Redução de Custos na Injeção de Plástico para Prototipagem: Estratégias Comprovadas

Vivemos em um mundo de produção em massa onde simplesmente não há como escapar dos moldes de injeção. Quase todos os itens que usamos no dia a dia contêm peças plásticas feitas por injeção. Dada a onipresença desses objetos, obter insights sobre os custos de injeção torna-se vital.

Agora, múltiplos fatores determinam o custo da injeção. Não há um único fator em jogo. Portanto, o objetivo deste artigo é informar e educar leitores como você sobre os custos de moldes de injeção. Assim, sempre que precisar criar tais moldes para seus propósitos exclusivos, poderá fazê-lo incorrendo em despesas ideais.

5 Fatores Que Afetam o Custo dos Moldes de Injeção

Ao avaliar o custo da injeção, você descobrirá que existem 5 fatores principais em jogo durante todo o ciclo de produção. Abaixo, analisamos cada um desses fatores para ajudá-lo a medir o impacto geral nos custos dos moldes de injeção.

Em cada caso, compartilhamos exemplos apropriados de custos de injeção. Eles ajudarão você a compreender a diferença causada por esses fatores mencionados abaixo.

Tamanho da Peça

As peças plásticas vêm em uma infinidade de tamanhos variados. Dependendo do propósito, pode haver um conjunto complexo de peças a serem fabricadas. Automóveis são um exemplo clássico. Em um único veículo, você teria múltiplas peças sendo incorporadas. Ao pensar em variantes adicionais desses veículos, a necessidade de peças aumenta ainda mais.

Com tantas peças diferentes, todas de diversos tamanhos a serem fabricadas, o custo geral do molde de injeção certamente aumentará. Isso é especialmente verdadeiro, pois cada peça exigiria seu próprio tamanho de molde exclusivo.

Complexidade da Peça

Existem peças que são relativamente básicas. Impressões 3D feitas em casa em baixa volume são um exemplo adequado, com o grau de complexidade envolvido sendo especialmente rudimentar. Um molde de cavidade única também seria considerado bastante básico.

Por outro lado, existem moldes maiores, frequentemente feitos de aço com mais cavidades dentro deles. Um exemplo adequado seriam peças internas de aviões feitas de plástico. Elas são necessárias em grandes volumes, frequentemente na casa das dezenas de milhares, com precisão inabalável. Frequentemente, exigem logotipos da empresa em relevo, aumentando ainda mais sua complexidade. À medida que essa complexidade aumenta, o custo da injeção de plástico certamente sobe.

Cavidades da Peça

No exemplo acima, citamos moldes de aço com múltiplas cavidades. Tais moldes podem ser especialmente complexos. Dentro deles, há uma abundância de moldes de injeção de plástico. Dependendo da saída final, as cavidades necessárias podem variar consideravelmente.

À medida que a necessidade de tais cavidades de peças injetadas aumenta, há um aumento concomitante nos custos de injeção de plástico.

Acabamento da Peça

O exemplo mais adequado aqui seriam peças injetadas personalizadas. O grau de acabamento necessário em uma determinada peça terá impacto direto nos custos de fabricação incorridos.

Um acabamento liso de alto brilho, por exemplo, exigiria mais horas de trabalho e esforço em comparação a um acabamento texturizado. O primeiro precisaria passar por uma série de etapas de polimento antes de atingir a aparência desejada. Todas essas etapas adicionais aumentarão o custo total.

Quando esse é o caso, todo o processo de injeção torna-se particularmente intrincado. Claro, quando isso acontece, o custo geral dos moldes de injeção de plástico sobe substancialmente.

Quantidades de Peças

Ao determinar o custo de ferramentas de injeção, as quantidades de peças desempenham um papel quintessential. Como a lógica dirá, maior o número de peças a serem fabricadas usando o mesmo molde, menor o custo por peça.

Ao mesmo tempo, lembre-se de que existe um ciclo de máquina para cada projeto de moldagem. Isso tem uma dupla implicação: o tempo necessário para criar uma saída acabada a cada vez, bem como a duração geral pela qual um molde pode criar peças de produção. Além desse limite, a qualidade acaba comprometida. Na verdade, um molde de injeção típico simplesmente não pode produzir qualquer saída uma vez que a quantidade predeterminada de unidades tenha sido criada. Portanto, considere também a necessidade de um novo molde de injeção de plástico neste contexto.

O Que Determina o Custo da Injeção?

Mais uma vez, enfatizamos que múltiplos fatores contribuem para o custo de um molde de injeção de plástico típico. Mantenha-os em mente ao calcular os custos de injeção para criar moldes.

1. Custo da Máquina

O entendimento adequado da injeção requer que você também perceba e aprecie o custo das máquinas envolvidas no processo. Hoje, existem máquinas de molde com tonelagem de tamanho gigantesco, produzindo moldes de injeção de tipos amplamente díspares. Essas máquinas de molde maiores, acopladas a operações mais complexas necessárias para operá-las, todas contribuem para elevar os custos.

