Usinagem de precisão CNC:tudo o que você precisa saber

Você já se perguntou como os maquinistas fazem essas ferramentas pesadas de alumínio e peças de motor? Eles definitivamente não os fizeram com as mãos ou os lançaram em uma fornalha. Eles fazem essas peças a partir de um processo chamado usinagem de precisão CNC.

Para aqueles que são novos no mundo da manufatura, a usinagem de precisão CNC é um processo de fabricação que envolve o uso de programas de computador para criar qualquer produto com especificações exatas. Portanto, este artigo irá definir o processo, os diferentes equipamentos utilizados, suas aplicações, as diferentes programações e processamentos envolvidos. Se você tem interesse em saber mais sobre esse processo de fabricação, leia até o final.

O que é usinagem de precisão CNC?

Se a pergunta "O que é usinagem precisa?" ainda permanece em sua mente, aqui está a resposta. Assim como o nome indica, a usinagem de precisão CNC envolve a moldagem da matéria-prima em um produto acabado, cortando os excessos, conforme designado por um projeto assistido por computador (CAD) ou manufatura assistida por computador (CAM). Além disso, os maquinistas usam esse processo em diferentes processos de fabricação e em diferentes materiais.

Antes de fazer qualquer produto por usinagem CNC de precisão, é necessário usar programas CAD ou CAM para fazer o projeto do produto. Ou seja, esses programas fazem contornos 3D altamente detalhados que um processo de usinagem preciso deve seguir para replicar o produto com sucesso.

De brinquedos a dispositivos médicos, automóveis ou ônibus espaciais, qualquer produto que tenha peças precisa de usinagem de precisão. Utilizando equipamentos de Controle Numérico Computadorizado (CNC), o processo utiliza ações como corte, fresamento, torneamento e usinagem por descarga elétrica para obter o produto final.

Embora o processo exija a supervisão de um maquinista habilidoso, uma máquina faz a maior parte do trabalho automaticamente. O software Computer-Aided Design (CAD) cria o projeto, o software Computer-Aided Manufacturing (CAM) o traduz em instruções de fabricação para a máquina. Um software de pós-processador final codifica a instrução em informações que a máquina pode entender. Os maquinistas então carregam a instrução no equipamento CNC para iniciar o processo de fabricação.

Tolerância de usinagem de precisão

Embora as ferramentas de usinagem CNC de precisão sejam muito precisas, essas máquinas não podem reproduzir com precisão as dimensões dos produtos exatamente como estão no projeto CAD. Portanto, os maquinistas usam tolerâncias.

Tolerância é a quantidade de desvio na dimensão de uma peça que é aceitável pelos padrões convencionais. Um sinônimo para isso é precisão dimensional. Não há tolerância padrão para todos os processos de usinagem CNC de precisão. O rigor da tolerância depende do processo de fabricação. O número de casas decimais de um valor de tolerância mostra o rigor da medição.

Existem diferentes tipos de sistemas de medição de tolerância. Por exemplo:

• Medição de tolerância unilateral:Neste tipo de medição de tolerância, o desvio só é permitido em um lado do valor nominal. Isso significa que se o valor nominal de um eixo para encaixar em um rolamento for de 20 mm, um eixo maior do que isso não caberia. Portanto, os mecânicos só permitem o desvio para tal eixo no lado menor.
• Limite de tolerâncias:é quando o valor de tolerância é colocado em um intervalo. Por exemplo, se o valor nominal do eixo for 15 mm e a tolerância for de 15 a 15,5 mm, isso representa uma tolerância limite.
• Tolerâncias bilaterais:Este tipo de tolerância permite desvio em ambos os lados do valor nominal. Geralmente é expresso como um valor +/-. Para esclarecer, se uma peça tiver uma medida de 25 mm com uma tolerância de +/- 0,05 mm, significa que o valor pode estar entre 24,95 mm e 25,05 mm.

