COMO A MANUFATURA ADITIVA PODE TRANSFORMAR A INDÚSTRIA DA BORRACHA

COMO A MANUFATURA ADITIVA PODE TRANSFORMAR A INDÚSTRIA DA BORRACHA

A fabricação aditiva (AM) ou impressão tridimensional (3D) é o processo de criação de um objeto sólido 3D de praticamente qualquer formato a partir de um modelo digital. A tecnologia levou a inovações em uma vasta gama de indústrias desde os anos 80.

O processo contribuiu amplamente para o campo biomédico, com a criação de veias biocompatíveis, para a segurança nacional, com a produção de peças exclusivas para o estoque de armas nucleares dos EUA e para as aplicações aeroespaciais, gerando produtos de forma mais rápida e simples, necessários para veículos aéreos e satélites não tripulados. , entre outras aplicações notáveis. Embora já seja impressionante, a tecnologia AM continua apenas amadurecendo e diversificando.

Qual é o atual processo de fabricação de peças de borracha?

A Cronnos possui experiência na fabricação de peças de borracha e silicone de mais de 50 anos, usando métodos tradicionais, como moldagem personalizada. As três principais técnicas de moldagem são moldagem por compressão, injeção e transferência, que têm diferentes níveis de custo e alcançam diferentes aspectos técnicos da moldagem. O processo começa com o conceito de design de uma peça específica e é enviado a um fabricante como a Cronnos. O fabricante então usina a forma negativa da peça para produzir um molde de metal. Em seguida, um material de borracha ou silicone é colocado, injetado ou transferido para o molde. O material é curado em uma prensa de moldagem por aproximadamente 8 a 10 minutos, dependendo de vários fatores, incluindo o tamanho da peça. Finalmente, o molde é removido da prensa e desmontado para recuperar a peça.

Embora o processo possa parecer complexo, existem vários benefícios importantes na criação de peças de borracha moldadas personalizadas, incluindo:

  • Um grande número de fontes potenciais de peças de borracha moldadas personalizadas;
  • A capacidade de aproveitar décadas de experiência em aplicações de compostos de borracha para aumentar as taxas de sucesso do projeto;
  • Potencial de personalização de material;
  • Protótipos são criados, examinados e aprovados antes da produção em massa;
  • É possível produzir formas e tamanhos complexos.

No entanto, a construção de um molde personalizado geralmente requer 4 a 8 semanas de lead time sozinha. Felizmente, o ferramental ou molde se paga rapidamente, a produção de um molde é uma cobrança única e os custos adicionais são mão-de-obra e material. Isso significa que, uma vez criado o molde, a produção da peça real posteriormente será muito mais rápida.

É importante ter em mente que o processo de moldagem pode ser caro, especialmente se um cliente não estiver confiante em suas especificações ou design iniciais. Por exemplo, se um cliente esperar as primeiras 4 a 8 semanas para receber a primeira peça e não estiver completamente satisfeito com ela - se a peça não funciona ou se o design e as especificações mudaram - uma grande quantidade de tempo e dinheiro poderia ser perdido. O molde teria que ser refinado ou mesmo completamente reformado, adicionando ainda mais tempo, dinheiro e recursos ao processo. O tempo é tudo ao tentar cumprir os prazos estritos dos protótipos das peças. Portanto, é crucial garantir que as especificações, o design e os requisitos das peças sejam comunicados antes do início do processo de moldagem.

Como o AM funciona?

A manufatura aditiva cria estruturas e componentes 3D por camadas de material de baixo para cima. Desenvolvida pela primeira vez na década de 1970, a técnica AM foi adotada mais amplamente nos últimos anos, graças aos avanços em materiais, sensores, micromecânica, modelagem computacional e simulação. Um método preciso e flexível, o AM permite que pesquisadores e técnicos personalizem microestruturas e comportamentos e projetem materiais com novas combinações de propriedades.

O uso de um computador, software de modelagem 3D, equipamentos de fabricação e material de camadas são muito comuns. Depois que um modelo CAD é produzido, o equipamento AM lê os dados do arquivo e, na maioria dos casos, estabelece ou adiciona camadas sucessivas de líquido, pó, material em folha ou outros materiais de forma camada a camada para fabricar um objeto 3D.

O termo AM abrange muitas tecnologias, incluindo subconjuntos como Impressão 3D, Prototipagem Rápida (RP), Fabricação Digital Direta (DDM), fabricação em camadas e fabricação aditiva.

Algumas pessoas veem o AM como um complemento à fabricação subtrativa fundamental e, em menor grau, formação. Independentemente disso, a AM pode oferecer aos consumidores e profissionais a capacidade de criar, personalizar e/ou reparar um produto e, no processo, redefinir a tecnologia de produção atual.

Como a AM pode ser aproveitada na indústria da borracha?

A fabricação de aditivos já está sendo explorada pela indústria da borracha para alguns produtos, para reduzir drasticamente o cronograma de desenvolvimento e produção de produtos, particularmente para peças e ferramentas especiais de baixo volume. 

O uso de elastômeros termoplásticos (TPE) para produzir produtos semelhantes a borracha para testar conceitos de design é outra maneira de os engenheiros de design aproveitarem a AM na indústria da borracha. Uma nova geração de materiais semelhantes a borracha permite produzir peças em menos de um dia. Por que se esforçar para construir um molde para testar o ajuste, a forma e a função quando uma peça pode ser impressa em questão de dias?

Os principais benefícios do uso de AM na indústria da borracha incluem:

  • Tempos de resposta rápidos;
  • Produção de baixo volume e menos cara;
  • Várias opções de material;
  • Retrabalho de design em tempo real;
  • Redução de desperdício.

Previsões para o futuro em relação à AM

À medida que os engenheiros de design continuam migrando para protótipos impressos semelhantes à borracha, haverá uma atração natural pelo uso das mesmas técnicas e materiais de fabricação nos projetos de produção. O conceito de usar os mesmos materiais em protótipos e produção reduz riscos e resulta em melhores resultados.

A demanda por materiais semelhantes a borracha de alto desempenho provavelmente será atendida de duas maneiras. Os fornecedores de materiais AM existentes tentarão satisfazer a demanda introduzindo produtos que imitam as propriedades físicas vistas nos compostos industriais gerais de borracha de hoje. As peças de borracha impressas podem e, na verdade, já estão substituindo produtos de borracha genuína em várias aplicações.

Do outro lado da moeda, provavelmente veremos empresas de composição de borracha entrincheiradas apresentando prontas para imprimir materiais de borracha genuínos. Já existem tecnologias sendo desenvolvidas para imprimir silicone. É apenas uma questão de tempo até que outros compostos de borracha genuína sejam introduzidos.

Em algum momento no futuro próximo, as liberdades e eficiências de design obtidas com a AM acelerarão a introdução de novos materiais e métodos de fabricação. Os engenheiros de design também impulsionarão a adoção da AM, dando preferência aos materiais que podem ser impressos. A preferência pela impressão irá impulsionar ainda mais inovação em materiais e processos para atender à crescente demanda! 

A Cronnos é a sua parceira ideal para o desenvolvimento de peças técnicas de borracha. Se precisar de atendimento nos envie uma mensagem.