Juntamente com isso, existem máquinas de injeção relativamente mais simples — e também mais duráveis e versáteis — que são particularmente custo-efetivas. Portanto, sempre leve em consideração os custos das máquinas de injeção neste contexto.

2. Custo de Ferramentas (Custo do Molde)

Este é nada mais que o custo de um molde típico. Aqui também, você se verá diante de vários fatores que impactam os custos de ferramentas. Eles incluem a complexidade da(s) peça(s) sendo fabricada(s), o volume de produção, o processo seguido para fazer o molde, bem como o material do molde, digamos um molde de alumínio ou de aço, etc.

Os três métodos a seguir são os mais comumente usados para fazer moldes de injeção:

Usinagem CNC

Este é o método mais comumente usado para fazer moldes de injeção. Envolve o uso de máquinas de controle numérico computadorizado (CNC) para criar moldes a partir de um bloco de material, tipicamente alumínio ou aço.

A usinagem CNC é um processo de manufatura subtrativo, onde o material excedente é removido de um bloco de matéria-prima usando ferramentas de corte rotativas de alta velocidade.

Moldes de aço ou alumínio são tipicamente feitos com este processo. Uma grande vantagem é o nível superior de precisão alcançado. Também é relativamente rápido e custo-efetivo.

Impressão 3D (Manufatura Aditiva)

Frequentemente, a impressão 3D prova ser uma das abordagens de menor custo para injeção. Este é um método relativamente novo usado para fazer moldes. Envolve a construção do molde em camadas. No entanto, não é adequado para criar moldes com geometrias complexas.

No geral, os avanços na tecnologia de impressão 3D aumentaram vastamente as possibilidades gerais, mantendo os custos em níveis ideais.

EDM (Eletroerosão)

Alguns dos designs de molde mais complexos são trazidos à fruição usando este método. Sim, os custos envolvidos podem ser altos, mas os resultados alcançados são superiores à maioria. Além disso, dada a aplicação (largamente) industrial deste método, os custos são frequentemente menos preocupantes do que uma qualidade de saída excepcional.

3. Custo de Mão de Obra

Não importa o quão mecanizados sejam seus processos de fabricação, os custos de mão de obra sempre estarão envolvidos. Por exemplo, você certamente precisará de um operador de máquina para executar seu processo de injeção. Ao mesmo tempo, dependendo da geografia em questão, bem como de seu mercado de oferta de trabalho e dinâmicas cambiais, isso pode ou não se provar um fator determinante.

4. Custo do Material Injetado

O custo das matérias-primas sendo injetadas no molde desempenhará um grande papel no custo geral das peças injetadas. Existem muitos tipos de plásticos que podem ser usados para injeção, incluindo ABS, PS, PE, PC, PP ou TPU. Quanto mais caro o material, mais caras serão as peças. Em alguns casos, materiais exóticos podem precisar ser usados, o que pode elevar o custo ainda mais.

5. Outros

• Resina polimérica — A quantidade, bem como a qualidade (que deve ser boa para garantir saída superior) de resina polimérica necessária, pode reduzir dramaticamente o custo. Mantenha isso em mente ao fazer sua seleção de resina de engenharia.
• Base do molde — É onde todas as cavidades do molde se encontram, incluindo um molde familiar semelhante, mas não idêntico (se presente). Se seu molde for razoavelmente grande, aumentaria dramaticamente os custos da base. Claro, adotar uma abordagem de cavidade de núcleo aqui envolvendo cavidades de parede ajudaria a manter os custos do molde sob controle.
• Linhas de resfriamento — Também referidas como canais de resfriamento, são vitais para a velocidade e eficiência com que os moldes resfriam, permitindo que os materiais injetados solidifiquem. Sim, garantir sua provisão adiciona aos custos variáveis.

Como Reduzir os Custos de Injeção?

Economizar nos custos de produção é fundamental na fabricação, pois minimiza o custo final do produto. Como todos sabem, o truque mais simples para reduzir o preço por peça é aumentar a quantidade de peças, já que os custos iniciais de usinagem e projeto do molde podem ser distribuídos por mais peças. Além disso, você também pode tentar as seguintes maneiras de reduzir os custos de injeção.

1. Avalie Seu Design para Fabricação (DFM)

Uma das melhores maneiras de reduzir os custos de injeção é projetar sua peça de forma que seja fácil de fabricar. Isso inclui considerar fatorentes como rebaixos, espessura de parede e acabamentos complexos. Ao simplificar seu design, você pode frequentemente reduzir o número de cavidades do molde necessárias, o que, por sua vez, reduzirá seus custos de ferramentas. Aqui estão algumas direções a considerar para otimização.

