Transformando a Fabricação de Moldes para Calçados com a Impressão 3D Metálica da Farsoon

A indústria convencional de fabricação de moldes para calçados, conhecida por seus processos intensivos em mão de obra, enfrenta uma série de desafios — etapas de produção complexas, escassez de trabalhadores, exigências de precisão e a necessidade de práticas mais ecológicas.

À medida que o setor evolui, cresce a demanda por soluções inovadoras que possam otimizar as operações, reduzir a dependência do trabalho manual e aumentar a sustentabilidade. A impressão 3D, como uma tecnologia transformadora, está trazendo novas possibilidades para a inovação no design e na fabricação de produtos no setor calçadista.

A Farsoon Technologies, líder em tecnologia de manufatura aditiva PBF, reconheceu o potencial da impressão 3D para enfrentar esses desafios diretamente. Em colaboração com parceiros-chave da indústria, a Farsoon embarcou em uma exploração detalhada da cadeia de suprimentos de moldes para calçados. O objetivo era claro: compreender as demandas específicas das principais marcas de calçados, fornecedores de moldes metálicos e fabricantes de entressolas e solados; além de desenvolver soluções personalizadas que pudessem atender a essas necessidades, ultrapassando os limites do que era possível na fabricação de moldes para calçados.

Aproveitando sua ampla experiência em manufatura aditiva de metal, a Farsoon desenvolveu uma abordagem abrangente que abordou todos os aspectos do processo de fabricação de moldes para calçados. Essa abordagem não se limitou apenas à introdução da tecnologia de manufatura aditiva; tratou-se de repensar todo o processo de aplicação — desde as impressoras 3D, materiais, parâmetros e pós-processamento até o software.

Ao integrar a impressão 3D ao processo de fabricação tradicional, a solução da Farsoon possibilitou a produção e aplicação de moldes complexos e de alta qualidade em escala: incluindo moldes “popcorn”, moldes de EVA e moldes de borracha RB — tipos amplamente utilizados na produção de calçados esportivos e casuais. A inovação alcançou melhorias em mais de dez tipos de processos de fabricação. A adoção das soluções de impressão 3D da Farsoon levou à produção sustentável de mais de 100 milhões de pares de sapatos até agosto de 2024, demonstrando a capacidade da tecnologia de apoiar a fabricação em grande escala, ao mesmo tempo em que reduz o impacto ambiental.

Casos de Aplicação

O processo tradicional de produção de moldes para calçados é um procedimento complexo e com múltiplas etapas, que inclui a criação de moldes de madeira CNC, o acabamento desses moldes, a fabricação de moldes de silicone, a fundição de moldes de gesso, a consolidação do gesso, a fundição de moldes metálicos e a aplicação de texturas. Apesar da complexidade, esse método muitas vezes encontra dificuldades para alcançar texturas detalhadas, o que limita a precisão e a qualidade do produto final.

Com a impressão 3D metálica, o ciclo de produção de moldes para calçados é drasticamente reduzido, e a tecnologia de texturização digital permite a replicação precisa de padrões intricados. Essa abordagem simplifica todo o processo de fabricação— aumentando a eficiência e acelerando as iterações dos produtos. Para os fabricantes de moldes para calçados, isso representa uma verdadeira revolução: reduz os custos de fabricação, melhora o desempenho do produto e acelera o tempo de lançamento no mercado.

Caso 1: Molde “Popcorn”

O molde de calçado “Popcorn” é um exemplo notável de como a tecnologia de impressão 3D pode melhorar significativamente a precisão dos moldes de solado. Cada molde “Popcorn” é equipado com até 16.000 orifícios de ventilação, cada um com apenas 0,1 mm de diâmetro. Com uma densidade de superfície de aproximadamente 95%, esses moldes garantem excelente aeração, evitando obstruções e resultando em calçados finalizados que são ao mesmo tempo leves e altamente elásticos.

Caso 2: Molde de EVA

A adoção da tecnologia de impressão 3D metálica na fabricação de moldes para calçados de EVA representa mais um avanço inovador na eficiência produtiva. Tradicionalmente, a produção de moldes de espuma de EVA envolve processos de termoformagem e resfriamento, sendo que a eficiência da produção depende amplamente do tempo de resfriamento.

Ao integrar canais de resfriamento conformais, os moldes de EVA impressos em 3D criam um encaixe perfeitamente uniforme e ajustado entre os canais de resfriamento e a superfície do molde. Esse avanço impulsiona a eficiência de produção em quase 100%, alcançando os objetivos de melhoria na qualidade e na produtividade.

Caso 3: Molde de RB

Os moldes de calçados de RB impressos em 3D permitem a integração perfeita de centenas ou até milhares de padrões de design complexos dentro de um único molde, aumentando significativamente tanto a flexibilidade de design quanto a eficiência de produção.

Em comparação com os produtos fabricados convencionalmente, os moldes impressos em 3D reduzem o tempo de produção em 20% e melhoram a durabilidade do produto final em mais 20%.

