Custo do molde de injeção explicado: ferramentas, número de cavidades e quanto você realmente paga por peça

Todo orçamento de moldagem por injeção contém dois valores que se comportam de maneira oposta. O custo do molde é pago uma única vez, antes mesmo de existir uma única peça. O custo por peça se repete em cada unidade durante toda a vida útil do programa. Conseguir um bom preço significa entender o que influencia cada um deles separadamente, pois as decisões de projeto que reduzem o custo do molde nem sempre são as mesmas que reduzem o custo por peça.

Este guia detalha para onde vai o dinheiro em ambos os casos, como as ferramentas de alumínio e de aço temperado se comparam de fato, quando a adição de cavidades se paga por si só e quais alterações no projeto reduzem de forma confiável o orçamento antes mesmo de qualquer corte no aço.

As sete coisas que determinam o preço do seu ferramental

Os fabricantes de ferramentas definem os preços com base na geometria, e não em um catálogo. Esses são os fatores que mais influenciam o valor, aproximadamente em ordem de impacto.

O que se deve observar é que a maior parte do custo do molde se deve às horas de usinagem da cavidade e do núcleo, além dos mecanismos necessários para retirar a peça do molde. Qualquer elemento do seu projeto que exija a inclusão de um mecanismo aumenta o custo real. Qualquer elemento que elimine um mecanismo reduz esse custo.

Alumínio contra aço temperado

Essa é a primeira escolha a ser feita em qualquer decisão relacionada a ferramentas, e ela é determinada pela quantidade e pelo tipo de resina, e não por preferência.

O alumínio tem uma vantagem que as pessoas raramente levam em conta. Sua condutividade térmica é muito maior do que a do aço para ferramentas, de modo que o calor sai da peça mais rapidamente e os tempos de ciclo podem ser mais curtos. Em um programa de baixo volume, isso pode compensar, em parte, sua vida útil mais curta.

Quando o alumínio é a escolha certa

• O projeto ainda não está totalmente definido e é possível que haja alterações.
• Você precisa de peças moldadas reais na resina de produção para testes, certificação ou um lançamento piloto.
• O volume anual situa-se na casa dos poucos milhares ou menos.
• A data de lançamento é definida antes que seja realisticamente possível fabricar uma matriz de aço.

Quando o aço temperado é a escolha certa

• O programa será executado por vários anos em escala significativa.
• A resina é reforçada com fibra de vidro, com minerais ou é de outra forma abrasiva.
• A peça precisa de um acabamento altamente polido ou de uma textura fina que deve permanecer consistente ao longo de uma produção em série.
• A resina é corrosiva, como o PVC ou certos tipos de resinas retardantes de chamas; nesse caso, especifica-se um tipo de aço resistente à corrosão, em vez de um aço para ferramentas comum.

Se você ainda está em dúvida se vale a pena investir em um molde, nossa análise detalhada de moldagem por injeção versus usinagem CNC e impressão 3D aborda o cálculo do ponto de equilíbrio antes que as ferramentas entrem em cena.

Contagem de cáries e quando vale a pena tratar cáries adicionais

Um molde de cavidade única produz uma peça por ciclo e é o mais barato de fabricar. Um molde de múltiplas cavidades produz várias peças idênticas no mesmo ciclo, de modo que o tempo de máquina por peça diminui drasticamente.

O detalhe importante é que as cavidades saem mais baratas quando produzidas em grande quantidade. Duplicar o número de cavidades não duplica o preço da ferramenta, pois a base do molde, o sistema de ejeção e grande parte da engenharia são compartilhados. Mas isso reduz pela metade, aproximadamente, o tempo de máquina atribuível a cada peça, já que um ciclo que produz quatro peças leva apenas um pouco mais de tempo do que um ciclo que produz uma. Essa assimetria é o motivo pelo qual a cavitação compensa.

Os moldes familiares apresentam uma ressalva que vale a pena deixar bem clara. Eles só fazem sentido quando as peças são consumidas na mesma proporção em que o molde as produz. Se uma peça da família for usada duas vezes mais do que as outras, você acaba produzindo o restante em excesso ou operando a ferramenta de forma ineficiente. Eles também complicam o equilíbrio de preenchimento, pois cavidades de tamanhos diferentes são preenchidas em ritmos distintos e exigem um projeto cuidadoso da porta e do canal de alimentação.

A cavitação deve ser dimensionada com base no volume anual realista, e não no valor do primeiro pedido de compra. Uma ferramenta projetada para uma quantidade que você nunca atingirá representa um custo permanente, e uma ferramenta projetada com capacidade insuficiente se torna um limite de capacidade que sai caro para corrigir posteriormente.