1) Eliminar ou reduzir rebaixos

Geralmente, características de rebaixo complicam e, em alguns casos, impedem a injeção de peças. Elimine-os se possível. Se achar difícil livrar-se deles, tente desligamentos deslizantes, núcleos de passagem ou altere a linha de separação e ângulos de inclinação para simplificar a construção do molde. Se a técnica for aplicada apropriadamente, reduz os custos de ferramentas.

2) Evitar moldes de parede espessa

Uma maneira de reduzir o custo da injeção é usar um molde de parede mais fina. Paredes mais finas requerem menos material e, portanto, custam menos para produzir. Além disso, paredes mais finas resultam em tempos de resfriamento mais curtos, o que pode levar a tempos de ciclo reduzidos e maior produtividade.

No entanto, é importante notar que moldes de parede mais fina podem não ser adequados para todas as aplicações. Em alguns casos, paredes mais finas podem resultar em peças mais fracas e propensas a quebra. Como tal, é importante considerar cuidadosamente os benefícios e desvantagens de usar um molde de parede mais fina antes de tomar uma decisão.

3) Minimizar acabamentos e aparências complexas

Remover características desnecessárias que não agregam valor significativo à sua saída final é uma forma ideal de reduzir custos de injeção de plástico. Superfícies texturizadas, por exemplo, podem simplesmente não ser necessárias. Isso vale para adições cosméticas como jateamento de esferas ou polimento de molde de alto brilho também. Lembre-se de que características excessivas também podem exigir mais cavidades de molde que elevam ainda mais os custos.

4) Tentar projetar peças auto-acopláveis

Se você está empreendendo um projeto com dois segmentos intertravados, ou uma caixa de encaixe, é recomendável redesenhar os encaixes para intertravarem em vez de repetir o processo para cada encaixe.

2. Moldes Universais em Vez de Moldes Personalizados

Se você não precisa de um molde personalizado, considere usar o molde universal. Esses moldes costumam ser mais baratos que moldes personalizados e ainda podem produzir peças de alta qualidade.

Além disso, se precisar de um molde personalizado, sempre considere ter um modelo CAD antes de iniciar o processo de fabricação. Isso ajudará a otimizar designs e identificar problemas potenciais, como ângulos de inclinação íngremes, espessuras de parede desnecessárias, formas complexas, etc.

Isso economizará muito dinheiro (e dor de cabeça!) a longo prazo. Fazer o molde em vez de comprar um novo molde completamente quando a necessidade surgir, é outra maneira astuta de economizar alguns reais preciosos. Peças auto-acopláveis no lugar de múltiplos moldes também ajudam nessa frente.

3. Minimizar o Número de Cavidades no Seu Molde

Quanto mais cavidades houver em um molde, maior será o custo. Portanto, é importante minimizar o número de cavidades no seu molde sempre que possível.

Uma maneira de reduzir o número de cavidades é usar uma análise de fluxo de molde para otimizar o design da sua peça. A análise de fluxo de molde pode ajudar a identificar áreas onde cavidades podem ser eliminadas sem comprometer a função ou estética da peça.

4. Usar Materiais de Menor Custo Sempre Que Possível

O custo do material que você usa para suas peças pode ter um impacto significativo no custo geral de produção. Onde possível, use materiais de menor custo, como ABS ou polipropileno.

Perguntas Frequentes

A injeção é cara?

Não há resposta simples e direta para isso. Mas, em linhas gerais, pode-se dizer que, embora a injeção possa ser cara, nem sempre precisa ser. Fatores como volumes de produção e a complexidade das peças sendo fabricadas desempenham um papel chave na determinação final dos custos de injeção. Quando itens semelhantes com tolerâncias apertadas são feitos em grandes volumes, a injeção prova ser um processo barato.

Quanto Custa a Injeção?

Pode variar dramaticamente de algumas centenas a centenas de milhares de dólares. Pense na vasta aplicação da injeção. Existe uma gama virtualmente ilimitada de produtos feitos com eles. Nesse cenário, é difícil especificar um valor exato no que diz respeito ao custo da injeção.

A injeção é ecologicamente correta?

Sim, não apenas a injeção pode provar ser uma solução custo-efetiva para fabricar uma infinidade de produtos plásticos, mas também pode ser ecologicamente correta, assim como a impressão 3D. Primeiro, considere o uso ideal de plástico aqui com desperdício mínimo ou nenhum vazamento. Além, dado que lidamos com plástico fundido aqui, vários elementos orgânicos podem ser adicionados à mistura para finalmente criar saídas de injeção de plástico ecológicas.

Comece com Injeção Rápida

Como afirmamos repetidamente ao longo deste artigo, pode haver disparidades significativas nos custos de injeção para prototipagem de plástico. Fatores como volumes de produção e moldes totalmente complexos desempenham um papel crítico na determinação dos custos finais.

As empresas frequentemente escolhem a injeção rápida para suas necessidades de prototipagem de plástico porque é uma maneira custo-efetiva de criar protótipos rapidamente. Vamos começar com a injeção rápida na WayKen.