Soluções de Máquinas para Produção de Moldes de Calçados

A Farsoon Technologies, impulsionada pelo compromisso com a inovação tecnológica, está atenta às necessidades dos clientes no setor de moldes para calçados. Como resposta, lançou em 2023 a máquina FS350M de quatro lasers, equipada com recursos personalizados para atender às demandas desse setor.

Essa solução oferece aos usuários industriais ferramentas poderosas para produção em larga escala, reduzindo custos, melhorando a qualidade e aumentando a eficiência do processo de fabricação de moldes para calçados.

FS350M: Eficiência e Alta Performance

A FS350M vem equipada com 4 lasers de fibra de 500 watts e uma velocidade de escaneamento de até 10 m/s. Conta com uma tecnologia altamente eficiente de revestimento de pó, que opera a uma velocidade de até 400 mm/s, permitindo cobrir toda a superfície da cama de pó em apenas 8 segundos—um aumento de eficiência de 38% em comparação com os métodos padrão de revestimento.

Além disso, o design de fluxo de ar multicamadas garante a uniformidade do fluxo de ar, resultando em uma qualidade de impressão homogênea e consistente.

Material Personalizado para Aplicações em Moldes de Calçados

Para atender às demandas específicas de materiais e aplicações da indústria de moldes para calçados, a Farsoon colaborou com líderes do setor para conduzir estudos essenciais sobre sinterização, composição e morfologia de materiais.

Em 2021, essa parceria resultou no desenvolvimento do ST1, o primeiro aço de liga de baixo carbono do setor compatível com impressão 3D, projetado especificamente para processos de fusão em leito de pó metálico (PBF). Diferentemente do aço inoxidável, o ST1 permite padronização eletroquímica de alta precisão, um requisito essencial para a fabricação de moldes de calçados.

Essa inovação em materiais amplia as possibilidades para os fabricantes, permitindo a adoção confiável da manufatura aditiva, com ganhos significativos em desempenho e precisão.

Expansão das Soluções de Processamento de Materiais

Atualmente, a Farsoon ampliou suas soluções de processamento de materiais para incluir uma variedade de ligas de aço inoxidável e alumínio, desenvolvidas especificamente para a produção de moldes para calçados. Essas soluções abordam desafios comuns, como dureza excessiva e baixa capacidade de gravação, garantindo durabilidade e estabilidade dos moldes ao longo de todo o seu ciclo de vida.

Desenvolvimento Avançado de Aplicações para Maior Eficiência e Precisão

• Tecnologia SRS

A criação de suportes para estruturas suspensas é um dos maiores desafios da impressão 3D metálica, especialmente em peças complexas. A Farsoon resolveu esse problema com o desenvolvimento de sua tecnologia revolucionária Support Reduction System (SRS), voltada especialmente para a produção de moldes para calçados.

O SRS reduz drasticamente a necessidade de suportes em comparação com os processos tradicionais de PBF metálico, permitindo a fabricação de estruturas suspensas com ângulos de até 25° sem suporte.

• Parâmetros de Espessura de Camadas Múltiplas

Para otimizar a eficiência da construção, a variação da espessura da camada dentro de uma única impressão possibilita ajustes personalizados com base nos requisitos da aplicação. Com um revestimento refinado, a produtividade pode aumentar entre 30% e 40%.

• Smart Lapping

Ajustando a posição de sobreposição com base na carga de trabalho de cada camada, o tempo de trabalho de cada laser é equilibrado, minimizando o tempo ocioso entre eles. Esse método maximiza a eficiência da construção, garantindo que todos os lasers operem em sincronia, reduzindo os tempos de espera.

• Parâmetros de Detalhe/Alta Velocidade

A aplicação de parâmetros detalhados e de alta velocidade em cada camada equilibra eficiência e qualidade de superfície. No molde fatiado para calçado, cada camada é dividida em duas zonas:

• Zona de contorno → Processada com parâmetros finos para garantir alta precisão.

• Zona de preenchimento → Configurada com parâmetros de alta velocidade, maximizando a velocidade de produção sem comprometer a qualidade.

  
  

Software para Texturização

Em maio de 2024, a Farsoon Technologies lançou uma tecnologia de texturização seletiva de última geração, desenvolvida especificamente para designers de moldes de calçados.

Essa ferramenta inovadora permite que os usuários atribuam múltiplos pontos de origem em um molde de calçado para gerar texturas personalizadas. Além disso, os designers podem ajustar algoritmos para criar padrões exclusivos distribuídos de forma personalizada em superfícies específicas.

Essa tecnologia não apenas atende às exigências de ventilação, mas também abre um mundo de possibilidades criativas, permitindo que fabricantes explorem novos designs e aumentem a inovação na produção de moldes para calçados.

Especializada em impressão 3D de metais, a Voxel oferece suporte completo em todas as etapas da implementação da sua fábrica, desde o desenvolvimento inicial até a produção automatizada.

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