Impressão 3D vs Moldagem de Silicone vs Molde de Aço

Impressão 3D, Moldagem de Silicone, Molde de Aço, Qual é a melhor solução para você

Você está enfrentando o dilema de escolher entre impressão 3D, moldagem de silicone e moldagem de aço durante o desenvolvimento de um novo produto? Neste artigo, analisaremos três processos principais e lhe daremos uma compreensão clara de como adequar com precisão o método de produção ao estágio de desenvolvimento do produto e à capacidade de mercado. Se ainda tiver dúvidas, entre em contato com nossos engenheiros profissionais no final deste artigo para obter soluções personalizadas para o desenvolvimento de novos produtos.

 

Impressão 3D — Desenvolvimento ágil com custo zero de molde

O que é impressão 3D?

 Impressão 3D É um processo de construção direta de sólidos tridimensionais, empilhando materiais (plástico/resina/metal) camada por camada, sem a necessidade de moldes, maximizando a liberdade de design. É um processo de fabricação de objetos com base em um modelo digital, de forma acumulativa. Diferentemente da usinagem CNC (fabricação de materiais subtrativos) ou da fundição (fabricação de isomateriais), o processo convencional consiste em três métodos de acumulação de materiais: extrusão por fusão FDM de termoplásticos, cura a laser UV SLA de resinas líquidas e sinterização a laser SLS de pós poliméricos. Após o pós-processamento dos blanks moldados, as peças acabadas podem ser obtidas.

Quais informações os clientes precisam fornecer?

Caso o seu produto recém-projetado exija prototipagem 3D, você precisará fornecer os documentos necessários: modelo 3D (formato STP/IGS) e requisitos de parâmetros: tolerâncias dimensionais, requisitos de tratamento de superfície (pintura/revestimento), requisitos funcionais (temperatura/resistência ao impacto) e cenários de aplicação do produto final. Nossos engenheiros analisarão as informações fornecidas e apresentarão sugestões profissionais de viabilidade de produção. Caso você não tenha um designer para criar os desenhos 3D, a Grandshine também pode fornecer serviços de design de produto.

Tipos de produtos adequados para impressão 3D

O processo de impressão 3D é usado principalmente nos estágios iniciais do desenvolvimento do produto, para a verificação de conceitos de design do produto, análise da estrutura do produto e demonstração de funções básicas. A impressão 3D pode alcançar estruturas moldadas que não podem ser realizadas pelo processo tradicional, como partes de esqueleto, equipamentos médicos, guias cirúrgicos, modelos odontológicos e assim por diante, e pode ser realizada em demonstrações de baixo custo da viabilidade do design do produto.

Quais materiais podem ser produzidos pela impressão 3D?

Com a vantagem da prototipagem rápida e de baixo custo, a impressão 3D pode produzir produtos plásticos como PLA, ABS, Nylon, PETG, etc.; produtos de alta resistência e resistência a altas temperaturas, como PC, PP, Peek, resinas fotossensíveis e resinas padrão, com alta precisão e superfície lisa. Se você não tiver certeza de qual material precisa para impressão 3D, basta explicar à nossa equipe de engenharia o cenário de aplicação do seu produto e a categoria de teste necessária, e podemos fornecer consultoria profissional.

Vantagens e desvantagens da impressão 3D

As vantagens da impressão 3D estão na capacidade de produzir com custo zero de molde, encomendar a partir de 1 peça e entrega rápida em 5 dias, além da capacidade de justificar rapidamente o design do produto a baixo custo, dar suporte a estruturas complexas de uma só vez e projetar modificações e atualizações.

 

No entanto, a impressão 3D também apresenta desvantagens óbvias, como alto custo por peça, baixa eficiência na produção em massa e a incapacidade de alguns produtos de realizar testes funcionais ou produção em massa. Se o seu produto estiver na fase inicial de design, você pode usar a impressão 3D para demonstração do design do produto e para diversas modificações e ajustes. Se precisar fazer uma produção experimental em pequenos lotes, considere o serviço de moldagem de silicone da Grandshine.

 

Moldagem de silicone — a melhor escolha para produção experimental em pequenos lotes

O que é moldagem de silicone?

Remoldagem de silicone (também conhecido como injeção a vácuo, molde de silicone macio) é um tipo de impressão 3D de protótipos de peças como modelo mestre, cópia do molde de silicone e, em seguida, utilização do molde em ambiente de vácuo na produção de peças plásticas fundidas em pequenos lotes. Seu principal objetivo é atender à demanda por produção experimental em pequenos lotes (dezenas a centenas de peças), sem a necessidade de abrir espaço para moldes de aço caros, aproximando-se rapidamente do desempenho das peças moldadas por injeção do produto, para testes de pré-comercialização ou experiência do usuário pré-produto.

