Guia Completo para Moldagem por Injeção de Baixo Volume: Como Aproveitar ao Máximo Esta Ótima Ferramenta

Muitas pessoas e empresas deparam-se com um problema. Têm uma boa ideia. Até têm um protótipo impresso em 3D. Mas não estão preparadas para gastar muito dinheiro numa ferramenta para produção em massa. Precisam de algo que os ajude a passar à fase seguinte. Precisam de uma forma de fabricar algumas centenas ou alguns milhares de peças reais. É aqui que se pode tirar partido da moldagem por injeção de baixo volume. Neste guia de injeção de baixo volume, quero partilhar convosco o que aprendi. Explicarei como este excelente processo pode poupar-lhe tempo. Pode também reduzir o seu risco e ajudá-lo a vender o seu produto mais rapidamente.

O que é realmente a moldagem por injeção de baixo volume?

Comecemos pelos princípios básicos. O que é a moldagem por injeção de baixo volume? É uma forma de fazer coisas. É utilizada para fabricar um pequeno número de peças. Pode pensar-se nela como um passo no meio. É para alturas em que precisa de mais peças do que uma impressora 3D pode fazer. Mas não é para quando se precisa de peças suficientes para justificar o custo elevado de uma ferramenta de produção de grande volume. Estou a falar de fazer 100 a 10.000 peças. A ideia principal é a mesma da moldagem por injeção normal. Faz-se um molde, que é um bloco de metal com um espaço oco no interior. Depois, coloca-se plástico quente e derretido no molde. O plástico arrefece e endurece, e então temos a nossa peça.

A grande diferença é a ferramenta que é utilizada. Para fabricar uma quantidade reduzida de peças, o molde é normalmente feito de alumínio e não de aço. Isto torna o molde muito mais rápido e menos dispendioso de criar. Por este motivo, a moldagem por injeção de baixo volume é uma forma muito rentável de obter peças moldadas de boa qualidade sem gastar muito dinheiro no início. Tenho visto este processo ajudar muitas pequenas empresas e novos negócios a começar a vender os seus produtos. É um primeiro passo inteligente no mundo da moldagem por injeção. Um bom molde é a parte mais importante de toda a operação.

Este processo permite-lhe obter peças reais e funcionais nas suas mãos num curto espaço de tempo. Pode testar o seu projeto. Pode mostrá-lo a pessoas que poderão dar-lhe dinheiro para o seu negócio. Pode até começar a vender o seu produto. Esta flexibilidade é o que torna a moldagem por injeção de baixo volume tão útil. Trata-se de utilizar o seu dinheiro de forma sensata. Ajuda-o a certificar-se de que o seu produto é perfeito antes de decidir fabricar milhões de peças. O primeiro número de peças que produz não precisa de ser enorme. Esta é uma parte muito útil do campo da moldagem por injeção.

Porque é que a moldagem por injeção de baixo volume é uma escolha melhor do que outras formas?

Poderá estar a pensar: "Porque é que não posso simplesmente imprimir as minhas peças em 3D? Ou porque não começar com a produção em massa?" Essas são perguntas muito boas. Participei em projectos que utilizaram todas estas formas diferentes. Um protótipo impresso em 3D é bom para ter uma primeira visão da sua ideia. Mas os materiais não são normalmente muito resistentes. E as peças não têm a mesma sensação que o produto final terá. Não é possível fazer um bom teste num protótipo impresso em 3D para ver como funciona no mundo real. Um bom protótipo tem de ser feito com o tipo de material correto.

Além disso, a decisão de passar diretamente para a produção em grande escala é um grande risco. Uma ferramenta de aço para moldagem por injeção de grandes volumes pode custar muito dinheiro. O seu fabrico pode também demorar meses. Se encontrar um erro no seu projeto depois de ter feito essa ferramenta dispendiosa, perdeu muito tempo e dinheiro. Já vi isto acontecer a pessoas. É muito triste ver isso. Gastará mais - muitas vezes muito mais - em ferramentas de aço de grande volume. O custo por peça é baixo, mas o custo de fabrico da primeira ferramenta é muito elevado.

A moldagem por injeção de baixo volume é a melhor resposta. Dá-lhe as partes boas dos dois mundos. Pode utilizar materiais plásticos reais e fortes, pelo que as suas peças são resistentes e funcionam corretamente. O molde é muito mais barato e rápido de criar do que uma ferramenta de aço. Isto torna todo o processo económico para um número mais reduzido de peças. É uma forma mais rápida e segura de passar de um simples protótipo para um produto que pode ser vendido. É a ligação entre a prototipagem e a produção em massa.

Como é que o processo de moldagem de um molde de baixo volume funciona realmente?

