Empresa de impressão 3D e fundição a vácuo da China

Empresa de impressão 3D e fundição a vácuo da China

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modelo acabado de fundição sob vácuo

montagem final

fundição sob vácuo acabada

Benefícios da fundição a vácuo na China e como ela afecta o processo

It isn't like other primary molding processes you've heard about. In fact, vacuum casting is the third most cost-effective way to manufacture complex designs. It's an alternative that many companies are turning to, especially in these tough economic times. If you're looking to cast thinner plastics or even metals, or if your budget is getting a little tight and you want to save a few bucks, vacuum casting may be right for you.

Produção de baixo volume

It can be used when low volumes or high tolerances are needed ,while other way needs high cost. In addition to prototypes and custom products, it is commonly used when large quantities of parts aren't necessary. Hence, it is ideal for making prototypes and jewelry in small batches to test the market before mass production begins. Learn more about moldagem por injeção de baixo volume.

Fabrico e entrega rápidos

Apesar do facto de a fundição a vácuo oferecer um rápido fabrico e entrega de produtos, as indústrias de todo o mundo preferem-na. O produto chega a tempo aos seus clientes que precisam dele com urgência e, uma vez que não é necessário fazer moldes, também se poupa tempo para que um novo artigo desenvolvido chegue ao mercado.

Ao contrário de outros tipos de processos de fundição de metal, a fundição em vácuo produz peças muito mais rapidamente. O tempo necessário para cada fundição varia consoante a complexidade, mas normalmente varia entre alguns dias e uma semana.

Uma alternativa mais barata à moldagem por injeção

Este material não tem requisitos especiais em comparação com o aço ou o alumínio, estes dois materiais precisam de ser maquinados, pelo que o seu tempo é mais longo.

It's used to create prototypes, molds, as well as molds for casting in epoxy, plaster, and concrete because silicone is less expensive than other materials. It reduces the overall cost of production,normally 30% . For a deeper look at custos de moldagem por injeção, see our comprehensive guide.

O programa também pode ser utilizado para criar facilmente protótipos grandes e complexos.

Não há necessidade de ferramentas de nível de produção

Em comparação com outros métodos de fundição, a fundição a vácuo não requer ferramentas, o que significa que é uma óptima opção para as empresas que não pretendem investir em moldes e ferramentas dispendiosos.

Os moldes de fundição a vácuo são mais simples do que os moldes de injeção de plástico em aço ou os moldes de fundição sob pressão. Consequentemente, são melhores para a criação de protótipos porque podem ser fabricados de forma rápida e barata.

Melhor qualidade do produto

Com a fundição a vácuo, a qualidade do produto é melhor devido à menor porosidade, melhor acabamento da superfície e melhor precisão dimensional. Além disso, a contração e a deformação são minimizadas durante a cura.

This makes vacuum casting ideal for industries requiring high-quality components, such as dispositivos médicos and aerospace. A vacuum casting process produces parts with fewer defects and cleaner parting lines than other types of casting processes.

Processo de fundição a vácuo:

Para controlar a qualidade e a velocidade de formação de um produto e reduzir os custos de mão de obra, os fabricantes estão a utilizar o processo de fundição a vácuo utilizando moldes ou matrizes.

Etapa 1: Estabelecer o padrão do modelo

A sua primeira tarefa no desenvolvimento de componentes de fundição deve ser a criação de um padrão de modelo para servir de referência de molde e forma dos seus componentes de fundição finais. A maquinagem CNC ou as técnicas de impressão 3D podem ser utilizadas como soluções de prototipagem; todas as características do design do produto, tais como dimensões, formas e características da superfície, devem ser representadas com precisão neste padrão.

Material selection for models typically includes metals, plastics, wood, wax and epoxy resins. Selection depends upon requirements for machinability, heat resilience and dimensional stability - such as Aluminum's excellent surface quality which lends itself to easy machining; on the other hand ABS plastic offers more affordable material changes as needed.

Certifique-se de que são envidados todos os esforços ao criar o modelo de padrão para componentes de fundição, sendo necessária uma precisão de +-0,005 polegadas para obter resultados exactos. Isto garante que as peças fundidas cumprem com precisão as especificações de design; texto, logótipos ou filetes podem também ser adicionados a este design de modelo para maior atratividade; pode ser necessário incluir ângulos de inclinação para facilitar os processos de desmoldagem.

A construção de modelos sem falhas é crucial para evitar que as imperfeições se insinuem nos elementos de produção final, incluindo superfícies irregulares, deformações, bolhas de ar ou marcas de pinos ejectores. Assim, o planeamento especializado deve acompanhar tanto a conceção como o fabrico destes modelos.