Saber quando escolher tolerâncias mais apertadas para a fabricação de suas peças é muito importante. Embora não seja necessário que a peça inteira tenha tolerâncias apertadas, as peças estruturais importantes, como aquelas que se encaixam em outros componentes, precisam de pouco desvio do valor nominal, pois a imprecisão pode afetar gravemente a integridade da peça.

As tolerâncias são importantes em processos de usinagem precisos porque ajudam a reduzir os custos de produção e os tempos de resposta. Por mais importantes que sejam, eles exigem muita habilidade e paciência para acertar. A tolerância padrão das máquinas CNC é de 0,005 polegadas. No RapidDirect, nossas máquinas CNC de 5 eixos podem atingir tolerância de até 0,002”. Oferecemos uma gama de tolerâncias para atender às necessidades de nossos clientes. Nossas tolerâncias padrão para usinagem CNC de metais estão em conformidade com DIN-2768-1-fino, enquanto para plásticos é DIN-2768-1-médio.

Tipos de equipamentos de usinagem CNC de precisão

Devido aos diferentes processos envolvidos na usinagem de precisão CNC, requer diferentes equipamentos para que funcione. Em alguns casos, essas ferramentas são colocadas em uma única máquina, e o maquinista só precisa iniciar e parar o processo.

Em algumas outras situações, as ferramentas devem ser colocadas em máquinas diferentes, e o maquinista terá que mover a peça/matéria-prima de uma máquina para outra. Por exemplo, as máquinas usadas na usinagem de precisão CNC incluem:

Equipamento de Fresagem CNC

O fresamento é o processo de usinagem preciso que envolve o uso de fresas rotativas para remover o excesso de material de uma peça de trabalho. Envolve vários tipos de moinhos. Exemplos de tais fresas incluem fresas de topo, fresas de chanfro e fresas helicoidais. As fresadoras habilitadas para CNC também incluem fresadoras manuais, fresadoras planas, fresadoras universais e fresadoras universais. Estas máquinas têm uma orientação horizontal ou vertical.

Equipamento de torneamento CNC

O torneamento é um processo de usinagem CNC de precisão que envolve a rotação da peça de trabalho ao lado de uma ferramenta de corte de ponto único rotativa. As ferramentas mais populares usadas para processos de torneamento são os tornos, como tornos de torre, tornos de motor e tornos para motores. Outros equipamentos de torneamento incluem torneamento reto, torneamento cônico, ranhuras externas e roscas.

Equipamento de Perfuração CNC:

A furação é um processo de usinagem preciso que usa brocas multiponto rotativas para criar furos cilíndricos em matérias-primas/peças de trabalho. Além disso, o design das brocas permite que os cavacos da peça de trabalho caiam dela, o que mantém os furos perfurados limpos.

Exemplos de brocas comuns usadas em processos de usinagem CNC incluem brocas de ponto (para fazer furos rasos ou piloto), furadeiras de ponta (para reduzir o número de cavacos na peça), furadeiras de máquina de parafuso (para produzir furos sem furo piloto) e mandril alargador (para ampliar furos previamente produzidos). Existem também as furadeiras, que são brocas feitas para uma determinada tarefa de perfuração.

Equipamento de mineração de descarga elétrica CNC

A mineração por descarga elétrica é um processo de usinagem preciso que utiliza descargas elétricas (faíscas) para obter o produto acabado.

O setup é composto pelo eletrodo da ferramenta (ferramenta) e pelo eletrodo da peça (peça) separados por um fluido dielétrico e submetidos a uma tensão elétrica. O processo também é conhecido como usinagem por faísca, erosão por faísca, queima, afundamento de matriz ou erosão por fio.

Aplicações de usinagem de precisão CNC

A Usinagem de Precisão está gradualmente ganhando mais espaço no mundo da manufatura devido aos seus múltiplos usos, custo e processos eficientes em termos de tempo. O processo de usinagem preciso é usado em indústrias como:

Indústria médica

A medicina está evoluindo rapidamente com a necessidade de novos equipamentos. Além de produzir novos equipamentos, eles também têm necessidades de grandes volumes dos já existentes. A usinagem CNC de precisão é responsável pela fabricação deste equipamento. Exemplos disso incluem dispositivos ortopédicos, invólucros seguros, implantes, máquinas de ressonância magnética, equipamentos de pesquisa, etc.

