidade, tira ela do ferramental e aplica mudanças apenas nela; se precisar modificar a cavidade, os canais de resfriamento e os ejetores, pode removê-los todos e refabricar simultaneamente. Sim, e fabricar do zero também. Quando você faz todas as peças ao mesmo tempo, completa o objeto inteiro mais rápido.

Outra consideração importante de design (além do fluxo de líquido padrão, espessura da parede e canais de resfriamento) é a longevidade do molde. Um molde convencional é projetado para vida máxima. É por isso que usam aço endurecido e levam muito tempo para usinar. Injeção de protótipo e ferramentas de injeção personalizadas devem durar apenas um pequeno tempo. É por isso que podemos abrir mão de aços duros e ficar com ligas de alumínio mais duras. Essas 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 de protótipo é projetado, é uma boa ideia verificar o processo de fabricação antes de produzir o molde de protótipo. Apenas alguns anos atrás isso não era possível. No entanto, métodos modernos de análise de engenharia evoluíram muito. Um engenheiro de fabricação experiente pode empregar ferramentas avançadas de análise de elementos finitos para replicar como um polímero liquefeito preencheria o molde e como esfriaria. A experiência na área de fabricação torna os engenheiros capazes de replicar processos de fluxo de molde com boa precisão. Eles podem encontrar falhas de design no início e evitar refazer desnecessariamente o molde de protótipo.

Injeção de Protótipo

A usinagem do molde é um processo complexo em si porque as superfícies principais estão frequentemente 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 de protótipo. As coisas principais começam uma vez que o molde está completo.

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

Depuração de Ferramentas

Refazer o molde para melhor atender às suas peças é chamado de depuração de ferramentas. Que tipo de problemas podem surgir com seus moldes de injeção? Primeiro, pode haver defeitos onde a espessura da parede não é ideal para o processo. Você verá pequenos amassados na peça onde o material solidificou de forma irregular e pode encontrar áreas onde o material não conseguiu chegar de jeito nenhum. Então é importante verificar o fluxo do polímero no molde com o método FEA.

Outro problema generalizado são falhas no resfriamento. Algumas áreas podem demorar demais para esfriar e, se você ejetar a peça muito cedo, pode arruiná-la. Garantir o ciclo de resfriamento correto é um dos problemas mais complexos na fabricação de moldes de injeção.

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

Por Que Escolher a WayKen para Protótipos de Injeção?

Você precisa de uma maneira mais econômica e rápida de fabricar peças? Com mais de 10 anos de experiência em protótipos de injeção, podemos produzir peças injetadas reais para testes funcionais, assim reduzindo a lacuna de fabricação para ferramentas de produção. Além disso, os clientes também podem obter moldes de alumínio acessíveis e de alta qualidade aqui e os prazos rápidos ajudam a reduzir riscos de design, bem como reduzir custos de produção. Quer saber mais sobre nossa capacidade de produzir protótipos de injeção, não hesite em contatar nossa equipe.