Processo de produção de moldagem de silicone

Existem 4 etapas principais na Remoldagem de Silicone:

Passo 1: A impressão 3D (por exemplo, resina fotossensível/SLA) é usada para produzir um protótipo de produto de alta precisão (por exemplo, molde mestre); em geral, a precisão pode chegar a 0,2 mm.

Passo 2: Fixe o molde mestre na estrutura do molde e despeje silicone líquido; após a cura, corte o silicone e remova o molde mestre para formar uma cavidade oca (ou seja, molde de silicone macio).

Etapa 3: Coloque o molde de silicone macio no equipamento de fundição a vácuo, injete o material PC, ABS, PP, POM, PU e outros materiais no molde de silicone; após a cura, desmolde e obtenha a réplica.

Passo 4: Tratamento de superfície, como pulverização de óleo ou processo de galvanoplastia.

 

Que tipo de produtos podem ser produzidos pela remoldagem de silicone?

A remoldagem de silicone pode produzir pequenas quantidades de vários produtos:

Produtos de materiais rígidos (como ABS, PP, PC): como conchas, botões, capa protetora, etc.

Produtos de materiais macios (como TPU, TPR): como alças de equipamentos médicos, juntas macias, peças internas automotivas.

Produtos de materiais transparentes de grau óptico: como lentes de scanner e produtos ópticos.

Produtos de materiais especiais retardantes de chamas ou de qualidade alimentar: como conchas de eletrodomésticos ou utensílios de cozinha de silicone.

A precisão da moldagem de silicone pode chegar a 0,2 mm, o que é quase equivalente à precisão dimensional de produtos moldados em aço. Essa tecnologia pode ser amplamente utilizada em eletrônicos de consumo, equipamentos médicos, automotivos, presentes, eletrodomésticos e outros setores.

Confiabilidade da moldagem de silicone

Você pode se preocupar que produtos de pequenos lotes produzidos por remoldagem de silicone não passem no teste de confiabilidade. Não precisa se preocupar muito com esse problema, pois a maioria dos produtos remoldados de silicone pode atingir 80% de resistência em peças moldadas por injeção, o que os torna sólidos e confiáveis para uso em curto prazo. Além disso, este produto de pequenos lotes pode passar no teste de ciclo de temperatura de -30°C a 80°C. Também pode passar nos testes de certificação EN71-3 (brinquedos) e RoHS (eletrônicos). Portanto, os produtos moldados de silicone de curto prazo são sólidos e confiáveis, e podem atender às suas necessidades de vendas pré-mercado.

Vantagens e desvantagens da moldagem de silicone

A remoldagem de silicone apresenta uma grande vantagem: seu custo de moldagem é de apenas 1-5% do molde de aço ($200-$800), e o prazo de entrega do molde também é muito rápido, basicamente de 10 a 15 dias para a entrega do primeiro lote. Os moldes de aço levam de 20 a 40 dias, e o ciclo de desenvolvimento do produto leva pelo menos 45 dias. A remoldagem de silicone pode suportar a produção de pequenos lotes; um conjunto de remoldagem de silicone pode produzir de 20 a 50 peças de produtos com maior flexibilidade, e a superfície do produto é próxima à das peças moldadas por injeção. Os moldes de aço geralmente exigem um pedido mínimo de 1.000 peças ou mais, e a personalização de cores também terá um número mínimo de restrições.

No entanto, a moldagem em silicone também apresenta desvantagens óbvias. Em primeiro lugar, a precisão dimensional do produto pode atingir apenas ± 0,2 mm (menor do que a dos moldes de aço – moldes de aço de alta precisão podem atingir 0,01 mm). Em segundo lugar, a resistência às intempéries dos produtos remoldados em silicone é baixa, amarelando facilmente e deformando-se com o tempo, não atendendo às necessidades de uso a longo prazo. Por fim, a vida útil do molde é curta; uma produção com mais de 50 peças pode apresentar deformação e risco de erro dimensional aumentado.

Nosso serviço de moldagem de silicone

Se a sua previsão de desenvolvimento de novos produtos for inferior a 200 peças, considere o processo de moldagem de silicone da Grandshine. O tamanho máximo da moldagem de silicone geralmente é de 1000 mm x 1000 mm. Se a previsão de desenvolvimento do produto for superior a 500 peças, recomendamos o uso de moldagem de aço. A Grandshine oferece suporte à produção de moldes de aço com MOQ baixo para startups e novos projetos, com primeiros pedidos a partir de 500 peças, ajudando você a obter produtos de alta precisão e qualidade a baixo custo para testes e validação de mercado.

 

Molde de aço - A solução de produção ideal para produção em massa

O que é um molde de aço?