Indústria automotiva

Com as empresas automobilísticas apresentando novas inovações para adicionar às suas últimas iterações de carros, elas precisam desenvolver protótipos dessas peças antes de adicioná-las à linha de fabricação. A usinagem de precisão CNC é responsável pelo desenvolvimento desses protótipos com especificações exatas. A tecnologia também produz peças para outros meios de transporte, como navios, caminhões de transporte e muito mais.

Indústria Aeroespacial

Variando de aviões de transporte a ônibus espaciais, os veículos aeroespaciais exigem engenhocas muito precisas, pois um único erro pode levar a danos graves nos diferentes veículos aeronáuticos. O processo de usinagem de precisão CNC é responsável pela fabricação de muitos componentes nesta indústria, como portas de trem de pouso, buchas, manifolds, aerofólios, etc.

Indústria Militar e de Defesa

O CNC nunca foi tão relevante, com diferentes nações tendo projetos diferentes para novas munições e sistemas de defesa. O processo preciso de usinagem é responsável por dar vida a todos esses projetos usando diversos materiais e processos. Exemplos de dispositivos feitos para esta indústria incluem peças de avião, componentes de transporte, componentes de comunicação, munição, etc.

Vantagens da usinagem CNC de alta precisão

O uso dessas máquinas altamente precisas para o seu processo de fabricação definitivamente proporcionaria uma série de vantagens. Alguns são:

Custo de produção reduzido

Em termos de preço, a usinagem CNC é o caminho a percorrer, especialmente se você deseja fazer algumas a centenas de peças. O processo requer um custo inicial menor em comparação com o custo de moldagem por injeção (devido às despesas de criação do molde).

Velocidade aumentada

As máquinas CNC fornecem uma taxa de velocidade mais alta em comparação com a moldagem por injeção. Ao contrário da moldagem por injeção, que pode levar meses para fazer o molde e garantir que as peças estejam dentro da tolerância, a usinagem CNC pode produzir peças em questão de semanas.

Permite prototipagem rápida e econômica

Com os serviços de usinagem CNC, sua produção de protótipos é ainda mais eficaz. Isso ocorre porque o CNC pode trabalhar com muitos materiais econômicos, para que você não precise gastar muito em protótipos. É claro que, quando os protótipos são feitos mais rapidamente, todo o processo de produção é ainda mais acelerado. Na RapidDirect, fornecemos protótipos que atendem aos requisitos de fabricação e padrões de qualidade.

Como realizar usinagem de precisão

Materiais

A usinagem CNC de precisão pode operar em uma ampla variedade de materiais. Na RapidDirect, fornecemos certificação de material (SGS, RoHS, etc.) se você solicitar. Aqui estão alguns exemplos de metais e plásticos para os quais oferecemos certificação:

Metais

1. Alumínio (Alumínio 6061, Alumínio 6061-T651, Alumínio 606, etc.)
2. Aço inoxidável (201, 301, 303, 304, 316 etc.)
3. Aço (1008, 1018, 1020 etc.)
4. Latão (280, 260, 2680 etc.)
5. Cobre
6. Bronze
7. Titânio

Plásticos

1. ABS
2. PC
3. PMMA
4. POM
5. PA

Acima estão apenas os materiais mais comuns na usinagem CNC de precisão. O RapidDirect fornece centenas de materiais para suas necessidades de prototipagem e produção personalizadas. Para verificar a lista completa de nossos materiais, faça o upload do seu design para obter uma cotação instantânea em minutos e comece seu projeto hoje!

Programação

Antes que o processo de usinagem preciso possa começar, as máquinas devem ser programadas para que o processo funcione sem problemas e sem erros. Para fazer isso, aqui está o processo a seguir:

Depois que o software Computer-Aided Design (CAD) fez o desenho vetorial 2D ou sólido 3D para o produto a ser fabricado, ele é exportado para um formato de arquivo compatível com CNC, como STEP ou IGES.

