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Freeform Injection Molding (FIM): O futuro da moldagem por injeção

Atualizado: 18 de out. de 2024

A tecnologia Freeform Injection Molding (FIM) da Nexa3D combina as vantagens da impressão 3D com o processo tradicional de moldagem por injeção, oferecendo uma maneira de fabricar moldes rapidamente e com menor custo.


Esse processo é ideal para criar protótipos e pequenas séries de peças, sem a necessidade de investimentos pesados em ferramentas ou a perda de tempo em processos de fabricação convencionais.



Como funciona o processo de Freeform Injection Molding?


O processo do FIM pode ser dividido em quatro etapas principais:


  1. Design do molde e preparação do arquivo CAD



    O processo é surpreendentemente simples:


    • Primeiro, transforme sua peça ao inverso para criar uma cavidade. Esta cavidade pode – em sua forma mais simples – ser transformada em um molde, encapsulada em um cubo de material, com um ponto de entrada e saída para o fluxo de material, permitindo a saída de ar.

    • O primeiro passo é o design do molde, que pode ser feito em um software CAD tradicional. O diferencial do FIM está na liberdade total de design: os engenheiros podem criar geometrias complexas e inovadoras que seriam impossíveis ou muito caras de produzir com métodos convencionais.

    • Depois de criar o arquivo CAD, ele é otimizado para a impressão 3D. Nesse ponto, a resina xMOLD é selecionada por sua durabilidade e capacidade de suportar altas temperaturas e pressões, além de ser solúvel para facilitar a remoção do molde após o processo de injeção.



  2. Impressão 3D do molde



    • Imprima o molde em sua impressora Nexa3D LSPc ultrarrápida, utilizando os processos padrão de limpeza e pós-cura já conhecidos por usuários de impressoras 3D. Uma vez que o design está finalizado, o molde é impresso usando a tecnologia de impressão 3D LSPc (Lubricant Sublayer Photo-curing) da Nexa3D. Essa tecnologia permite imprimir moldes com alta precisão e rapidez, produzindo peças com excelente acabamento superficial e tolerâncias dimensionais rigorosas.

    • A resina xMOLD é um componente crucial aqui, pois foi projetada especificamente para suportar as pressões e temperaturas envolvidas na moldagem por injeção. Além disso, sua capacidade de ser removida de forma solúvel simplifica o processo de desmoldagem.



  3. Injeção do material



    • Após a impressão e o preparo do molde, ele é posicionado em uma máquina de moldagem por injeção, onde o material plástico é injetado sob alta pressão. A vantagem do FIM é que ele permite usar o mesmo material que seria utilizado em moldes de produção convencionais, como termoplásticos (ABS, PP, PEEK), elastômeros e até mesmo compósitos.

    • O molde impresso em 3D com a resina xMOLD é projetado para resistir às pressões típicas do processo de moldagem por injeção, sem comprometer a qualidade da peça final.


  4. Desmoldagem e finalização

    • Após o processo de injeção, o molde é removido e a peça moldada é liberada. Em muitos casos, o FIM utiliza moldes solúveis, como a resina xMOLD, que podem ser dissolvidos em soluções seguras (como hidróxido de sódio), eliminando a necessidade de processos de desmoldagem complicados e reduzindo o risco de danificar a peça.

    • Isso oferece uma enorme vantagem quando se trabalha com peças de geometrias complexas, que poderiam ser difíceis de remover de moldes convencionais.


Benefícios do Freeform Injection Molding


  1. Agilidade no desenvolvimento: O FIM acelera drasticamente o tempo de produção de protótipos e peças funcionais. Comparado ao processo tradicional de moldagem por injeção, que pode levar semanas para a produção de moldes, o FIM pode entregar resultados em dias ou até horas.


  2. Redução de custo: O custo do FIM é significativamente menor do que o método convencional. A impressão 3D dos moldes reduz a necessidade de grandes investimentos em ferramentas e permite iterações rápidas no design. Além disso, o processo minimiza os custos de materiais e elimina a necessidade de retrabalhos caros.


  3. Liberdade de design e materiais: O FIM oferece total liberdade para os designers explorarem novas geometrias e criarem peças mais complexas e otimizadas para suas aplicações. Além disso, o processo é compatível com uma ampla gama de materiais, desde plásticos comuns até materiais de alta performance, como PEEK e compósitos avançados​.

  4. Sustentabilidade: Por ser um processo que imprime moldes sob demanda e utiliza materiais dissolvíveis, o FIM minimiza o desperdício de material e a necessidade de recursos adicionais. A Nexa3D também busca reduzir a pegada de carbono associada ao processo, oferecendo uma solução mais sustentável para prototipagem e produção de baixo volume​​.


Aplicações


O Freeform Injection Molding é extremamente versátil e pode ser aplicado em diversos setores, incluindo:


  • Dispositivos médicos: Peças precisas e com características específicas para o setor médico podem ser desenvolvidas rapidamente, mantendo o rigor nas propriedades de biocompatibilidade e esterilização.


  • Automotivo e aeroespacial: Componentes complexos que exigem alta performance mecânica e resistência a altas temperaturas podem ser moldados com precisão e economia.


  • Eletrônica e bens de consumo: A possibilidade de criar peças pequenas e detalhadas com precisão é uma vantagem para indústrias que necessitam de lotes pequenos, com geometrias complexas e materiais especializados​​.


O Molde de Injeção Freeform é a única tecnologia de ferramentas impressas em 3D que permite prototipar até mesmo suas peças mais complexas em moldagem por injeção, com os materiais mais avançados. E agora está disponível com a Voxel Manufatura..


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