O que, na verdade, compõe o custo por peça

O número recorrente tem menos componentes do que o número de ferramentas, mas um deles é predominante.

1. Tempo de máquina. Taxa horária da prensa dividida pelo número de peças por ciclo. Essa costuma ser a maior parcela.
2. Resina. Peso da peça mais o peso do canal de injeção, ao preço atual desse tipo de resina. As resinas com enchimento e as de engenharia custam consideravelmente mais do que as resinas comuns.
3. Resíduos de canal de injeção. Os canais de injeção frios geram resíduos a cada injeção. Parte desses resíduos pode ser triturada e reutilizada, desde que o material e a aplicação permitam, mas nem todas as aplicações permitem a reutilização de material triturado.
4. Operações secundárias. O corte, a rosqueamento, o acabamento texturizado, a etiquetagem, a soldagem ultrassônica e a montagem aumentam a mão de obra por peça.
5. Inspeção e embalagem. A amostragem, a documentação e a embalagem de proteção variam de acordo com o volume, em vez de serem absorvidas pelo custo das ferramentas.

É no tempo de ciclo que se define a maior parte do custo por peça

Um ciclo de moldagem consiste em preenchimento, compactação, resfriamento e ejeção. O resfriamento normalmente representa a maior parte do tempo total e não varia de forma linear com a espessura da parede. O tempo de resfriamento aumenta aproximadamente com o quadrado da espessura da parede; portanto, uma peça com parede de 3 mm leva cerca de quatro vezes mais tempo para esfriar do que a mesma peça com parede de 1,5 mm.

Essa relação explica por que a espessura da parede é o fator de custo mais determinante no projeto de peças. Reduzir a espessura de uma parede não apenas economiza resina, como também encurta cada ciclo ao longo da vida útil da matriz. As espessuras práticas das paredes para a maioria dos termoplásticos variam entre aproximadamente 0,6 mm e 4,5 mm, sendo que a uniformidade é mais importante do que o valor absoluto.

Alterações no projeto que reduzem o custo da moldagem por injeção

A maior parte da economia vem do modelo, e não da negociação. Vale a pena analisar essas mudanças antes de solicitar um orçamento para as ferramentas.

• Mantenha as paredes uniformes e finas. Seções uniformes esfriam de maneira homogênea, reduzindo o empenamento e o afundamento, além de encurtar o ciclo. Isso contribui para ambos os indicadores ao mesmo tempo.
• Faça o oco em seções espessas. Substitua uma saliência ou bloco maciço por uma forma com oco, sustentada por nervuras. As nervuras devem ter, em geral, uma espessura entre cerca de 0,6 mm e 2,5 mm, para que não causem marcas de afundamento na face oposta.
• Adicione um ângulo de desmoldagem generoso. Um a três graus nas faces perpendiculares à direção de tração permite que a peça seja desmoldada sem problemas. Um ângulo de desmoldagem insuficiente causa marcas de atrito e pode exigir um novo projeto após as amostras T1.
• Elimine os recuos sempre que possível. Cada corrediça, elevador ou núcleo dobrável aumenta o custo de fabricação, cria um ponto de desgaste e exige mais manutenção. Às vezes, uma pequena alteração na geometria ou o reposicionamento da linha de divisão elimina completamente um desses elementos.
• Simplifique a linha de divisão. Uma linha de divisão plana é muito mais econômica de usinar e montar do que uma escalonada ou contornada.
• Especifique o acabamento apenas nas áreas visíveis. Polir todas as superfícies até atingir um padrão estético exige horas de trabalho de profissionais qualificados. As faces não visíveis não precisam disso.
• Escolha a resina com critério. Um tipo de resina de uso geral que atenda aos requisitos será mais vantajoso do que um tipo de resina de engenharia, tanto em termos de custo do material quanto, muitas vezes, de tempo de ciclo.

O projeto da porta merece atenção especial, pois afeta simultaneamente o custo da ferramenta, a aparência estética e a qualidade do preenchimento. Nosso guia para Tipos e posicionamento dos pontos de injeção na moldagem por injeção explica como essa escolha se reflete na prática.

Custos que surgem após o orçamento do ferramental

O valor do molde não representa o custo total para chegar à produção. Vários itens não estão incluídos nesse valor.

