No setor de moldação por injeção, a fabricação aditiva é predominantemente utilizada na produção de insertos de moldação (componentes que dão forma ao produto), os quais são feitos de diversos materiais, como polímeros e metais. A tecnologia de fabricação aditiva que serve de base para este projeto é a sinterização metálica em camadas de pó. Essa tecnologia oferece uma qualidade comparável aos processos atuais de usinagem, mas apresenta vantagens em relação ao tempo de produção, redução de desperdício de material e versatilidade do processo, incluindo a capacidade de reparar ferramentas de moldação.
O uso da fabricação aditiva como processo de fabrico da ferramenta de moldação representa um avanço significativo na otimização do uso de matérias-primas. No entanto, para alcançar uma otimização substancial e sustentável, é essencial projetar uma ferramenta de moldação completa, adaptada especificamente para a fabricação aditiva.
Essa abordagem oferece maior liberdade na otimização dos recursos materiais para a produção da ferramenta. Por exemplo, reduz a energia necessária durante a fabricação ao otimizar o peso da ferramenta para utilizar apenas o material essencial, diferentemente dos processos tradicionais. Além disso, minimiza o número de componentes da ferramenta, reduzindo o tempo de montagem e melhorando o desempenho, além de permitir técnicas inovadoras, como canais conformais — geometrias não convencionais que só são possíveis graças à fabricação aditiva.
Um aspecto singular desse design avançado de ferramenta de moldação é a incorporação de sensores de monitoramento de processo (por exemplo, sensores de pressão e temperatura). Esses sensores tornam a ferramenta de moldação um produto inteligente, capaz de fornecer feedback em tempo real sobre o estado do processo e indicar parâmetros que podem ser otimizados. Além disso, a ferramenta envia informações de retorno ao fabricante, possibilitando manutenção preventiva e ajustes.
O desenvolvimento da ferramenta de moldação envolverá o uso de softwares de design especializados para manufatura aditiva, como softwares de design generativo e de otimização topológica, que otimizam a massa de material com base no desempenho esperado. Essa abordagem maximiza os benefícios das tecnologias aditivas ao mesmo tempo em que minimiza seu impacto na produção final.
Também serão utilizados softwares de simulação estrutural e térmica para avaliar e validar o desempenho mecânico e térmico da ferramenta, juntamente com softwares de previsão do processo de injeção. A integração desses elementos é essencial para validar a ferramenta em um ambiente digital.
O projeto da ferramenta de moldação incorporará componentes padronizados para garantir compatibilidade com as máquinas de moldação por injeção existentes, permitindo o uso da ferramenta sem necessidade de adaptação das máquinas.