Molde de aço é um molde de metal usado para produção de alto volume e alta precisão na indústria de manufatura, geralmente feito de aço de alta qualidade (como P20, H136, NAK80, 718H, etc.) por usinagem CNC, descarga elétrica (EDM), polimento e outros processos de precisão.

Existem 5 tipos principais de moldes de produtos para moldes de aço

Moldes de injeção de plástico: aplicado principalmente à produção em massa de peças plásticas, produtos incluindo celulares, tablets e outros produtos eletrônicos, equipamentos médicos, painéis internos automotivos, abajures, escovas de dente, tampas de garrafas, utensílios de cozinha e outras necessidades diárias.

Moldes de fundição sob pressão: usado principalmente em ligas de alumínio/zinco/magnésio e outros produtos metálicos de produção em massa, os produtos incluem estrutura central de tablet PC, estrutura metálica de ferramentas elétricas, produtos industriais como dissipadores de calor.

Moldes de estampagem: usado principalmente em puncionamento/dobra/alongamento de chapas metálicas, os produtos incluem estrutura central de metal para celulares, inversor e invólucro de bateria de armazenamento de energia, panelas de aço inoxidável e outros utensílios de cozinha.

Moldes de sopro: usado principalmente na produção em massa de produtos plásticos ocos, os produtos incluem garrafas de bebidas, garrafas de cosméticos e outros produtos de contêiner.

Moldes de silicone: aplicado principalmente à produção em massa de produtos de silicone macio, como alças de scanner, alças de bicicleta, produtos de silicone para bebês, grades de gelo de silicone, moldes de bolo de silicone, moldes de doces de silicone, selos de silicone e outros produtos.

A Grandshine possui 20 anos de experiência na produção de moldes e pode produzir moldes de injeção, moldes de silicone, moldes de fundição sob pressão e moldes de estampagem personalizados para diversos produtos. A Grandshine oferece gerenciamento de produção completo da cadeia de suprimentos, desde o design do produto até a produção do molde, a produção em massa e a montagem do produto.

 

Processo de produção de moldes de aço

Existem 8 etapas principais em todo o processo de produção de moldes de aço.

(1) Análise e design do produto: Nossa equipe de engenharia verificará os desenhos de design do produto quanto a ângulos de inclinação, espessura da carne, linhas de partição, etc., otimizará a estrutura para reduzir o risco de abertura do molde, fornecerá um relatório DFM e concluirá o design do molde 3D e a análise do fluxo do molde.

2) Seleção de aço: geralmente escolhe-se aço temperado H136 e tratamento de têmpera e endurecimento, para que o molde possa atingir 500.000 vezes de vida útil.

(3) Usinagem de precisão CNC.

(4) processamento especial (EDM e corte de fio, etc.): precisão de ± 0,003 mm, acabamento de superfície Ra 0,4 μm.

(5) Tratamento de superfície: de acordo com a demanda do efeito final do produto, polimento, curtimento ou endurecimento da superfície (por exemplo, nitretação), para melhorar a textura da superfície do produto.

6) Montagem do módulo.

(7) Teste de molde T0 e correção: verificar se a estrutura e a aparência do produto atendem aos requisitos e avaliar se a eficiência da produção pode atender à demanda por produção em massa eficiente.

8) Manutenção e entrega de moldes.

Cada uma dessas 8 etapas é um ótimo teste para o nível profissional e técnico do engenheiro. Uma boa equipe de engenheiros pode tornar cada detalhe do molde extremamente preciso em cada etapa da produção. Uma equipe de engenharia não profissional não conseguirá atingir um alto nível de qualidade e precisão do molde, o que pode levar a diversos problemas de qualidade do produto em etapas posteriores da produção, bem como atrasos no cronograma de entrega devido a constantes modificações no molde, etc.

A equipe de engenharia de ferramentas da Grandshine tem 20 anos de experiência em produção de ferramentas e é especializada na produção de moldes de precisão de alta qualidade, que foram usados na produção da United Airlines, T-Mobile, Samsung, Lenovo e outras empresas.

 

Vantagens dos Moldes de Aço

Como um importante impulsionador da manufatura inteligente moderna, as principais vantagens do molde de aço se refletem em três dimensões: alta precisão, longa vida útil e economia de produção em massa. Comparado ao molde de silicone e ao molde de alumínio, o molde de aço apresenta 7 vantagens óbvias:

PrimeiroO molde de aço possui uma vantagem absoluta em termos de precisão: precisão de até ± 0,01 mm (a precisão do molde de composto de silicone geralmente é de ± 0,2 mm) e acabamento superficial de até Ra 0,02 μm. É um importante processo de produção de produtos de alta precisão, dispositivos médicos, lentes automotivas e outros.