Etapa Dois de Três : Construir um molde de silicone

Depois de criar um padrão mestre exato, o passo seguinte no desenvolvimento do molde deve ser a criação do molde de borracha de silicone. Uma vez suspenso numa estrutura de molde, o silicone líquido é vertido à sua volta, fluindo livremente ao longo de todos os contornos antes de ser curado através de um catalisador num molde de borracha extremamente flexível.

O silicone é ideal para reproduzir detalhes intrincados e geometrias complexas com uma precisão de 0,005 polegadas ou menos, proporcionando uma fácil libertação da peça após a cura e uma longa vida útil do molde ao longo de muitos ciclos de fundição. Os fabricantes de moldes confiam nos silicones de elevado desempenho com excelente resistência química e ao calor como a escolha de material ideal, o que permite aos fabricantes de moldes replicar designs de moldes complexos de forma mais fiável do que com qualquer outro meio.

Existem dois modelos principais de moldes utilizados para a fundição sob vácuo:

• Molde de peça única - An individual piece mold with one cavity and pouring cup that's suitable for simple part geometries such as symmetricals.
• Molde multipeças - Comprising multiple pieces that enable flexible demolding after curing has taken place; these moulds must be assembled after being cured before use.

Os agentes de libertação do molde devem ser aplicados primeiro a um modelo mestre antes de verter silicone sobre ele, de modo a impedir qualquer aderência e permitir uma desmoldagem limpa. As aberturas e os pinos ejectores também podem ser incluídos no desenho do molde, enquanto os copos de vazamento devem ser concebidos de forma a minimizar o fluxo turbulento da resina.

A criação de um excelente molde de silicone requer uma competência considerável nos processos de fundição a vácuo. A construção do molde tem um impacto direto na precisão, na qualidade do acabamento da superfície e na consistência dos produtos finais.

Terceira etapa do processo de fundição: Preparação para a fundição

Antes de iniciar a produção, o molde de silicone acabado tem de ser montado e selado numa câmara de máquina de fundição a vácuo. Em seguida, os componentes líquidos da resina de poliuretano são misturados de acordo com as especificações antes de os operadores monitorizarem para garantir uma proporção de mistura adequada que afecta o tempo de cura e as propriedades do material.

A desgaseificação do recipiente de resina deve então ocorrer sob vácuo para eliminar as bolhas de ar que podem ficar presas nas peças fundidas e ter um impacto adverso no desempenho mecânico e no aspeto estético. A desgaseificação pode demorar entre 5 e 20 minutos, dependendo da viscosidade.

Quarta etapa : Ciclo de fundição a vácuo

Uma vez montados o molde e a resina, a câmara é fechada e inicia-se a fundição automatizada. As principais etapas incluem:

O pré-aquecimento do molde entre 150-182degF irá acelerar a cura. Uma vez aquecida, a resina deve ser vertida diretamente nas cavidades do molde e nos copos de transbordo para preencher rapidamente quaisquer detalhes finos antes da cura.
Deve ser aplicada uma pressão de vácuo de 29 polegadas de mercúrio durante 60 a 90 segundos para expulsar as bolhas de ar na resina e garantir uma fundição sem vazios. Após a remoção desta pressão de vácuo, a peça solidifica no molde à medida que a resina cura; os tempos de cura variam normalmente entre dois e dez minutos.
After adequate curing, the part is demolded and finished. For outstanding surface quality and mechanical properties, controlled vacuum pressure must be used to pull liquid resin evenly throughout all crevices of silicone molds - this guarantees exceptional surface quality, accuracy and mechanical properties. Heated tooling speeds resin curing speeding productivity even further.

A fundição a vácuo apresenta muitos desafios e limitações únicos que devem ser considerados, incluindo restrições de materiais e dificuldades operacionais. Aqui exploramos estas considerações como parte do Vacuum Casting 101.

Embora a fundição sob vácuo ofereça vários benefícios, existem certos obstáculos e restrições associados à sua implementação que devem ser considerados antes de enveredar por esta via:

Limitações de tamanho da peça

Vacuum chamber dimensions dictate the maximum part size. Commercial machines usually accept parts up to around 60"x20"x20", though custom systems can handle much larger dimensions. Also, larger parts require higher capacity vacuum pumps in order to achieve desired pressures.

Durabilidade do molde

Embora os moldes de silicone tendam a durar centenas de ciclos sem se desgastarem e necessitarem de ser substituídos, os seus delicados detalhes começam a deteriorar-se com o tempo e têm de ser actualizados ou substituídos. A utilização de silicones de desempenho superior pode aumentar a longevidade, mas com um custo adicional.