• Amostras e revisões da T1. As primeiras amostras quase sempre revelam algo. Pergunte quantas amostras e pequenos ajustes nas ferramentas estão incluídos antes que as alterações passem a ser cobradas.
• Alterações de engenharia. Uma vez que o aço é cortado, uma alteração dimensional pode exigir soldagem e nova usinagem ou, em alguns casos, uma nova peça de encaixe. É nesse ponto que um projeto não fixo se torna caro.
• Manutenção de ferramentas. Os moldes precisam de limpeza, polimento e substituição periódicas dos componentes sujeitos a desgaste. Em programas de longa duração, esse é um item de custo significativo.
• Armazenamento e propriedade. Combinem por escrito quem é o proprietário da ferramenta, onde ela será guardada e o que acontecerá caso haja uma mudança na produção. Definam isso antes que a ferramenta seja criada, e não depois.
• Variação no preço da resina. Em programas plurianuais, os preços dos materiais sofrem variações. Verifique se o preço por peça é fixo ou indexado.

Como comparar corretamente duas cotações de moldes

Duas cotações de ferramentas com valores diferentes geralmente referem-se a escopos distintos. Antes de compará-las, verifique se cada uma abrange o mesmo escopo.

1. O material e o tipo do molde, e não apenas a palavra “aço” ou “alumínio”.
2. Número de cavidades e se a ferramenta pode ser ampliada posteriormente.
3. Vida útil garantida ou esperada do cartucho, expressa em um número.
4. Se a análise de fluxo do molde é realizada antes do corte.
5. Quantas rodadas de amostragem T1 e ajustes de ferramentas estão incluídos?.
6. Qual norma de acabamento ou textura de superfície está sendo aplicada?.
7. Tipo de canal de injeção, já que um canal quente transfere os custos de um valor por peça para um pagamento antecipado.
8. Propriedade das ferramentas, prazos de armazenamento e prazo de entrega das primeiras amostras.

Uma ferramenta cujo orçamento não inclua esses detalhes não é mais barata, é menos detalhada. Nossa serviço de fabricação de moldes abrange tanto estruturas de alumínio quanto de aço temperado, com a fabricação das ferramentas normalmente concluída em 15 a 25 dias úteis, e fabricação rápida de ferramentas disponível quando é necessário iniciar um teste piloto antes que uma ferramenta de produção possa ser construída.

Como obter um número preciso para a sua peça

O custo das ferramentas não pode ser estimado com precisão a partir de uma descrição. Ele depende da geometria: o tamanho da peça, o número de recortes, as seções das paredes, o acabamento e o volume necessário. Um orçamento elaborado a partir do modelo real será mais preciso e mais útil do que uma estimativa obtida por meio de uma calculadora on-line.

Envie o modelo em CAD indicando a quantidade anual prevista e o tipo de resina que você tem em mente, e Usinagem XY fornece um orçamento detalhado, separando os custos de ferramentas do preço por peça, juntamente com comentários sobre a projetabilidade para fabricação em até 24 horas. Se um recurso estiver elevando os custos sem agregar funcionalidade, é muito mais econômico saber disso antes que a ferramenta seja usinada. Você pode ver o escopo completo de nossos serviços de moldagem por injeção ou saiba mais sobre nossa abordagem em relação a moldagem por injeção de plástico.

Perguntas frequentes

P: Por que o molde é tão caro em comparação com as peças?

R: Um molde é um conjunto usinado com precisão em aço ou alumínio, com canais de resfriamento, mecanismos de ejeção e, frequentemente, corrediças móveis. Trata-se, na prática, de uma máquina-ferramenta personalizada. Seu custo se distribui por todas as peças, e é por isso que o preço unitário diminui drasticamente com o aumento do volume.

P: Quanto tempo dura um molde de alumínio?

R: Normalmente, até vários milhares de peças, embora o número real dependa da resina e da geometria. As resinas com enchimento de fibra de vidro desgastam o alumínio muito mais rapidamente do que as resinas comuns sem enchimento; portanto, materiais abrasivos reduzem consideravelmente a vida útil da ferramenta.

P: Um molde de quatro cavidades custa quatro vezes mais do que um molde de uma única cavidade?

R: Não. A base do molde, o sistema de ejeção e grande parte da engenharia são compartilhados, portanto, o aumento fica bem abaixo de quatro vezes. O tempo de máquina por peça, no entanto, cai para cerca de um quarto, e é por isso que a cavitação se paga.

P: Qual é a maneira mais rápida de reduzir o custo por peça?

R: Reduza e uniformize a espessura das paredes. O tempo de resfriamento aumenta aproximadamente com o quadrado da espessura das paredes e representa a maior parte do ciclo; portanto, paredes mais finas e uniformes reduzem a duração de cada ciclo ao longo da vida útil da ferramenta.

P: Quem é o proprietário do molde depois que ele for fabricado? R: Isso depende inteiramente do que estiver acordado entre vocês; portanto, coloquem tudo por escrito antes de cortarem a peça. Defina a propriedade, o local de armazenamento, a responsabilidade pela manutenção e