O processo de moldagem por injeção de baixo volume é simples e inteligente. Primeiro, temos de fazer o molde para as suas peças. Este processo utiliza um sistema automatizado Maquinação CNC sistema. Uma peça sólida de alumínio é colocada numa máquina CNC. A máquina é guiada por um programa de computador para cortar a forma da sua peça. Este processo de maquinação CNC para fresar o alumínio é muito exato. Este é o processo para fresar o molde. A máquina é capaz de criar formas muito pormenorizadas. Para a maioria das peças simples, só precisa de uma cavidade cortada no molde.

Depois de terminado o molde, este é colocado numa máquina de moldagem por injeção. A máquina tem dois lados, e o novo molde é mantido firmemente entre eles. De seguida, pequenos pedaços de plástico são aquecidos até se tornarem líquidos. Este líquido quente é empurrado com muita pressão para dentro da cavidade cortada no molde. O plástico entra em cada pequena parte do molde.

A água flui através de canais no molde para que este arrefeça rapidamente. Quando o plástico arrefece, volta a ficar sólido. Torna-se a forma perfeita do seu molde. Por fim, a máquina abre-se e a sua nova peça é empurrada para fora. Tudo isto, desde o fecho do molde até à saída da peça, pode ser feito em menos de um minuto. É por isso que é possível obter centenas de peças moldadas num só dia. A ferramenta é uma parte muito importante deste processo rápido de moldagem por injeção.

Qual é a ferramenta certa para um molde de injeção de baixo volume?

Quando digo a ferramenta, estou a referir-me ao molde. Para a moldagem por injeção de baixo volume, é muito importante escolher o material certo para a sua ferramenta. A melhor escolha é quase sempre o alumínio. Sugiro sempre a utilização de moldes de alumínio para qualquer projeto que necessite de menos de 10.000 peças. Porque é que eu digo alumínio? As razões são a velocidade e o custo.

O alumínio é muito mais macio do que o aço. Isto significa que é mais fácil e rápido de cortar com uma máquina. Um processo de maquinagem CNC automatizado pode produzir uma ferramenta de alumínio em poucos dias, em vez de semanas ou meses. Esta velocidade significa que recebe as suas peças muito mais cedo. Significa também que a máquina funciona durante menos tempo, o que faz com que a ferramenta custe muito menos dinheiro. É por isso que a produção de baixo volume é fácil de começar.

Mas, como o alumínio é mais macio, a vida útil da ferramenta não é tão longa quanto a de uma ferramenta de aço. Um molde de alumínio pode ser capaz de fazer 5.000 a 10.000 peças. Uma ferramenta de aço duro, no entanto, pode fazer milhões de peças. Mas se tiver de fabricar apenas alguns milhares de peças, pagar mais por uma ferramenta de aço não é uma boa ideia. É necessário escolher a ferramenta correta para o trabalho que está a fazer. Para trabalhos de baixo volume, as ferramentas de alumínio são a melhor escolha. Este processo, a moldagem por injeção de baixo volume - que utiliza ferramentas de alumínio - é a resposta ideal para este passo.

Quais são os principais aspectos a ter em conta na conceção do meu molde?

Certificar-se de que o desenho da peça está correto é a coisa mais importante a fazer. Um bom desenho ajuda o processo de moldagem por injeção a correr bem e dá-lhe peças melhores. Há algumas considerações importantes sobre o design a que eu digo sempre aos meus clientes para prestarem atenção. A primeira coisa a ter em conta é manter a espessura da parede igual em todo o lado. As paredes da sua peça devem ter todas a mesma espessura, se for possível fazê-las assim. Sugiro uma espessura de parede de 1 a 3,5 mm para a maioria dos tipos de plásticos.

Porque é que isto é tão importante? Se tiver áreas grossas e áreas finas, o plástico arrefecerá a velocidades diferentes. As partes finas arrefecerão primeiro e as partes grossas arrefecerão por último. Se isto acontecer, a peça pode dobrar-se. Pode também ficar com marcas de afundamento ou manchas feias na sua superfície. As paredes grossas podem parecer uma boa ideia para tornar uma peça forte, mas podem, de facto, danificar a peça. Pode parecer uma boa maneira de aumentar a resistência, mas uma espessura de parede uniforme é um plano muito melhor. Manter uma espessura de parede constante é uma boa maneira de manter as suas peças com o melhor aspeto possível.

Outra ideia importante chama-se "calado". A corrente de ar é um ângulo muito pequeno que adiciona às paredes da sua peça. Estas são as paredes que correm para cima e para baixo no molde. Pode imaginá-lo como um tabuleiro de cubos de gelo que é um pouco mais largo em cima do que em baixo. Este pequeno ângulo torna mais fácil retirar a peça do molde. Sem a corrente de ar, a peça pode ficar presa na ferramenta. Isto pode partir a peça ou mesmo o molde. Um ângulo de inclinação de 1 a 2 graus é normalmente tudo o que precisa. Esta é uma parte muito importante de um bom projeto.