O Software de Manufatura Auxiliada por Computador (CAM) gera o código de programação digital que controlará o ferramental e produzirá a peça projetada sob medida.

Existem dois códigos de programação principais:o código G e o código M. O código G é mais popular e é conhecido como código geométrico. Ele diz à máquina quando, onde e como a máquina se move. O código M é o código de função diversa que controla as funções auxiliares da máquina.

Processando

Depois de programar a máquina, o próximo passo é iniciar o processamento da matéria-prima para que ela se adeque às especificações exatas do produto acabado. Dependendo do produto, alguns processos são usados ​​para obter o produto final. Exemplos incluem:

uma. Fresagem CNC

b. Torneamento CNC

c. Perfuração CNC

Acabamento de superfície

Isso envolve o revestimento da superfície do produto acabado com diferentes materiais para fortalecê-lo e embelezá-lo ainda mais. Na RapidDirect, usamos diferentes tipos de técnicas de acabamento, como anodização, jateamento, galvanoplastia, revestimento em pó, etc.

RapidDirect:A empresa de usinagem CNC de precisão que você está procurando

A usinagem de precisão CNC é sem dúvida a maneira mais eficaz de fabricar suas peças personalizadas. Além de economizar custos, leva muito pouco tempo e permite pouco espaço para erros. Incorpore este processo de fabricação em sua produção hoje!

No RapidDirect, damos vida aos seus projetos CAD da melhor maneira que você poderia esperar. Garantimos fortes capacidades de fabricação com nossa ampla experiência e abordagem em engenharia. Nossas máquinas CNC de 3,4 e 5 eixos e uma ampla gama de auxiliares nos tornam capazes de seus projetos CNC, sejam protótipos personalizados de apenas um ou fabricando peças com até meses de produção.

Nosso suporte técnico para nossos clientes é incomparável. Oferecemos serviços como o envio do produto em dois conjuntos, se desejar. O primeiro conjunto seria enviado para obter sua verificação antes de entrarmos em produção total. Após o término da produção, damos a você a garantia certa de que seu produto se encaixará e funcionará exatamente como deveria, enviando-o com as dimensões da peça. Também fornecemos certificação de material com todos os nossos produtos, o que permite que você conheça as características do material.

Fornecer peças de alta qualidade

Além de todos esses recursos, nossos preços também se destacam do pacote. Com um preço 30% menor do que a média que você encontra em qualquer lugar, ajudamos você a economizar custos de produção no RapidDirect. Assim como declarado em nossos padrões certificados ISO 9001:2015 QMS, fornecemos peças acabadas da mais alta qualidade, feitas com o mais recente avanço na tecnologia CNC.

Na RapidDirect, você não precisa esperar muito para obter sua cotação. Depois de fazer o upload do seu arquivo CAD para o nosso site, você obtém a cotação on-line que fornece um design real em um minuto. Isso nos poupa todos os e-mails de ida e volta. Você também desfruta do recurso Design for Manufacturing, que mostra se seu design é ideal para fabricação ou não.

Carregue seus arquivos de design e comece seu projeto hoje!

Perguntas frequentes

O que é usinagem de precisão CNC?
A usinagem de precisão CNC envolve simplesmente moldar uma matéria-prima/peça de trabalho para atender às dimensões específicas e exatas. Isso envolve o uso de projetos feitos de projetos CAD e CAM.
Quanto custa uma fresadora CNC ?
O custo de uma fresadora CNC depende do tamanho e da gama de operações que podem executar. Seus preços variam de cerca de US $ 50.000 a US $ 170.000.
Como posso saber se minha máquina CNC é precisa?
A frase usada para quantificar a precisão de uma máquina CNC é 'precisão posicional'. Depois de fazer várias leituras, o valor médio estatístico dos desvios é calculado e esta é a precisão posicional da máquina. 0,02 mm é o valor médio para a maioria das máquinas CNC. Se o seu valor não estiver dentro desse intervalo, é provável que sua máquina não seja precisa.