Como escolher uma técnica de fabricação de moldes?
Qual é a melhor técnica de fabricação de moldes para uma determinada aplicação? Depende de alguns fatores importantes, incluindo o material desejado da peça final, o processo de fabricação pretendido, a geometria do modelo e o volume de produção.
Uma abordagem simplificada e passo a passo para escolher a melhor técnica para o seu projeto de fabricação é abordada nas etapas abaixo:
1. Descreva os critérios de desenvolvimento do seu projeto
Um plano diretor de fabricação pode ajudar a criar detalhes claros sobre o que se espera de um projeto, seu cronograma de desenvolvimento e o orçamento disponível. Se você está planejando criar peças personalizadas ou produzir em massa milhares do mesmo item, definirá quais opções escolher nas próximas etapas. Os critérios de desenvolvimento podem variar dependendo do projeto, mas geralmente incluem o design da peça, tamanho, material, qualidade, tolerâncias exigidas, cronograma, volume de produção necessário, restrições de custo, etc.
No desenvolvimento de produtos, o documento inicial que responde a muitas destas questões é muitas vezes o documento de requisitos do produto (PRD), enquanto a lista de materiais (BOM) é a lista abrangente de peças, itens, montagens e outros materiais necessários para criar um produto.
2. Selecione o Processo de Fabricação
O processo de fabricação correto para uma determinada peça depende em grande parte dos critérios de desenvolvimento. Em alguns casos, múltiplos processos de produção podem ser usados para criar qualquer design. Como regra geral, escolha o processo que possa produzir determinada peça com a qualidade exigida, com os menores custos, cumprindo os demais critérios de desenvolvimento. A escolha do material e o volume de fabricação são provavelmente os fatores mais importantes que orientam sua decisão.
Para peças plásticas, você pode ler nosso guia para processos de fabricação de plásticos.
3. Selecione a técnica de fabricação de moldes
Depois de definir o processo de fabricação correto, o tipo de molde para o processo também é amplamente definido pelos critérios de desenvolvimento. Embora os fatores exatos dependam do processo de fabricação, aqui estão algumas das considerações mais importantes ao escolher uma técnica de fabricação de moldes:
Projeto da peça: Tente simplificar o projeto tanto quanto possível e alinhá-lo com as regras de projeto do processo de fabricação determinado para poder escolher a técnica que pode atingir os menores custos. Projetos simples podem exigir apenas moldes que podem ser criados com técnicas manuais, enquanto projetos complexos geralmente exigem moldes de várias peças e ferramentas de fabricação digital, como impressoras 3D ou usinagem CNC, para serem criados.
Volume de produção: A produção de grandes volumes exige moldes duráveis que possam replicar modelos com precisão, sem desgaste após alguns usos. No entanto, a fabricação de tais ferramentas acarreta altos custos e prazos de entrega. Para peças únicas e lotes de menor volume, pode ser mais eficiente escolher moldes mais baratos que possam ser criados mais rapidamente, como moldes sacrificiais ou moldes macios que podem ser descartados quando começarem a apresentar sinais de desgaste irreparável.
Qualidade: Tolerâncias mais restritas exigem moldes e ferramentas mais precisos para serem criados, como ferramentas de fabricação digital, e precisam ser mais duráveis para garantir qualidade consistente da peça em vários ciclos.
Linha do tempo: A produção de moldes metálicos complexos geralmente leva meses por meio de um prestador de serviços. Se você estiver trabalhando em um cronograma mais curto, tente procurar alternativas que possam diminuir o lead time, como Ferramentas rápidas impressas em 3D.
Material: Materiais com ponto de fusão mais alto ou mais abrasivos exigirão moldes mais duráveis e capazes de criar o volume necessário de peças sem degradação.