SegundoLonga vida útil: o molde de aço tem uma vida útil de até 300.000 a 1.000.000 vezes maior, e o custo de produção em massa de uma única peça é muito baixo. Por exemplo, a produção contínua de 2 milhões de peças do molde de fundição sob pressão para moldura de celular da Apple (aço SKD61) ainda mantém uma precisão de ± 0,03 mm. A vida útil do molde de composto de silicone geralmente é de apenas 20 a 50 vezes maior, o que não é propício para a produção em massa.

Terceiro, o custo da produção em massa de uma única peça é muito baixo: graças à longa vida útil do molde de aço e à alta produtividade, no estágio inicial é necessário investir apenas no custo do molde, você pode produzir grandes quantidades de produtos, o custo de uma única peça é de apenas um décimo ou até menor do que o custo do molde de silicone ou da impressão 3D.

Quarto, diversidade de materiais de produção: o molde de aço pode ser processado em PC, PP, ABS, TPU, TPR, TPE, POM, plásticos reforçados com fibra de vidro, plásticos de engenharia de alta temperatura PEEK, silicone líquido, metal líquido fundido e outros materiais para atender aos diferentes requisitos de aplicação dos produtos.

QuintoA eficiência da produção é altíssima: o ciclo de produção de uma única peça de molde de aço leva apenas 15 a 60 segundos, e a capacidade de produção diária de uma única máquina de moldagem por injeção pode chegar a 2.000 a 5.000 peças. O molde de composto de silicone depende principalmente da operação manual, e o ciclo de produção de uma única peça geralmente leva de 2 a 4 horas.

Sexto, diversidade de tratamento de superfície: molde de aço para suportar a produção de polimento, grão de couro, grão de madeira, grão fosco, microestrutura geométrica e milhares de texturas, enquanto o molde de silicone geralmente suporta apenas um número limitado de texturas.

SétimoGarantia de consistência da qualidade do produto em lote: produtos produzidos pelo mesmo conjunto de moldes de aço podem manter um alto grau de consistência em tamanho, função e estrutura.

 

Nosso serviço de moldes de aço

Os moldes de aço são produzidos em uma ampla gama de campos de produtos, abrangendo eletrônicos de consumo, dispositivos médicos, peças automotivas, produtos para animais de estimação, necessidades diárias, eletrodomésticos de cozinha e banheiro e muitos outros setores. Se seus produtos precisam entrar em produção em massa, manter baixo custo por peça, requisitos de qualidade estáveis e rigorosos, passar por uma série de testes ou atender aos padrões da indústria, os moldes de aço são a escolha ideal para sua produção.

A Grandshine oferece serviços profissionais de design, produção e produção em massa de moldes de aço. Com bases de produção próprias na China e na Malásia, certificadas pelas normas ISO9001 e ISO14001 e premiadas como empresa nacional de alta tecnologia, a Grandshine é sua fornecedora confiável de moldes.

Caminho recomendado para desenvolvimento de novos produtos

Método de avanço em três estágios (tomando como exemplo produtos de hardware inteligentes)  

Etapa 1: Prova de conceito (1 a 10 peças), usando processo de impressão 3D, o objetivo principal é verificar a razoabilidade da aparência e da estrutura do design do produto.

Etapa 2: Testes de usuário (50-300 peças), usando o processo de remoldagem de silicone, o objetivo principal é colocar produtos de pequenos lotes de baixo custo no mercado, coletar feedback do usuário, validar as necessidades do usuário, verificar a viabilidade do design do produto e estabelecer as bases para a produção em massa final.

Etapa 3: Produção em massa formal (>500 peças/mês), adotando processo de moldagem de aço, o objetivo principal é ser usado para produção em massa, realizar produção automatizada, controlar o custo e garantir a estabilidade da qualidade.  

 

Soluções de Fabricação Grandshine

A Grandshine, como especialista profissional em desenvolvimento de novos produtos, fornece uma cadeia completa de serviços, desde design do produto → revisão do design → validação de amostra de impressão 3D → produção experimental de pequenos lotes de remoldagem de silicone → produção em massa de moldes de aço → montagem e entrega do produto.

Possuímos fábricas próprias de moldes e oficinas de produção na China e na Malásia, com capacidade de produção mensal de até 500.000 peças. Nossas fábricas possuem certificação ISO9001 e ISO14001 e foram premiadas com o título de Empresa Nacional de Alta Tecnologia.

Se você tiver algum problema com a gestão da cadeia de suprimentos ou quiser personalizar seu próprio design de produto, nossa equipe de engenheiros pode fornecer serviços profissionais. E-mail de contato: Kaiwin@grashine.com ou WhatsApp: 0086 13823302586!