Fundição de uretano vs. moldagem por injeção:um guia de design para fabricação (DFM)

Publicado em 10 de janeiro de 2022

Publicado originalmente em fastradius.com em 10 de janeiro de 2022

Design para capacidade de fabricação (DFM) é a arte de criar peças que sejam fáceis de produzir, econômicas e que atendam a rígidos padrões de qualidade. Ao integrar as realidades do método de fabricação escolhido nos estágios iniciais do projeto, os engenheiros podem reduzir o tempo de produção, reduzir o desperdício de material e evitar reprojetos dispendiosos.

Embora tanto a moldagem por injeção quanto a fundição de uretano sejam populares para a produção de componentes plásticos, cada uma tem diretrizes DFM distintas. Este guia detalha as principais diferenças, ajuda você a decidir qual método se adapta ao seu projeto e descreve as considerações críticas de design para cada um.

Fundição de uretano vs. moldagem por injeção

Na moldagem por injeção, o primeiro passo é projetar e fabricar um conjunto de ferramentas de precisão – normalmente aço ou alumínio – usando usinagem CNC. A geometria do molde é ditada pela peça, portanto, recursos complexos geralmente exigem elementos adicionais, como corrediças, elevadores ou núcleos removíveis. Depois que o núcleo e a cavidade são montados, o plástico fundido é injetado, resfriado, solidificado e ejetado para formar a peça acabada.

A fundição de uretano, por outro lado, começa com um padrão mestre criado por usinagem CNC ou impressão 3D. O padrão é colocado em uma caixa de molde, preenchida com silicone líquido e curado. Após a cura, o molde é dividido, revelando uma cavidade que combina com o formato da peça. A resina de uretano é despejada nesta cavidade e curada em uma câmara de vácuo aquecida.

Ambos os processos compartilham o princípio básico de preenchimento de uma cavidade de molde, mas suas ferramentas, estruturas de custos e características de desempenho diferem significativamente:

• Material de ferramenta: Os moldes de injeção são normalmente de aço ou alumínio, oferecendo alta durabilidade e estabilidade dimensional. Os moldes de fundição de uretano usam silicone, que é flexível e barato, mas menos rígido.
• Custo: Moldes de injeção complexos podem custar dezenas de milhares de dólares, enquanto os moldes de fundição de uretano geralmente custam entre centenas e poucos milhares de dólares.
• Prazo de entrega: A produção de moldes de injeção pode levar vários meses, enquanto os moldes de fundição de uretano podem ficar prontos em menos de duas semanas.
• Tolerância de projeto: As tolerâncias de fundição de uretano são mais flexíveis devido à flexibilidade do silicone, enquanto a moldagem por injeção pode atingir tolerâncias mais rígidas graças às ferramentas de metal rígidas.
• Flexibilidade de recursos: A fundição de uretano é mais tolerante com variações de espessura de parede e cortes inferiores, enquanto a moldagem por injeção requer um projeto cuidadoso para evitar problemas de ejeção.

Escolha moldagem por injeção para tiragens de alto volume ou peças que exigem tolerâncias restritas e qualidade consistente. Seu investimento inicial em ferramentas compensa quando a produção atinge milhares de unidades. Para protótipos, produção de baixo volume ou iterações rápidas de projeto, a fundição de uretano oferece velocidade, flexibilidade e economia de custos.

Principais preocupações do DFM para fundição de uretano e moldagem por injeção

O DFM bem-sucedido depende de três parâmetros principais:tolerâncias, espessura da parede e cortes inferiores. Abaixo estão as melhores práticas para cada rota de fabricação.

Tolerâncias

Todo processo tem variações dimensionais inerentes. Na fundição de uretano, o leve movimento do molde de silicone sob vácuo pode levar a dimensões inconsistentes, tornando-o inadequado para componentes que exigem tolerância restrita. Os moldes de injeção, por serem rígidos, fornecem dimensões mais precisas, mas ainda sofrem um pequeno encolhimento à medida que o plástico esfria. Os engenheiros devem definir janelas de tolerância que reflitam as capacidades do método escolhido e ajustar o projeto de acordo.

É essencial equilibrar a subtolerância (mais barata mas mais arriscada) com a sobretolerância (mais dispendiosa mas fiável). Considere a função da peça, o empilhamento de tolerâncias e as restrições de montagem. Se o seu projeto não conseguir atender à tolerância exigida com o método selecionado, mude para uma tecnologia diferente ou redesenhe para obter tolerâncias mais flexíveis.

Espessura da parede

A espessura uniforme da parede promove consistência das peças, distribuição ideal de tensões e redução de defeitos de fabricação. A moldagem por injeção normalmente tem como alvo paredes de 1 a 4 mm para a maioria das aplicações, mantendo a espessura total abaixo de 5 mm. A fundição de uretano pode acomodar espessuras variáveis, mas a variação excessiva pode levar ao encolhimento ou deformação durante a cura. Procure uma espessura máxima de parede de 5 mm em ambos os processos.

Rebaixamentos

Rebaixos – recursos que impedem a ejeção da peça – são mais problemáticos em moldes de injeção rígidos. Para mitigar isso, os fabricantes podem adicionar lâminas, criar núcleos que podem ser removidos ou redesenhar o recurso para alinhá-lo com o eixo dividido do molde. O molde de silicone da fundição de uretano pode ser flexionado para liberar cortes inferiores, tornando-o mais tolerante para geometrias complexas.

Ao abordar os cortes iniciais na fase de projeto, você evita modificações ou reequipamentos dispendiosos nas ferramentas.

Projeto para fabricação com SyBridge

Esteja você inclinado para fundição de uretano ou moldagem por injeção, integrar o DFM ao seu projeto economiza tempo e dinheiro. A equipe experiente da SyBridge pode ajudá-lo a selecionar as tolerâncias, espessuras de parede e soluções de corte corretas, adaptadas às necessidades do seu projeto. Entre em contato conosco hoje para iniciar uma consulta que garanta qualidade e eficiência de custos.