Na Boyan, ocasionalmente exploramos a prototipagem rápida, embora não seja o nosso negócio principal. Temos parceiros regulares que tratam desse aspeto, poupando aos nossos clientes o tempo de encontrar fornecedores adequados de impressão 3D e garantindo um serviço mais rápido e fiável.
Os principais objectivos da impressão 3D no nosso contexto incluem:
1. Verificação do projeto e confirmação da funcionalidade:
Antes de iniciar a produção de moldes, utilizamos a impressão 3D para confirmar que o design não tem erros e cumpre os requisitos funcionais esperados. Isto constitui a maior parte do nosso trabalho de impressão 3D, servindo principalmente como uma verificação final antes do início do fabrico do molde.
Exemplo 1
Este é um conetor de plástico que concebemos para unir dois perfis de alumínio. Incorpora um mecanismo de encaixe, o que significa que será submetido a uma força de compressão significativa durante a montagem. Por isso, optámos por imprimir esta amostra utilizando material de nylon devido à sua maior resistência em comparação com outros plásticos.
No entanto, a resiliência do encaixe por pressão é um pouco inferior à do nylon genuíno. Ainda assim, cumpre as nossas expectativas e requisitos.
Exemplo 2
Neste exemplo, podemos montar os vários componentes e testar o ajuste quanto a aperto ou folga, bem como garantir que o encaixe funciona como previsto.
2. Protótipos de apresentação:
Utilizamos protótipos impressos em 3D para demonstrações internas e externas, para explorar potenciais melhorias ou avaliar se devemos continuar ou terminar um projeto. Após a impressão, a continuação do projeto permanece incerta.
3. Produção de pequenos lotes:
Normalmente com 50 a 150 peças, esta abordagem testa a recetividade do mercado, poupando nos custos do molde. É crucial avaliar se o investimento é rentável, uma vez que pode rivalizar com o custo de produção do molde. A principal diferença reside no facto de o ciclo de produção ser significativamente mais curto. Além disso, a escolha do material - tendo em conta as propriedades mecânicas e a vida útil - é vital. Embora a resina de fotopolímero padrão nem sempre seja adequada, materiais como o nylon são mais comuns, embora a sua variedade seja limitada e o seu custo mais elevado.
4. Utilização como ferramentas de inspeção:
Os produtos impressos com resina de fotopolímero podem atingir uma precisão de +/- 0,1~0,2 mm, o que os torna adequados para utilização como gabaritos de inspeção. Esta abordagem permite a verificação de superfícies tridimensionais complexas em relação a projectos iniciais. Além disso, o custo da impressão 3D destas ferramentas é significativamente inferior ao da maquinagem CNC. Isto significa que podem ser efetivamente utilizadas como ferramentas de inspeção com um pouco menos de precisão e uma vida útil mais curta, mas a um custo muito inferior.
Exemplo 3
Neste exemplo, utilizamos uma amostra impressa em 3D para verificar se o contorno tridimensional das peças moldadas por injeção corresponde à curvatura do design pretendido. Primeiro, precisamos de conceber a forma deste gabarito de inspeção, que é engenharia inversa baseada na superfície curva 3D do produto.
Depois de o produto de plástico ser produzido, encaixamo-lo no gabarito, usando as nossas mãos para avaliar o ajuste e inspeccionando visualmente para garantir que o contorno se alinha perfeitamente.
Em resumo, a impressão 3D desempenha um papel versátil na prototipagem rápida, desde a verificação do projeto até aos testes de mercado. Através da colaboração com os nossos parceiros profissionais, oferecemos soluções de impressão 3D abrangentes e eficientes aos nossos clientes.
5. Estruturas de suporte para corrigir deformações：
Os produtos de plástico podem, por vezes, deformar-se ou empenar-se. Uma solução comum é a utilização de estruturas de suporte no interior do produto imediatamente após a moldagem por injeção para contrariar a deformação. Assim que os suportes são removidos, o produto pode atingir um estado liso.
Estas estruturas de suporte precisam de ser concebidas com uma forma curva tridimensional para se ajustarem bem às paredes laterais do produto, evitando contactos pontuais localizados que poderiam deixar marcas. Os métodos convencionais de maquinagem CNC para tais designs seriam dispendiosos, mas a utilização da impressão 3D reduz significativamente o custo.
Exemplo 4
Por exemplo, no produto plástico apresentado abaixo, a parede lateral de um dos lados cede após a moldagem por injeção, enquanto o outro lado permanece plano. Considerando isto, concebemos uma estrutura de suporte para dar forma eficazmente ao produto.
