Usando fundição a vácuo para sobremoldagem e moldagem por inserção

May 24, 2023

18 de maio de 2022

A fundição a vácuo é um processo inestimável para prototipagem e produção de baixo volume. É comumente utilizado durante a maioria das fases de projetos de desenvolvimento de produtos em diversos setores. Se forem necessários pequenos volumes, a fundição a vácuo é extremamente rápida e econômica em comparação com o comissionamento de ferramentas flexíveis de alumínio para moldagem por injeção.

Com a sobremoldagem, um segundo material é adicionado a um componente por moldagem por injeção, daí o termo moldagem em duas etapas. Contudo, durante as fases de prototipagem de um programa de desenvolvimento de produto, a fundição a vácuo é excelente para simular a sobremoldagem. Na maioria dos casos, um elastômero é adicionado à superfície do componente para melhorar a aderência, a sensação do produto na mão ou a estética. Existem outras razões para usar a sobremoldagem, como discutiremos a seguir.

Observe que a verdadeira sobremoldagem geralmente ocorre em uma única ferramenta especializada de molde de injeção ou, às vezes, em duas ferramentas separadas para pequenas quantidades. Mas a sobremoldagem com fundição a vácuo sempre requer o uso de duas ferramentas de borracha de silicone.

Em contraste, a moldagem por pastilha envolve colocar pequenas peças na cavidade da ferramenta e, em seguida, moldar o componente plástico ao redor das pastilhas para que se tornem parte integrante dela. Com a prototipagem, a fundição a vácuo simula extremamente bem a moldagem por inserção. Normalmente, os recursos roscados são moldados por inserção, mas, como veremos a seguir, a técnica também tem outras aplicações.

A sobremoldagem com fundição a vácuo simula peças que serão moldadas por injeção em duas injeções quando estiverem em plena produção. Um grande benefício da fundição a vácuo em resina de poliuretano (PU) é a ampla gama de materiais que podem ser simulados – desde elastômeros macios até nylon com enchimento de vidro. Além disso, quase qualquer cor pode ser produzida.

Os clientes geralmente pedem que uma classe rígida seja sobremoldada com uma classe macia para simular a sobremoldagem com um elastômero termoplástico (TPE). Com menos frequência, usamos fundição a vácuo para sobremoldar um grau relativamente rígido de PU com outro grau relativamente rígido, talvez em uma cor diferente, ou usamos uma resina de PU colorida para sobremoldar uma peça fundida de PU transparente.

Exemplos de aplicações incluem empunhaduras suaves em produtos táteis, como escovas de cabelo ou controladores portáteis. É também um processo popular no desenvolvimento de dispositivos médicos, dispositivos de administração de medicamentos, bens de consumo e acabamentos automotivos. Como ambos os materiais são graus de PU e a sobremoldagem é realizada antes da cura completa da moldagem primária, a ligação entre os dois materiais é muito forte, resultando em uma peça adequada para uso em testes de manuseio.

Outra aplicação para a qual a sobremoldagem é ideal é a fabricação de vedações ou juntas integrais. Dependendo dos requisitos do componente, seções finas podem ser fundidas em graus macios de PU para criar vedações muito compatíveis para evitar vazamento de líquidos ou poeiras/pós. Este tipo de selo pode ser útil para protótipos destinados a testes funcionais. Além disso, se forem utilizadas vedações sobremoldadas em vez de selantes líquidos, os componentes do protótipo poderão ser mais facilmente desmontados e remontados durante os testes.

Os tipos de poliuretano que usamos para sobremoldagem de vedações são geralmente resistentes a ácidos, bases, óleos e combustíveis. No entanto, recomendamos que os clientes verifiquem primeiro a compatibilidade do material connosco.

Os melhores resultados são alcançados ao sobremoldar uma peça fundida de PU. No entanto, também podemos sobremoldar peças de plástico ou metal que foram usinadas em CNC, bem como peças de produção modificadas. A compatibilidade do material é importante para garantir uma boa adesão, por isso consulte-nos primeiro.

Também é possível sobremoldar peças impressas em 3D SLA ou DLP, pois não são porosas. Peças produzidas com SLS, FDM ou PolyJet não funcionam tão bem porque a porosidade pode causar problemas de liberação de gases e distorção, tanto durante a fabricação do molde de silicone quanto durante a fase de fundição a vácuo.

Excelentes resultados são alcançados se começarmos por usar SLA para imprimir dois mestres em 3D; um com geometria externa que simula a peça acabada sem sobremoldagem, e o segundo com geometria que simula aquela peça com sobremoldagem. Essas peças impressas em 3D são então acabadas à mão e preparadas para uso como mestres na fundição dos moldes de borracha de silicone. Um desses moldes é então usado para fundir a peça sem sobremoldagem, e então essa peça fundida é sobremoldada no segundo molde.