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No mundo em rápida evolução do desenvolvimento de produtos, velocidade e flexibilidade são indispensáveis. É aqui que os moldes de poliuretano (PU) impressos em 3D entram em cena, redefinindo o processo de prototipagem com eficiência e inovação em seu núcleo. Através de um esforço colaborativo entre a BASF Forward AM e a Nexa3D, o material Ultracur3D® RG 1100 B (rebatizado como xPRO1100-Black pela Nexa3D) surge como uma solução definitiva, possibilitando a criação de moldes de PU que não são apenas rápidos de produzir, mas também extremamente duráveis e precisos.
Molde de poliuretano impresso em 3D em uma Nexa3D XiP Pro com resina xPRO1100-Black impulsionada pela BASF Forward AM
Uma Visão do Futuro da Prototipagem
Embora o método tradicional de usinagem CNC seja confiável, muitas vezes se torna um gargalo devido aos seus processos demorados. Por outro lado, a impressão 3D de moldes de PU não apenas permite a produção rápida de protótipos, mas também ajuda a avaliar o design e a funcionalidade das peças em uma fase mais precoce. Isso permite que as empresas ofereçam uma variedade maior de protótipos ou até mesmo pequenos lotes para clientes potenciais, obtendo feedback antecipado.
A Vantagem e Excelência em Moldagem do Ultracur3D® RG 1100 B
Desenvolvido pela BASF Forward AM, o Ultracur3D® RG 1100 B é um material rígido com rigidez e resistência à temperatura excepcionais. Esta resina de engenharia de alta resistência à base de poliuretano apresenta propriedades mecânicas comparáveis aos amplamente utilizados graus de moldagem por injeção empregados nas indústrias automotiva ou outras indústrias exigentes.
Devido à sua alta temperatura de deflexão térmica (HDT 100°C), excelente resistência química e estabilidade UV de longo prazo, este material é perfeitamente adequado para aplicações como conectores automotivos, peças de engenharia exigentes, coberturas externas, suportes e carcaças.
Benefícios em Destaque
Rigidez muito alta
Impressionante resistência à temperatura em geral
Resistência química muito alta e baixa absorção de água
Para começar a utilizar moldes impressos em 3D para poliuretano, é necessário realizar uma preparação cuidadosa do molde. Nosso Guia do Usuário abrangente explora profundamente todo o processo de criação de moldes de PU, desde a otimização do design e impressão até o pós-processamento e desmolde. Cada etapa é otimizada por meio de testes rigorosos na BASF Polyurethanes GmbH em Lemförde, garantindo que você alcance precisão e eficiência em cada protótipo.
Idealmente, isso seria combinado com expertise em design para manufatura aditiva (DfAM), impressão, pós-processamento e, finalmente, injeção ou fundição de poliuretano. Quando feito corretamente, este método pode reduzir significativamente os prazos e os custos durante as primeiras etapas de qualquer projeto de espuma de poliuretano, em comparação com moldes tradicionalmente usinados por CNC.
Os testes de moldagem foram realizados na BASF Polyurethanes GmbH em um sistema de mesa redonda usando um design de molde padrão DESMA com uma espuma de PU de 300g/L. Moldes impressos totalmente sólidos, assim como moldes preenchidos com estrutura de gyroid, foram testados com bons resultados.
Avançando sua Moldagem com Ultracur3D® RG 1100 B
Para alcançar um desempenho de classe mundial, os especialistas da Forward AM recomendam as seguintes diretrizes-chave para garantir precisão em cada etapa, otimizando o processo de manufatura aditiva para moldes de poliuretano. Testes foram realizados em todas as etapas da criação de peças de espuma de PU: desde a usinagem das peças impressas, até o desmolde, limpeza e teste de diferentes moldes como moldagem, injeção e moldes de mesa redonda.
