Na Boyan, dedicamo-nos ocasionalmente à prototipagem rápida, embora não seja a nossa atividade principal. Temos parceiros regulares que tratam deste aspeto, poupando tempo aos nossos clientes na procura de fornecedores de impressão 3D adequados 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 resistência do encaixe é um pouco menor do que a do nylon genuíno. No entanto, continua a corresponder às nossas expectativas e exigências.
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 pretendida no projeto. Primeiro, temos de conceber a forma deste dispositivo de inspeção, que é objeto de engenharia inversa com base 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 têm de ser concebidas com uma forma curva tridimensional para se adaptarem bem às paredes laterais do produto, evitando contactos pontuais localizados que possam 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 de plástico representado abaixo, a parede lateral de um lado cede após a moldagem por injeção, enquanto o outro lado permanece plano. Tendo em conta este facto, concebemos uma estrutura de suporte para moldar eficazmente o 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 de fotopolímero: Este é um material de impressão 3D amplamente utilizado, favorecido pelo seu desempenho geral equilibrado. As peças impressas com resina de fotopolímero têm uma superfície lisa, uma força decente e uma resistência moderada ao calor, tudo a um custo relativamente baixo. No entanto, tem as suas desvantagens: pode não ser suficientemente forte sob carga sustentada, pode deformar-se sob tensão prolongada e pode descolorir com o tempo.
2. Nylon: Conhecido pela sua maior resistência, atingindo alegadamente 60-80% da do nylon moldado por injeção. No entanto, a resistência real pode variar consoante as condições de cada fábrica, tais 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, e é também um pouco mais caro.
3. PMMA (Acrílico): Utilizado principalmente para peças que requerem transparência. No entanto, a sua transparência não é tão elevada como a das peças transparentes moldadas por injeção, com algumas irregularidades na superfície e um aspeto mate.
4. Silicone, TPU e outros materiais de borracha macia: Estes materiais são muito práticos, fornecendo soluções de prototipagem rápida para produtos de borracha macia. Eles emulam as propriedades dos materiais tradicionais de borracha macia 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 o desempenho, o custo e a versatilidade na aplicação. Ao escolher cuidadosamente os materiais adequados a necessidades específicas, podemos satisfazer eficazmente as exigências dos nossos clientes em matéria de 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 a impressão 3D e outras) e a variedade cada vez maior de materiais disponíveis, muitas vezes não é necessário ter um conhecimento profundo de cada um deles. 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 a nossa atividade principal, somos capazes de fornecer estes serviços através dos nossos fornecedores de confiança. Este artigo descreveu os principais materiais disponíveis e apresentou exemplos para uma rápida compreensão. 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.