Como posso obter um melhor design de peça de moldagem por injeção?

Então, como pode melhorar o design de peças de moldagem por injeção? Pode começar com as ideias básicas de que acabámos de falar: uma espessura de parede constante e a adição de calado. Agora, vamos falar um pouco mais sobre isso. Quando está a desenhar uma caixa simples, por exemplo, pode querer que todos os cantos sejam afiados. Mas para a moldagem por injeção, os cantos internos afiados causam problemas. Criam pontos fracos na peça e podem fazer com que esta se parta facilmente. Também tornam a ferramenta mais difícil de criar.

É sempre uma ideia melhor acrescentar uma pequena curva aos cantos interiores e exteriores. A ferramenta de corte que é utilizada para fazer o molde é redonda, pelo que alguns cantos das peças acabarão por ficar com uma curva, seja como for. A máquina não é capaz de criar um canto perfeitamente afiado no interior do molde. Assim, o raio do canto real deve estar no seu projeto desde o início. Isto permite-lhe controlar a geometria final do canto desejado. A sua peça será muito mais forte e o molde será mais simples de fazer. Estas pequenas alterações na geometria da peça fazem uma grande diferença.

Também deve pensar na forma como a peça será empurrada para fora do molde. A isto chama-se a remoção da peça. O desenho tem de permitir que a peça saia do molde sem qualquer problema. É por isso que o projeto é tão importante. Estas regras são verdadeiras quer esteja a conceber um dispositivo médico que salva vidas ou apenas um simples brinquedo de plástico. São particularmente importantes na moldagem por injeção, onde os moldes têm de abrir e fechar muitos milhares de vezes. Uma peça bem concebida faz com que todo o processo de moldagem por injeção funcione melhor. Isto ajuda a peça a sair do molde e é particularmente importante para uma boa peça final.

Como é que este processo pode melhorar o meu protótipo?

Muitas pessoas acreditam que um protótipo é apenas um modelo simples. Mas quando se utiliza a moldagem por injeção de baixo volume, o protótipo pode ser muito melhor do que isso. Pode ser uma peça que funciona completamente. Pode ser fabricada com o mesmo plástico que o seu produto final irá utilizar. Esta é uma vantagem muito grande. Pode testar o seu protótipo em situações reais para ver se funciona bem. Pode ver se se encaixa corretamente com outras peças. Pode mostrá-lo aos seus clientes para ver o que eles pensam.

Esta forma de fazer as coisas dá-lhe uma maneira económica de iterar o seu design. Por exemplo, talvez receba o seu primeiro conjunto de 100 peças e detecte um pequeno problema. Com uma ferramenta de alumínio de baixo custo, fazer uma correção não é um grande problema. Pode mudar a ferramenta rapidamente e fazer outro conjunto de peças. Este processo de testar, alterar e melhorar chama-se iteração. A moldagem por injeção de baixo volume torna esta iteração rápida e não muito dispendiosa. Pode tornar o seu produto perfeito sem o encargo financeiro de ferramentas de aço muito dispendiosas.

É por isso que digo que é como uma ponte. É a melhor ligação entre um simples protótipo e a produção em massa de peças de plástico. É possível obter um protótipo de alta qualidade. Pode corrigir todos os pequenos problemas antes de gastar muito dinheiro numa ferramenta para produção em grande escala. Um bom protótipo é a melhor forma de se proteger de erros dispendiosos mais tarde. Pode mesmo utilizar este método para fazer a sua primeira produção em quantidade para ver se as pessoas compram o seu produto.

Que tipos de plástico podem ser utilizados no meu molde?

O que a moldagem por injeção oferece de maravilhoso é a vasta gama de materiais que pode utilizar. Não está preso aos materiais mais fracos utilizados na impressão 3D. Pode utilizar plásticos fortes, duradouros e flexíveis feitos para a engenharia. As opções são tantas que podem parecer demasiadas, mas podem ser divididas em alguns grupos principais.

A maioria das peças é feita de um material termoplástico. Isto significa que o plástico pode ser aquecido e arrefecido vezes sem conta. Isto faz com que o processo funcione bem e gera menos resíduos. Eis alguns dos plásticos mais populares.

