O sistema de moldes estandardizado da HASCO e os inovadores processos de fabricação, permitem uma rápida produção de protótipos a baixo custo

Produção de protótipos do HASCO CoolCross

Comparação de três conceções para elementos moldantes de protótipos

2 Rápida produção de protótipos

A ideiaMichael Lundbech, cliente de longa data da HASCO, na Lundbech A/S intelligent tooling em Ringsted (Di-namarca) teve uma ideia. Com o objetivo de alcançar uma distribuição mais homogénea da temperatura nos moldes de injeção e evitar a formação de hots-pots, além de pretender não só reduzir o espaço de instalação, mas também economizar custos e tempo, ele começou a refletir sobre uma solução construtiva que tornasse possível o cruzamento dos canais de têmpera a um só nível. Esta ideia pode continuar a ser desenvolvida em cooperação com a equipa da HASCO, tendo sido também posta em prática.

Assim nasceu a ideia do HASCO CoolCross Z99/... . O resultado obtido, um pequeno elemento plástico que é incorporado no ponto de cruzamento no molde, oferece ao utilizador absolutamente novas possibilida-des construtivas do desenho dos canais de têmpera no molde de injeção.

Com o inovador CoolCross Z99/… é hoje possível realizar, de modo flexível e a baixo custo, o cruza-mento a um nível dos canais de têmpera indepen-dentes, sem introdução de grandes modificações no processo de produção. Com isso, passam a poder ser fabricadas placas de menor espessura e, por conse-quência, a poderem ser incorporados bicos, elemen-tos guia e de fixação mais curtos, através do qual se obterá obviamente uma redução de custos. Além disso, o HASCO CoolCross torna possível a combi-nação de furos transversais e de furos com ângulo ascendente.

Mas antes de o pequeno e súbtil elemento poder ser produzido em série e assim colocado à disposição de um vasto grupo de clientes, foram produzidos protóti-pos e submetidos em seguida a testes adequados.

O Clever Mold System A8500/... e o molde para pequenas séries K3600/... da HASCO, junto com elementos moldantes permutáveis, tornam viável a produção dos protótipos do HASCO CoolCross Z99/...

Comparação de três conceções para elementos moldantes de protótipos

Peças em bruto acabadas em leito de póMaquinação de alta velocidade HSC Fabricação aditiva de insertos em aço

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Prototipagem rápida Hoje em dia, encontram-se estabelecidos no atual mercado os métodos de prototipagem rápida compos-tos por 3 fases.

Para a moldagem por injeção de protótipos e bem assim de pequenas séries com características muito próximas da realidade, foi dada a conhecer há alguns anos atrás a tecnologia 3D, adequada também para a produção de moldes de injeção completos.

Para a fabricação dos primeiros protótipos CoolCross foi usada uma combinação composta pelo HASCO Clever Mold System A8500/... e o molde para peque-nas séries K3600/... também da HASCO, em conjunto com elementos moldantes permutáveis de fabricação diversificada.

O molde para pequenas séries K3600/... da HASCO foi exatamente concebido para a produção na práti-ca de pequenas séries a baixo custo. Trata-se aqui de um molde permutável, especialmente adaptado ao Clever Mold System A8500/... da HASCO, o qual permite uma troca eficiente e rápida de moldes em todas as unidades de moldagem por injeção, de tipo corrente. O Clever Mold System em combinação com o molde para pequenas séries K3600/… reduz não só o tempo de reequipamento mas também os custos de investimento em moldes.

A fascinação reside na simplicidade da conceção: Um comprovado molde de troca rápida, incluindo os ele-mentos de refrigeração, guias e todos os dispositivos conectores, é combinado com um comparativamente pequeno elemento moldante, que pode ser produzido num curto espaço de tempo. Deste modo, poderá manter o tempo e os custos relacionados com as modificações ou as variantes necessárias dentro dos limite estipulados.

O grande interesse mediático relacionado com as já apresentadas soluções para a produção aditiva ou subtrativa deste tipo de elementos moldantes, foi o acontecimento que levou à apreciação e comparação de três métodos.

Pós-processamento do produto semi-acabado Processamento final da cavidade

4 Rápida produção de protótipos

Aço ou plástico? – método aditivo ou subtrativo?Quando é necessário um modelo funcional de um elemento moldado por injeção, colocam-se no início, em princípio, algumas simples questões: Com que urgência é necessário o protótipo, qual o orçamen-to disponível, quantos protótipos são necessários e quais são os requisitos de qualidade a considerar e a aplicar na amostra inicial.

