Muitos protótipos de plástico são peças de máquinas fresadoras. Plásticos normais, como materiais de bloco ABS, PC, PMMA, POM e PEEK, podem ser processados com fresadoras CNC ou tornos CNC. Mais detalhes sobre a produção de peças usinadas CNC podem ser encontrados aqui.
Se você deseja fazer um protótipo e tem requisitos especiais de material, por ex. B. PC transparente, o processo é limitado à usinagem CNC (fresamento ou torneamento CNC). Claro, esta peça provavelmente também poderia ser feita por moldagem por injeção. No entanto, gastar milhares ou milhões de dólares para produzir um protótipo não é realista.
Neste artigo escreverei duas histórias verdadeiras sobre seleção de materiais plásticos inspiradas em projetos reais. (Nome, empresa e produto permanecerão anônimos por motivos de confidencialidade).
1. Consistência de cores entre as diferentes peças da fresadora de plástico
Um cliente antigo veio até nós com um novo pedido de um novo protótipo. O material solicitado para três das peças é o PA6 branco (nylon). Duas das peças precisam ser coladas e polidas.
No entanto, como algumas pessoas devem saber, o material de nylon é “autolubrificante” e, portanto, não pode ser colado a outras peças. Além disso, o polimento do material de náilon não é recomendado porque a superfície da peça de náilon fresada se tornará ainda mais áspera do que as peças fresadas por máquinas CNC após o polimento devido às propriedades do material.
O cliente então substituiu duas peças que precisavam ser coladas por PC branco, que pode ser colado (embora as peças de PC não possam ser coladas firmemente) e pode ser polido suavemente.
Porém, como este cliente dá grande importância à estética deste protótipo, quando todas as peças precisam ser montadas e apresentadas a clientes importantes, a cor das peças deve ser consistente. O fato é que embora os materiais de PC e náilon sejam todos brancos, eles têm tons de branco ligeiramente diferentes. Tirei as seguintes fotos para mostrar ao nosso cliente a diferença:
Como você pode ver nas fotos acima, embora sejam todas brancas, na verdade são um pouco diferentes. Este é um pequeno detalhe, mas quando a estética é realmente importante num protótipo, por exemplo quando os protótipos vão ser apresentados a clientes importantes ou numa exposição, não é uma boa ideia ignorar a consistência da cor dos diferentes materiais.
Voltando à história: Depois de ver as fotos, o cliente escolheu ABS branco para as três peças e ficou muito feliz com o resultado final de toda a peça.
2. Existe uma alternativa para peças transparentes de fresadoras de PC?
Como mencionei no início, a usinagem CNC é o único método para fazer um protótipo quando o material precisa ser PC. Mas e se o protótipo precisar apenas ser transparente, puder ser feito de qualquer material transparente e eu quiser manter o custo o mais baixo possível?
Um novo cliente nos enviou alguns arquivos de design com uma mensagem simples: “Este precisa ser um protótipo de policarbonato transparente e polido. Há uma parte que deve ser feita de Teflon transparente.” (Informação parcialmente ocultada por questões de confidencialidade).
Como a mensagem era bastante simples e não havia bloco de Teflon transparente (apenas pastilhas de Teflon transparentes para moldagem por injeção), liguei para o número do celular deixado pelo cliente.
Após consultoria, aprendi que a peça inteira precisa conter cerca de 5 litros de água e que o material não precisa ser PC. Todas as peças podem ser feitas de outros materiais transparentes. O cliente deseja gastar o mínimo possível para fazer o protótipo e testar se todo o produto funciona conforme planejado. A parte não precisa ser muito transparente. É aceitável se você puder ver o interior da peça. Se for muito caro fazer a parte transparente, tudo bem se a peça não for tão transparente.
Depois de obter todas essas informações, recomendei imprimir esta peça em 3D e polir a superfície com verniz transparente. Isso ocorre porque a impressão 3D pode ser usada para criar muitas formas complexas e geralmente custa muito menos em comparação com a usinagem CNC. Se uma peça for muito complexa para as fresadoras CNC, às vezes ela precisa ser dividida em várias peças, usinadas separadamente e coladas no final.
Neste caso, como a peça precisa absorver bastante água, seria melhor não separar as peças porque por mais forte que seja a cola, existe a possibilidade de as partes coladas não absorverem tanta água pode.
As desvantagens da impressão 3D são que pequenas bolhas transparentes podem se formar dentro das peças impressas, que há quantidades muito limitadas de material disponível (com SLA apenas resina fotossensível está disponível) e com SLS as peças acabadas são bastante ásperas. não pode ser polido ou pintado para melhor estética.
Após uma revisão preliminar dos projetos por mim e minha equipe de engenharia, fornecemos ao cliente cinco sugestões de processamento: fresamento CNC de PC com polimento a vapor, fresamento CNC de PC sem polimento a vapor, impressão 3D com polimento transparente, impressão 3D sem polimento, e impressão 3D com apenas uma peça polida. Algumas fotos de amostra também foram enviadas ao cliente para ver como ficaria cada peça no final.
Neste caso específico, se o material precisar ser policarbonato, algumas peças precisariam ser divididas e coladas devido à estrutura do projeto e às limitações da própria usinagem CNC. Apresentamos ao cliente um plano de divisão e colagem muito específico (a peça precisa conter aproximadamente 5 galões de água). Além disso, a superfície das peças de policarbonato da fresadora é bastante embaçada, não transparente, por isso precisamos usar polidor a vapor para deixar a peça transparente. Se os requisitos de clareza forem altos, a peça deverá ser polida a vapor e polida manualmente. Neste caso oferecemos apenas polimento a vapor para acabamento superficial.
Quando usamos impressão 3D (SLA), não precisamos dividir as peças, elas podem ser usinadas como peças inteiras e depois montadas. Mas as partes que acabaram de ser impressas, mesmo que sejam de material transparente, estão embaçadas e precisamos polir à mão para torná-las claras.
Entre as cinco propostas, a fresagem CNC PC com polimento a vapor é a mais cara, enquanto a impressão 3D (SLA) de material transparente sem polimento é a mais barata.
Depois de ver todas as nossas sugestões, o cliente decidiu imprimir em 3D e polir uma peça que precisava ser transparente. A peça funciona muito bem e agora está pronta para moldagem por injeção.
Finalmente
Embora os projetos acima sejam pequenos detalhes na seleção de materiais plásticos adequados, somos sempre pacientes e comprometidos em fornecer aos nossos clientes os melhores serviços.