1) OTIMIZAÇÃO DO DESIGN DO MOLDE
Em geral, as diretrizes de design de moldes de PU devem ser aplicadas, mas com a consideração de que características finas devem ser evitadas, pois um molde feito de um material fotopolimerizável impresso, como o Ultracur3D® RG 1100 B, tem resistências mais baixas do que moldes de alumínio ou aço.
O uso de um padrão de preenchimento pode virtualmente eliminar a deformação durante o processo de impressão. Para aqueles novos em Design para Manufatura Aditiva (DfAM), a Forward AM oferece serviços de consultoria abrangentes projetados para ajudá-lo a entender completamente as extensas oportunidades de design habilitadas por esta tecnologia, bem como entender suas limitações.
Alguns insights a ter em mente:
Ocoe o molde e preencha-o com recheio para economizar até 40% de material e reduzir a deformação
Explore o Serviço DfAM da BASF Forward AM para melhorar o design do seu molde — entre em contato conosco para começar a otimizar hoje
Mantenha uma parede >5mm dentro do molde para resistir à pressão do processo
Permita uma tolerância de 0,5mm entre os lados e o carimbo para garantir movimento suave
2) IMPRESSÃO
Para garantir a mais alta qualidade de nitidez de borda na linha de separação, posicione os moldes horizontal ou verticalmente em relação à placa de impressão, evitando balanços e reentrâncias. Para uma nitidez ideal de detalhes, recomenda-se uma espessura de camada de 50 a 70 micrômetros, embora espessuras de até 100 micrômetros ainda possam ser eficazes.
No contexto de geometrias grandes, como aquelas encontradas em moldes para poliuretano, é essencial levar em consideração distâncias de deslocamento prolongadas e tempos de espera aumentados para trocas. Garantir uma superfície completamente plana também é crucial, especialmente na linha de separação e no lado posterior do molde. A falha em manter esses padrões pode resultar em fraturas por estresse quando os moldes são fixados.
3) PÓS-PROCESSAMENTO
Para alcançar as propriedades mecânicas finais e a resistência térmica necessária dos moldes, o pós-processamento é necessário após a impressão. O tratamento térmico é opcional, mas altamente recomendado, pois pode aumentar a resistência ao calor, resultando em maior durabilidade e prevenindo a contração esperada sob estresse térmico durante o processo. Os passos individuais são ilustrados abaixo:
4) PROCESSABILIDADE E USINABILIDADE
A contração e a deformação são comuns a todos os processos plásticos, especialmente quando a espessura da peça é alta. O mesmo se aplica à impressão 3D. Como os moldes ou inserções de moldes são usados em um ambiente técnico de componentes metálicos precisamente usinados, a usinagem e o retrabalho de moldes impressos em 3D são uma boa maneira de alcançar tolerâncias mais estreitas para um ajuste e alinhamento adequados.
5) PROCESSO DE MOLDAGEM
Testes de moldagem foram realizados em um sistema de mesa redonda usando um design de molde padrão DESMA com uma espuma de PU de 300g/L. Moldes totalmente sólidos impressos, bem como moldes preenchidos com estrutura de gyroid, também foram testados com bons resultados. O tempo de desmolde dos sistemas foi de 4 e 6 minutos e solas de espuma de PU com densidades de 300-450 g/L foram produzidas. Durante a produção das solas, os moldes foram submetidos a forças de fechamento induzidas pela máquina de até 7,4 toneladas.
6) DESMOLDE
Para desmolde, os sistemas de PU Elastopan® oferecem soluções de alto desempenho e inovadoras para fabricantes de sapatos casuais, sapatos de segurança, botas e tênis esportivos. Estes são sistemas de espuma de poliuretano feitos sob medida para produzir palmilhas unitárias, intermediárias, externas e internas. É compatível com máquinas de fundição e injeção direta.
7) LIMPEZA
O Bomix Cleaner 60/87, especificamente formulado como agente de liberação, e o Bomix Mold Cleaner 60/6107, projetado para remover peças de espuma presas no molde, devem ser aplicados. O limpador pode ser deixado na superfície da inserção durante a noite sem afetar a superfície.
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