As peças fundidas a vácuo requerem um trabalho de acabamento adicional, como lixar, furar, roscar ou colar para efeitos de acabamento. Além disso, podem também ser necessários agentes de libertação de moldes quando se trata de ângulos de inclinação mínimos em superfícies verticais. Embora as operações secundárias sejam uma componente integral dos processos de fundição em geral, a fundição em vácuo requer frequentemente mais tempo e custos do que os métodos de forma líquida.

Vacuum Casting of polyurethanes offers unique properties compared to other processes; however, their range is more restricted compared to others. High temperature engineering thermoplastics like PEEK cannot be vacuum cast due to this process's limited material selection; similarly highly filled or specialty materials requiring high shear/pressure may not be suitable either.

Experiência em processos
There's an art to creating precision master patterns, high fidelity silicone molds, degassing resins properly, and dialing in process parameters correctly when initiating vacuum casting operations. A trial-and-error period often occurs at first - significant process expertise should generally be fostered in-house before beginning vacuum casting operations.

Engineers need to keep these limitations in mind in order to choose an optimum manufacturing technology, like vacuum casting. While no manufacturing method can meet every application perfectly, keeping these restrictions in mind helps engineers select appropriate technologies - in many instances vacuum casting remains highly competitive and effective precision manufacturing method for certain purposes.

Comparação entre métodos de fundição

Para obter uma visão mais completa, pode ser útil comparar a fundição a vácuo com métodos de fundição alternativos populares:

A fundição sob pressão é adequada para a produção de peças metálicas complexas em volumes muito elevados, em tempos de ciclo curtos, com excelente consistência dimensional e ciclos rápidos, mas os custos das ferramentas para as matrizes de aço podem ser proibitivamente elevados; em alternativa, a fundição sob vácuo pode proporcionar um maior potencial de prototipagem quando se trata de prototipagem, volumes de pré-produção ou produção de pequenas séries.

Fundição em areia constitui uma opção de ferramenta económica para a fundição de metais e ligas; no entanto, a sua precisão e acabamento superficial não se comparam favoravelmente com os dos plásticos e uretanos de fundição a vácuo. Os moldes de areia também tendem a durar menos do que os seus equivalentes de silicone reutilizáveis.

Moldagem por injecção
Injection molding offers exceptional efficiency and precision when manufacturing polymer part runs at large scale, yet steel tooling requirements can be expensive and lead times long. Vacuum casting provides an alternative method when dealing with low volumes where injection molding simply cannot justify itself due to steel tooling costs and long lead times. Read our ultimate guide to injection molding for a full comparison.

Moldagem por transferência de resina (RTM) foi inventada e aperfeiçoada durante a Primeira Guerra Mundial para produzir peças duradouras a um custo acessível.

RTM utiliza moldes fechados semelhantes à fundição a vácuo, mas injecta resina sob pressão sem vácuo. A RTM tornou-se muito popular como uma abordagem para o fabrico de compósitos de elevado desempenho, mas não tem a precisão e o acabamento superficial oferecidos pelos plásticos fundidos a vácuo. Além disso, a RTM depende de moldes de metal ou compósitos mais caros em vez de moldes de silicone para aplicações de moldagem por injeção.

Moldagem por rotação
Na moldagem por rotação, os polímeros em pó são aquecidos contra superfícies quentes do molde antes de serem fundidos por rotação. Este método permite geometrias de peças ocas muito grandes, impossíveis de obter através da fundição sob vácuo; no entanto, carece de precisão e só deve ser considerado quando se criam peças sólidas complexas que, normalmente, exigiriam a fundição sob vácuo.

Impressão 3D mes 3D printing offers unparalleled geometric freedom and part complexity through an additive process with no tooling requirements, but its surface finish, precision, and end use material properties typically fall below those offered by vacuum cast parts - therefore 3D printing and vacuum casting should be seen as complementary rapid prototyping technologies. See also: 3D Printing vs CNC vs Vacuum Casting.

Fundição centrífuga involves dispensing liquid metal evenly into an ever-spinning permanent mold using centrifugal force, with casting weights reaching 10,000 lbs - surpassing even vacuum casting's capabilities! However, for high precision plastic parts vacuum casting offers superior accuracy, detail, and surface finish over centrifugal methods.

Overall, vacuum casting offers an optimal combination of initial tooling costs, material selection options, part sizes available to be produced in production runs of various lengths, precision production runs sizes and surface quality - making it an attractive and cost-effective alternative for applications aligning with its capabilities.