Os materiais que utilizamos para a impressão 3d
Na realidade, embora existam numerosos materiais disponíveis para prototipagem rápida e impressão 3D, muitos deles não são amplamente adoptados ou são bastante caros. Por conseguinte, tendo em conta o custo e a disponibilidade, atualmente utilizamos apenas os quatro tipos de materiais seguintes:
1. Resina Fotopolimérica: Este é um material de impressão 3D amplamente utilizado, preferido pelo seu desempenho global equilibrado. As peças impressas com resina fotopolimérica têm uma superfície lisa, resistência razoável e resistência térmica moderada, tudo a um custo relativamente baixo. No entanto, tem desvantagens: pode não ser suficientemente resistente sob carga contínua, pode deformar-se sob tensão prolongada e pode descolorar-se com o tempo.
2. Nylon: Conhecido pela sua maior resistência, alegadamente atingindo 60-80% da do nylon moldado por injeção. No entanto, a resistência real pode variar consoante as condições de cada fábrica, como o equipamento utilizado, os materiais de produção e os processos de fabrico. O nylon tem uma superfície visivelmente texturada com grãos e linhas visíveis, sendo também um pouco mais caro.
3. PMMA (Acrílico): Utilizado principalmente para peças que exigem transparência. No entanto, a sua transparência não é tão elevada como a das peças transparentes moldadas por injeção, apresentando alguma irregularidade superficial e um aspeto mate.
4. Silicone, TPU e Outros Materiais de Borracha Macia: Estes materiais são muito práticos, proporcionando soluções de prototipagem rápida para produtos de borracha macia. Emulam as propriedades dos materiais de borracha macia tradicionais até certo ponto e são adequados para aplicações que exigem suavidade e elasticidade.
Em geral, a nossa seleção de materiais de impressão 3D visa equilibrar desempenho, custo e versatilidade na aplicação. Ao escolher cuidadosamente materiais adequados a necessidades específicas, podemos satisfazer eficazmente as exigências dos nossos clientes em prototipagem rápida e produção de pequenos lotes.
Uma tabela exaustiva de tecnologias e materiais de prototipagem rápida
Com o rápido avanço das tecnologias de prototipagem (incluindo impressão 3D e outras) e a variedade cada vez maior de materiais disponíveis, muitas vezes não é necessário ter um conhecimento aprofundado de cada um. Um conhecimento geral é normalmente suficiente.
Para proporcionar uma referência mais concisa e clara, compilámos uma tabela que lista os processos comuns de prototipagem rápida disponíveis no mercado atualmente, juntamente com os materiais correspondentes e as formas desses materiais. Desta forma, os nossos clientes e parceiros podem aceder rapidamente a informações essenciais e tomar decisões mais eficazes, adaptadas às suas necessidades específicas.
| Tecnologia de prototipagem rápida | Materiais correspondentes (apenas plásticos) | Forma do material |
|---|---|---|
| Modelação por deposição fundida (FDM) | PLA, ABS, PETG, TPU, etc. | Filamento |
| Estereolitografia (SLA) | Resina de fotopolímero | Resina líquida |
| Sinterização selectiva por laser (SLS) | Nylon, poliestireno | Pó |
| Processamento digital de luz (DLP) | Resina de fotopolímero | Resina líquida |
| Modelação por deposição fundida (FDM) | PLA, ABS, PETG, TPU, etc. | Filamento |
| Impressão PolyJet | Várias resinas de fotopolímero (flexíveis, rígidas) | Resina líquida |
| Impressão 3D com cama de pó e cabeça de jato de tinta | Pó de metal, Pó de plástico (incluindo PMMA), Pó de cerâmica | Pó |
| Jato de aglutinante (para plásticos) | Acrílico, Nylon | Pó |
| Maquinação CNC (para prototipagem) | ABS, Policarbonato, Acrílico, Nylon | Bloco maciço |
| Fundição a vácuo | Resina de poliuretano (imitando vários plásticos) | Resina líquida |
Resumo
Em resumo, embora a prototipagem rápida não seja o nosso negócio principal, somos capazes de fornecer estes serviços através dos nossos fornecedores de confiança. Este artigo descreveu os principais materiais disponíveis e ofereceu exemplos para uma compreensão rápida. Se necessitar destes serviços, não hesite em contactar-nos.
Perguntas mais frequentes
Pode utilizar os formatos de ficheiro STL, STEP ou X_T. Podem também ser utilizados outros formatos, mas a conversão para estes formatos é normalmente mais segura.
Geralmente, situa-se entre $0.1-0.15 por grama. Quanto mais pequeno for o produto, mais elevado é o preço unitário.
Existem muitos tipos de nylon para impressão 3D, incluindo aqueles com e sem fibra de vidro. O primeiro é mais caro. Geralmente, os seus preços variam entre $0,25-0,35 por grama.
Como se pode ver pelos preços unitários mencionados anteriormente, o preço unitário da impressão 3D é mais elevado, mas não existem custos de investimento inicial no molde. Geralmente, o custo de 50-100 impressões 3D pode atingir o custo de um molde. Além disso, os materiais de impressão 3D são frequentemente inferiores aos plásticos utilizados na moldagem por injeção.
As amostras feitas de resina fotossensível requerem 1 dia, enquanto o nylon e outros materiais requerem geralmente 1-3 dias.