Descrição do material do molde | |||||||
Material | Características do material e aplicação | ||||||
S136H | É aço para ferramentas não bordado de alta qualidade. Excelente resistência à corrosão, rotação de polimento, resistência ao desgaste, usinabilidade, EDM pode obter efeito de processamento ultraespelho e superfície de alta qualidade, têmpera com excelente estabilidade. A superfície da cavidade permanece lisa após um longo período de uso. Os moldes não necessitam de proteção especial quando são operados ou armazenados em ambiente úmido. Recomendado para moldes de injeção e moldes de plástico corrosivos com altos requisitos de polimento. | ||||||
718H | É aço de liga de cromo-níquel-molibdênio derretido a vácuo, aço de molde de plástico pré-endurecido modificado, que foi endurecido e revenido antes de sair da fábrica. Não há risco de rachaduras e deformação por tratamento térmico. Pode ser nitretado e endurecido por chama sem tratamento térmico para melhorar a dureza superficial e a resistência ao desgaste da matriz. Excelente desempenho de polimento e maior resistência ao desgaste. Utilizado para moldes de injeção e extrusão de materiais termoplásticos, moldes plásticos com alto acabamento superficial, moldes de sopro, moldes de conformação, peças estruturais, eixos. | ||||||
P20 | O aço para matriz P20 é um tipo de aço para matriz de plástico, pois seu desempenho de usinagem é melhor, possui um certo abrasivo. Quanto à sua faixa de dureza, deve ser capaz de atingir285-330HB, que pode ser convertido em 30-36HRC, para atender às necessidades gerais. | ||||||
NAK80 | Aço pré-endurecido (36-43 HRC), sem tratamento térmico, pode ser usinado diretamente; A dureza superficial e central é uniforme, boa usinabilidade; Excelente usinagem de descarga, a retificação após a usinagem de descarga é muito fácil, porque a dureza superficial da usinagem de descarga é uniforme e a dureza da camada branca é baixa; Bom polimento espelhado; Boa soldabilidade; Boa propriedade de gravação; Tamanho estável, adequado para peças de precisão e produção em massa. Devido à influência de sua composição química, o material é quebradiço e fácil de rachar no local onde se concentra a tensão de processamento quando utilizado em moldes mais complexos. Alta sensibilidade térmica, é necessário pré-aquecer durante a soldagem, preservação do calor e aquecimento pós-soldagem e revenido sem tensão, caso contrário haverá risco de falha na soldagem. Deve-se observar que as alterações de tamanho ocorrerão quando a temperatura de processamento exceder 520°C. | ||||||
8402 | Em altas e baixas temperaturas, possui boa resistência ao desgaste, excelente tenacidade e ductilidade, estabilidade e excelente processamento e polimento rotativo, excelente resistência a altas temperaturas e resistência à fadiga térmica, excelente temperabilidade, deformação de pequeno tamanho do tratamento térmico. Usado para matriz de forjamento a quente de metal, matriz de extrusão de alumínio, matriz de plástico, matriz de fundição de alumínio, etc. | ||||||
8407 | O aço especial 8407 é um aço para ferramentas com liga de cromo, molibdênio e vanádio. É um aço de alta pureza e estrutura fina obtido por tecnologia siderúrgica especial e rigoroso controle de qualidade. A isotropia (isotropia) do 8407 é melhor que a do H13 no sistema siderúrgico tradicional geral. Isso é mais valioso para a resistência à fadiga mecânica e à fadiga por estresse térmico de moldes, como moldes de fundição sob pressão, moldes de forjamento e moldes de extrusão. Portanto, a dureza da matriz 8407 pode ser 1-2hrc maior que a do H13 comum, sem sacrificar a tenacidade. A alta dureza pode retardar a ocorrência de trincas a quente e melhorar a vida útil da matriz | ||||||
ASP-23 | É aço em pó de cromo-molibdênio-vanádio, alta resistência ao desgaste (resistência ao desgaste abrasivo), alta resistência à compressão, excelente temperabilidade, boa tenacidade, boa estabilidade dimensional do tratamento térmico, boa resistência ao amolecimento da têmpera. O Asp-23 é especialmente adequado para materiais finos a serem processados e moldados, ou falha da matriz devido ao desgaste abrasivo misto e desgaste de adesão, ou desgaste abrasivo conhecido, e o risco de deformação plástica da superfície também é alto. Por exemplo, moldagem de aço de médio ou alto carbono, moldagem de chapa de aço endurecido ou tira de aço laminada a frio, molde plástico contendo fibra de vidro. | ||||||
XW-42 | É um tipo de aço para ferramentas com alto teor de carbono e liga de cromo contendo molibdênio e vanádio. A resistência ao desgaste e a tenacidade, excelentes propriedades de têmpera, são frequentemente recomendadas para uso em moldes que exigem boa resistência ao desgaste e tenacidade adequada (resistência ao impacto). Tais como: molde de hardware de precisão, molde semicondutor, peças de precisão e assim por diante. | ||||||
#45 Aço | O aço #45 é um aço estrutural de carbono de alta qualidade, com baixa dureza e fácil corte. É frequentemente usado como cofragem, rebento, poste guia, etc. no molde, mas deve ser tratado termicamente. As peças temperadas e revenidas possuem boas propriedades mecânicas abrangentes e são amplamente utilizadas em diversas peças estruturais importantes, especialmente aquelas bielas, parafusos, engrenagens e eixos que trabalham sob cargas alternadas. No entanto, a dureza superficial é baixa e não é resistente ao desgaste. A dureza superficial das peças pode ser melhorada por têmpera e revenido + têmpera superficial. dobrar | ||||||
#50 Aço | O aço possui usinabilidade média, baixa plasticidade de deformação a frio, baixa soldabilidade, sem fragilidade de revenido durante o tratamento térmico, mas baixa temperabilidade. O diâmetro crítico na água é de 13 a 30 mm e tende a rachar durante a têmpera em água. Este aço é geralmente usado após tratamento térmico, como normalização, têmpera e revenido, ou têmpera de superfície de alta frequência. É adequado para a fabricação de peças de matriz com alta resistência ao desgaste e grande carga dinâmica e impacto |