Com os três métodos analisados, puderam ser produ-zidos protótipos do CoolCross em PE numa máquina de moldagem por injeção de 500 kN. Tendo como referência as questões acima enunciadas, pode-se afirmar que cada uma das três variantes apresenta vantagens e desvantagens intrinsecamente relacio-nadas com o próprio sistema. Os métodos foram desenvolvidos juntamente com o nosso parceiro no projeto, a canto Ing. GmbH, com sede em Lüdens-cheid. O método usual é o da fabricação clássica ten-sora (subtrativa) do elemento moldante a partir de um aço ou alumínio, de comparativamente baixo custo. No exemplo examinado, os elementos da moldagem foram produzidos em aproximadamente 40 horas com base no material 1.2083, segundo o método maquina-ção e corte de alta velocidade (HSC).

Dado que o inserto não possui nenhuns furos de refrigeração próprios, o ciclo de tempo corresponde aproximadamente a 69 segundos. Com isso, será completamente viável a realização de quantidades normais de produção em série de até 1.000.000 uni-dades. A qualidade das peças moldadas por injeção foi considerada boa. Em termos de custos, deverão ser calculados para este tipo de execução aprox. 3.000,00 €.

A variante tecnicamente mais exigente, que também forneceu qualitativamente os melhores modelos funcionais, remete para um designado método aditivo. Aqui, o elemento moldante foi elaborado por estrati-ficação de camadas num leito de metal em pó sob a

ação laser a partir da instalação M3 Linear, proprieda-de da Concept Laser GmbH. A matéria-prima utiliza-da, (1.2709 pó de aço) é comparativamente cara. A produção dos elementos da peça de moldagem tem uma duração de aproximadamente 88 horas, sendo assim muito demorada.

O método aditivo de sinterização por laser permite a respetiva integração de canais de arrefecimento, de maneira que se torna possível obter ciclos de tempo de aproximadamente 26 segun-dos. Isso significa que também este inserto, caso seja adequado, pode ser usado para uma produção de série. O método de sinterização por laser, com custos de produção da ordem dos 5.700,00 euros, é desde logo a variante mais cara.

O processo mais rápido é obtido com a tecnologia de modelagem 3D para plásticos. Aqui, foi produzido VeroClear, um chamado fotopo-límero, num processo de poligrafia de alta resolu-ção num sistema Stratasys Objet Connex 500. Isto é comparável a uma impressora de tinta, que vai fazendo a aplicação, de modo es-tratificado, de pequenas gotas de resina. Imediatamente a seguir à sua aplicação, a resina é endurecida pela ação da luz UV (reticulada).

As componentes do elemento moldante são transparentes, de alto brilho, mais compará-veis com PMMA e utilizável quase sem necessidade de pós-processamento das cavidades de injeção. Mas dado que o aumento da formação de rebarbas por arredondamento dos cantos era de esperar, pro-cedeu-se ao pós-processamento mecânico das zonas de vedação dos componentes impressos.

Peças de cavidades 3D elaboradas pelo método Polyjet da „Digital ABS“. Ensaio do inserto de plástico

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A produção do exemplo aqui apresentado demora apenas algo como 15 horas. Os custos cifram-se em 1.100,00 euros para um conjunto completo de elemen-tos moldantes. No entanto, com um conjunto também só é possível efetuar 15 a 20 injeções, sendo que a aqui a qualidade do modelo funcional é baixa, mas podendo no entanto ser melhorada através de vários trabalhos de acabamento.

O tempo de ciclo com 600 segundos é o mais demora-do em termos comparativos. Canais de arrefecimento são tecnicamente possíves com este método, não apresentam no entanto nenhuma vantagem significan-te devido à condutividade térmica do plástico.

ConclusãoO Clever Mold System A8500/... da HASCO em com-binação com o molde para pequenas séries K3600/… igualmente da HASCO, reduz não só o tempo de reequipamento mas também os custos de investimen-to em moldes.

Para a produção de protótipos do HASCO CoolCross Z99/... foram produzidos elementos moldantes com base em três métodos diferentes, e comparados entre si. Uma variante cortada, sem canais de arrefecimen-to, é mais barata e permite a fabricação de protóti-pos com tempos de ciclo médios e, se necessário, a produção de um ainda maior número de peças. No método de sinterização por laser podem-se obter tem-pos de ciclo mais curtos através dos canais de arre-fecimento. O elemento de moldagem é comparativa-mente mais caro, a produção demora respetivamente mais tempo, mas para isso, este inserto oferece a possibilidade de mais tarde poder ser incorporado num molde para séries.

A modelagem 3D de resina acrílica é rápida, compa-rativamente económica, mas requer longos tempos de ciclo para a produção de poucos protótipos. De acordo com o lema da HASCO “Tornar possível com sistema”, ficou mais uma vez demonstrado para esta aplicação, que as mais recentes tecnologias em com-binação com os padronizados da HASCO vão permitir ao utilizador realizar alguns saltos tecnológicos.

Todos os 3 métodos apresentam vantagens e des-vantagens, as quais são avaliadas individualmente no âmbito do respetivo caso de aplicação e respetiva-mente usadas na prática.

HASCO Clever Mold System A8500/... Molde para pequenas séries K3600/... com A8500/... da HASCO

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