Impressão 3D de moldes para Injeção Plástica
16/09/2015

Impressão 3D de moldes para Injeção Plástica

Semana passada falamos um pouco sobre como obter peças em poliuretano utilizando moldes de silicone e peças impressas em uma impressora 3D, porém, há alguns casos onde os protótipos são bem mais úteis quando feitos no material em que realmente serão produzidos ao final do processo de desenvolvimento (Vale lembrar aqui que a cada dia que passa, mais materiais estão sendo adaptados para serem usados em processos de impressão 3D, como abordamos em um post relacionado a MakerBot).

Hoje as impressoras 3D já evoluíram muito com relação aos possíveis termoplásticos que podem ser diretamente impressos (Em breve teremos um post exclusivo sobre este assunto) e há também algumas impressoras que imprimem em resinas que simulam algumas propriedades de alguns materiais, mas mesmo assim, ainda há um grande caminho a ser percorrido para cobrir toda a gama de funcionalidades e aplicações de um termoplástico.

Termoplásticos de cores (da esquerda para a direita) azul, amarelo, vermelho e verde enrolados separadamente.

Termoplásticos

E o que fazer quando precisamos de uma peça/protótipo em algum material que não possa ser impresso como por exemplo, o polipropileno (PP)?

Normalmente quando isso é necessário, o caminho mais utilizado na indústria atualmente é a confecção de um molde usinados em alumínio, mas, mesmo sendo mais rápido e barato que os moldes definitivos, este processo ainda costuma demorar semanas e seu custo nunca menor do que algumas dezenas de milhares de reais.

Pensando nesta importante etapa de desenvolvimento de produto, há alguns anos, a Stratasys desenvolveu um material resistente o suficiente para a impressão 3D de moldes para injeção plástica que pode ser montado diretamente em uma injetora para a obtenção de uma pequena quantidade de peças, este material de impressão 3D é o Digital ABS.

Neste processo o molde é projetado de uma forma muito parecida com os projetos dos moldes de protótipo em alumínio e o resultado é enviado diretamente para a impressora 3D sem a necessidade de nenhum processo intermediário. No projeto da ferramenta que será impressa em 3D podemos usar gavetas, pinos extratores, pinos guia, etc. e a fixação das cavidades pode ser feitas diretamente nos porta moldes ou, caso o volume de moldes impressos seja grande, pode-se criar um “porta cavidades” especialmente criado para este fim e com isso economizar ainda mais tempo no setup da injetora.

Benefícios da impressão 3D de moldes para injeção plástica:

  • Economia de tempo comparado ao processo usinado – Entre 50% a 90%  mais rápido;
  • Redução de custos durante a fase final de desenvolvimento – Entre 50% e 70%;
  • Obtenção de peças no material final de produção para uma validação funcional real;
  • Criação física do molde de injeção de forma automática – Processo simplificado através da impressão 3D;
  • Confirmação antes da criação dos moldes de injeção final da seleção do termoplástico.

Lembre-se que o objetivo de um molde impresso não é o de substituir o ferramental de produção e sim o de reduzir o ciclo de desenvolvimento de produto substituindo de forma rápida e com um custo muito menor do que as ferramentas usinadas em alumínio.

Quando a Impressão 3D de moldes para injeção plástica é indicada:

  • Baixo para moderado ponto de fusão < 300°C (570°F) e bom índice de fluidez – Candidatos: PE, PP, PS, ABS, TPE, PA, POM, PC-ABS ou resinas de polipropileno com fibra de vidro;
  • Pequena quantidade de peças – De 5 a 100 peças;
  • Tamanho da peça varia de pequena para média – Volume da peça menor que 165 cm3 – Pressão de injeção de no máximo 80 toneladas;
  • Quando a peça requer uma verificação de design e funcionalidade antecipada evitando assim retrabalhos nos moldes de produção.

Um excelente caso de utilização real desta aplicação é na empresa Unilever, onde a impressão 3D de moldes de injeção plástica reduziu o tempo total entre a início do projeto e um protótipo no material final em para validação dos consumidores em 40%.

Impressão 3D de moldes para Injeção Plástica

Molde impresso – Caso Unilever

Semana que vem falaremos sobre moldes para sopro de termoplásticos, onde ar quente é soprado dentro de um termoplástico (Com ou sem pré-forma) que adquire a forma exata do molde, muito usando para a indústria de embalagens (como você pode ver em nossa postagem sobre molde 3D de embalagens).

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Veja também

Impressão 3D no processo de fundição

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