Termoformagem transformada

Como os moldes impressos em 3D estão transformando os processos de termoformação com otimização de tempo e custos.

Devido às interrupções no fornecimento, os fabricantes estão recorrendo à manufatura aditiva (AM) para ajudá-los a acelerar os processos de produção, mantendo a qualidade e reduzindo custos. Muitas empresas de termoformagem de plástico estão agora aproveitando a AM para auxiliar nos processos tradicionais de vácuo e termoformagem, tornando-os mais rápidos, mais econômicos e mais ágeis.

Nos processos convencionais de termoformação, os materiais em folha de plástico são moldados sobre moldes, muitas vezes com a ajuda de vácuo, para produzir a peça final. Os moldes podem ser produzidos de diferentes maneiras, inclusive usando cerâmica fundida e usinagem CNC de metais, madeira, placa de ferramentas ou escultura manual de madeira. Para criar a forma desejada, esses processos subtrativos removem seletivamente o material de um bloco ou tarugo com fuso.

Alternativamente, os métodos AM constroem a peça camada por camada. Isso é feito usando uma ampla variedade de polímeros, incluindo termoplásticos padrão e de alto desempenho, termofixos, resinas de enchimento e fotopolímeros e até mesmo metais. Os moldes fabricados aditivamente oferecem liberdade de design em comparação com os meios convencionais. A AM também aumenta a eficiência, produzindo um molde ou protótipo em horas ou dias, enquanto a fabricação tradicional geralmente leva semanas e meses.

É importante considerar qual técnica de impressão 3D é mais adequada para a produção de moldes. Para peças de médio a grande porte, a extrusão de pellets demonstrou muitos benefícios, incluindo a capacidade de otimizar tempos, reduzir o custo de produção de moldes e flexibilidade de produção.

Os pellets termoplásticos são considerados a matéria-prima de menor custo para AM – até 10 vezes menos do que outros materiais de impressão, como o filamento termoplástico. Além da economia de custos de material, as impressoras 3D de extrusão de pellets podem imprimir moldes de até 1.270 x 1.270 x 1.820 mm (50 x 50 x 72 polegadas) usando materiais de alto desempenho e alta temperatura em velocidades que chegam a meio metro por segundo.

Para obter uma peça final de alta qualidade, os moldes de produção de impressão 3D para termoformagem exigem a minimização da distorção do molde. Empresas de termoformagem como a Duo Form, por exemplo, validaram pellets de policarbonato preenchidos com vidro como um material comprovado para tais aplicações, juntamente com pellets ABS preenchidos com fibra de carbono e até mesmo algumas matérias-primas de pellets de náilon como materiais de molde viáveis.

Vários fatores devem ser considerados ao selecionar uma matéria-prima de pellets para moldes AM: o calibre da folha final a ser formada, os requisitos de temperatura do material final e a disponibilidade e o custo das matérias-primas de pellets. Por exemplo, quando um calibre mais fino é utilizado como folha formada final, materiais de molde de temperatura mais baixa são aceitáveis, tais como pellets de CF-ABS. Para aplicações que exigem um material de folha final de bitola mais espessa ou de temperatura mais alta, matérias-primas de pellets de temperatura mais alta devem ser usadas para imprimir o molde, como GF-PC ou material de náilon preenchido.

Outra vantagem é a capacidade de aproveitar uma superfície porosa da peça impressa, permitindo que o vácuo passe através de um molde sem a necessidade de usar ferramentas especiais para fazer os furos de vácuo. De acordo com a Duo Form, a natureza porosa inerente dos moldes impressos em 3D apresenta uma vantagem significativa ao empregar a impressão 3D por extrusão de pellets em seu processo de produção de moldes. Dependendo da peça termoformada final pretendida, pode ser importante priorizar o fluxo de vácuo através de certas zonas do molde para poder obter o resultado desejado do processo de conformação. Este objetivo pode ser alcançado ajustando os parâmetros de trajetória da ferramenta antes da impressão.

A Duo Form, líder norte-americana em termoformação para muitas indústrias, está fazendo esforços contínuos para inovar seus processos a fim de reduzir prazos e custos, permitindo que a empresa atenda melhor os clientes e conquiste novos negócios. Para integrar esta tecnologia ao seu processo de fabricação, a Duo Form colaborou com a 3D Systems. AM ofereceu à empresa mais agilidade ao imprimir moldes de produção em 3D, ferramentas e amostras representativas para termoformagem e conformação a vácuo.