• ABS: Um plástico muito comum e resistente. Pense nas peças de LEGO.
• Policarbonato (PC): Muito resistente e não se parte facilmente. É frequentemente utilizado para peças transparentes como lentes.
• Nylon (PA): Forte e com uma superfície lisa. É bom para peças que se movem, como engrenagens.
• Polipropileno (PP): Um plástico que é flexível e não custa muito. É utilizado em coisas como as dobradiças das tampas das garrafas.
• TPE/TPU: Materiais que são macios e têm um toque de borracha. São bons para fazer pegas ou vedantes.

Para além disso, existem muitas cores diferentes e opções de aditivos de enchimento. Pode escolher entre milhares de cores. Também pode adicionar coisas como pedaços de vidro para tornar as peças de plástico mais fortes. Ou pode adicionar materiais que as protejam do sol. O processo pode até utilizar materiais como a borracha de silicone líquida. Com tantas cores diferentes e opções de aditivos de enchimento, pode fazer com que a sua peça tenha o aspeto e o toque que imaginou. Uma boa empresa pode ajudá-lo a escolher o termoplástico correto para o seu molde.

Que opções tenho para o acabamento da superfície das minhas peças moldadas?

O aspeto e a sensação da peça no final são muito importantes. Este aspeto é conhecido como acabamento da superfície. Com a moldagem por injeção, o acabamento da superfície da sua peça é uma cópia exacta do acabamento da superfície no interior do molde. Assim, se quiser uma peça com bom aspeto, tem de ter um molde com bom aspeto. Existem alguns acabamentos comuns que pode escolher.

O acabamento mais simples é chamado de "as-machined". Este acabamento deixa as pequenas marcas redondas da ferramenta de corte no interior do molde. É a escolha mais rápida e menos dispendiosa. Muitas vezes, uma empresa pode fornecer-lhe um relatório fornecido com cada orçamento que lhe mostra o aspeto que terá. Também pode escolher um acabamento polido se quiser um aspeto brilhante. Um molde muito polido dar-lhe-á uma peça muito brilhante.

Outra opção que as pessoas gostam é um acabamento com uma textura. Uma forma comum de o fazer é utilizar um jato de areia na superfície do molde. Isto dá ao molde uma superfície que é um pouco áspera e não brilhante. As suas peças moldadas finais terão então um acabamento mate agradável e uniforme. Isto é muito bom para esconder impressões digitais ou outras pequenas falhas. Um melhor acabamento da superfície pode fazer com que o seu produto pareça muito mais profissional. Deve falar com a sua empresa de moldagem por injeção sobre qual o melhor acabamento para o seu desenho e a sua ferramenta.

Qual é o momento certo para passar de um molde de baixo volume para a produção em massa?

A moldagem por injeção de baixo volume é uma ferramenta muito útil, mas não foi feita para criar milhões de peças. O molde de alumínio desgasta-se ao fim de algum tempo. Então, como é que se pode saber quando é altura de passar para a produção em massa? O maior sinal é a quantidade de pessoas que querem comprar o seu produto. Se estiver a vender mais peças repetidamente do que o seu sistema de baixo volume pode fazer, é altura de pensar em fazer mais.

Quando se está preparado para uma produção em grande escala, é necessário gastar dinheiro em ferramentas de aço. Uma ferramenta de aço forte custa mais, mas é feita para durar muito tempo. Este tipo de molde pode trabalhar todo o dia e toda a noite. Pode fabricar peças a um custo muito baixo por cada uma. Todas as coisas que aprendeu ao fazer as suas peças de produção de baixo volume serão muito úteis. Terá um desenho que testou e sabe que funciona bem.

A mudança pode ser muito fácil. Pode continuar a utilizar o seu molde de alumínio para fabricar peças enquanto a sua nova ferramenta de aço está a ser criada. Isto significa que não tem de deixar de vender o seu produto. Passar da moldagem por injeção de baixo volume para a de alto volume é um bom sinal. Significa que o seu produto é popular e que está pronto para aumentar o seu negócio. Muitas empresas podem ajudá-lo a obter um preço para uma nova ferramenta. Posso receber um orçamento para um trabalho a qualquer hora do dia ou da noite. Normalmente, os orçamentos são enviados dentro de algumas horas, sete dias por semana.

Aspectos fundamentais a ter em conta

• A moldagem por injeção de baixo volume é a melhor forma de passar de um protótipo para a produção em massa.
• Utiliza um molde de alumínio rápido e económico para criar peças de plástico de alta qualidade.
• Preste sempre atenção a um bom design. Utilize uma espessura de parede uniforme e adicione ângulos de inclinação à sua peça.
• Esta é a melhor forma de testar e iterar o seu projeto com materiais reais sem o encargo financeiro de ferramentas de aço dispendiosas.
• Quando muitas pessoas querem comprar o seu produto, pode avançar com confiança para uma ferramenta de aço para produção em grande escala.