Escolhendo o Molde Certo: Alumínio vs Aço vs Impresso 3D para Injeção

Publicado em 18 de jan. de 2020 | Por Candy, Gerente de Projetos WayKen

Como seu fornecedor de produção criativa, estamos comprometidos em fabricar moldes de injeção plásticos e peças moldadas custo-efetivas para cada cliente. Também estamos continuamente melhorando nossos processos de molde de alumínio para fornecer uma experiência de alto valor para você.

Cerca de 80% das peças plásticas são fabricadas usando injeção plástica. Por muito tempo, a injeção foi considerada um processo exclusivamente de produção em massa. Com a inovação de técnicas industriais, a injeção rápida não é a única forma de desenvolvimento de molde. Centros de usinagem CNC diminuíram consideravelmente o tempo de usinagem de molde. Sistemas CAD/CAM/CAE diminuíram tempos de design e verificação. Além disso, novas variedades de molde foram criadas. Molde de injeção de alumínio e molde impresso 3D competem com molde de aço endurecido pelo mercado de fabricação. Mas qual é a diferença entre eles? Qual molde será capaz de tornar seu produto mais eficiente?

Naturalmente, você vai querer seu protótipo fabricado mais rápido, a um preço mais barato, e que pareçam o melhor possível. Vamos comparar moldes de injeção de alumínio, aço e impressos 3D e determinar qual é mais útil em qual situação.

1. Tempo de Entrega

Tempo de entrega é o intervalo entre o início do desenvolvimento do molde e quando ele está pronto para produzir peças. Os métodos de design e cálculos para os três tipos de moldes são praticamente diferentes, mas a etapa de fabricação é onde ocorrem as mudanças significativas.

Moldes de injeção de alumínio são fabricados a partir de blocos de alumínio usando usinagem CNC e operações de acabamento. Em alguns casos, Usinagem por Descarga Elétrica (EDM) adicional é necessária em casos onde cavidades devem ter cantos agudos inalcançáveis por fresamento. Em geral, o processamento é principalmente mecânico, nenhum processamento térmico é necessário e quase nenhuma ferramenta especializada é requerida. Uma cavidade de alumínio média é feita em 10-15 dias.

Moldes de aço são feitos de forma semelhante, mas com algumas diferenças. Primeiro, o material é muito mais duro e leva muito mais tempo para usinar, gasta ferramentas de corte e requer ferramentas especializadas. Segundo, várias operações de processamento térmico são necessárias para aumentar a vida do molde. Tudo isso leva tempo. Como resultado, moldes de injeção de aço levam 2-5 meses para completar.

Moldes impressos 3D são criados usando processos de manufatura aditiva de sinterização de metal. Muito pó de metal fino é sinterizado junto camada por camada para formar a cavidade de um molde de injeção. A principal vantagem deste processo é que praticamente não precisa de preparação de fabricação e nenhuma ferramenta. O tempo médio para criar tal molde é apenas 2-3 dias.

2. Robustez

Robustez é basicamente o número de peças que um molde pode produzir antes de ficar muito desgastado. Um parâmetro importante a considerar se você está fabricando um lote de produtos.

Moldes de injeção de aço são endurecidos com tratamento térmico e são especificamente projetados para durar. Eles têm uma quantidade mínima de juntas e são feitos do aço mais durável. É por isso que duram milhões de peças.

Ferramentas de alumínio são feitas de material mais macio, no entanto, algumas ligas de alumínio têm resistência excepcional. Isso faz os moldes suportarem até 5.000 peças em um lote. A média é 100-2000 peças.

Moldes impressos 3D são os piores quando consideramos sua robustez. A cavidade sinterizada tem muitos problemas. É porosa e não tão forte quanto a feita de blocos sólidos. Agora, a cavidade impressa 3D pode suportar de 50 a 200 peças em um lote.

Obtenha um orçamento competitivo de molde de alumínio hoje

3. Tempo de Fabricação

Quando um produto tem que ser fabricado como lote, o tempo de fabricação por peça se torna um fator importante. Por tempo de fabricação, quero dizer o período entre a injeção do polímero líquido e a ejeção da peça final. Este fator é diferente dependendo do material do molde, pressão de injeção e temperatura.

Moldes de aço podem suportar a maior pressão e temperatura de injeção e é por isso que o processo de fabricação pode levar meros 5-10 segundos.

Moldes de injeção de alumínio não são tão fortes, então a pressão e temperatura para eles são 20-30% menores que para moldagem de aço. O tempo de fabricação é 44-70 segundos, o que é considerável quando começamos a falar de milhares de peças.

Moldes impressos 3D se saem ainda pior sob alta temperatura e pressão. Então, eles levam mais tempo para fabricar uma peça, nomeadamente 150-250 segundos.

4. Precisão da Peça e Acabamento Superficial

Qualidade da peça é um dos fatores mais importantes. Afinal, esta peça servirá como elemento de um mecanismo maior e pode ser apresentada a futuros investidores. A peça deve parecer profissional.

Precisão de moldes de injeção de aço e alumínio é similar e depende apenas das capacidades de usinagem e polimento. Precisão de molde impresso 3D, no entanto, é determinada pelos processos de manufatura aditiva. AM envolve fusão e resfriamento do material e a distorção térmica baixa a precisão consideravelmente. Tecnologias modernas podem produzir cavidades de aço e alumínio com tolerância até IT6 e moldes impressos 3D com tolerância até IT9.

5. Flexibilidade

Flexibilidade é importante para protótipos de pré-produção quando você está apenas testando como seu produto final vai parecer e operar. Feito o protótipo inicial de alguns materiais, você vai querer testar os materiais que escolheu inicialmente para o produto e vai querer testar o programa de fabricação. Frequentemente, você encontrará alguns problemas, que farão você modificar seu design. Por exemplo, durante testes de operação, alguma falha foi encontrada ou o processo de injeção levou a uma peça porosa. É quando você quer mudar o design e, com ele, o molde. Diferentes materiais de molde têm diferentes flexibilidades.

Moldes de aço são endurecidos por tratamento térmico. Geralmente é feito depois que todas as peças essenciais foram usinadas e há apenas uma pequena camada de material para ser retificada. Se você precisar modificar alguns recursos, pode ser difícil porque a dureza da cavidade é muito alta.

Moldes de alumínio são feitos de material mais macio e sua cavidade é frequentemente fabricada como uma peça separada instalada na base do molde. É por isso que é muito mais fácil remover a cavidade e fazer ajustes.

Moldes impressos 3D são difíceis de modificar porque envolveria usinar uma parte da cavidade e o acabamento superficial não será uniforme porque a usinagem proporcionará melhor acabamento. É mais fácil refabricar o molde completamente, o que não levará muito tempo, mas trará custos adicionais indesejados em prototipagem e testes de lote de pré-produção.

Fabricação Personalizada de Molde de Alumínio

Na WayKen, temos mais de 20 anos de experiência na construção de moldes de alumínio, fornecendo serviços completos do protótipo à produção. Como seu fornecedor de molde certificado ISO 9001:2005, estamos comprometidos com a fabricação de moldes de injeção plásticos custo-efetivos, peças moldadas, e continuamos a melhorar processos de ferramentas para fornecer custos menores, peças de alta qualidade para nossos clientes. Trabalhando conosco, faremos seus projetos um grande sucesso do início ao fim.