Selecionar a rugosidade correta da superfície para usinagem CNC

A usinagem CNC é um processo de fabricação altamente preciso e preciso que pode criar peças com tolerâncias de até 0,025 mm. No entanto, sendo um método de fabricação subtrativo, a usinagem CNC deixa marcas de corte que criam um nível de rugosidade na superfície do produto acabado.

O que é rugosidade da superfície?

A rugosidade da superfície é uma medida da textura média da superfície de uma peça, neste caso, após a usinagem CNC. Existem diferentes parâmetros usados ​​para definir a rugosidade da superfície. Um dos mais onipresentes é o Ra (Roughness average), que é derivado das diferenças entre alturas e profundidades em uma superfície. A rugosidade da superfície Ra é medida microscopicamente e geralmente é em micrômetros (x 10~⁶ m). Observe que a rugosidade da superfície neste contexto é diferente do acabamento da superfície. O acabamento da superfície de uma peça usinada pode ser melhorado por meio de vários métodos de acabamento, como anodização, jateamento de esferas e galvanoplastia. A rugosidade da superfície aqui se refere à textura da superfície usinada de uma peça.

Como são obtidas as diferentes opções de rugosidade da superfície?

A rugosidade da superfície de uma peça após a usinagem geralmente não é aleatória. Em vez disso, são tomadas medidas para garantir que uma rugosidade específica seja alcançada. Isso significa que os valores de rugosidade da superfície são planejados com antecedência. No entanto, não é geralmente especificado qualquer valor. Na fabricação, existem valores específicos de Ra que são considerados padrões da indústria, conforme especificado na ISO 4287. Esses são os valores que podem ser especificados durante a usinagem CNC. Eles variam de 25 um a 0,025 um e se aplicam a todos os tipos de operações de fabricação e pós-processamento.

Na Xometry Europe, oferecemos quatro níveis de rugosidade de superfície que também são os valores normalmente especificados para aplicações de usinagem CNC:

• 3,2 μm Ra
• 1,6 μm Ra
• 0,8 μm Ra
• 0,4 μm Ra

Diferentes valores de rugosidade são necessários para diferentes aplicações. As rugosidades superficiais mais baixas só devem ser especificadas quando necessário. Isso ocorre porque quanto menor o valor de Ra, mais esforço/operações de usinagem e controle de qualidade serão necessários. Eles podem aumentar significativamente os custos e o tempo de usinagem. As operações de pós-processamento geralmente não são aplicadas quando são necessários valores específicos de rugosidade da superfície. Isso ocorre porque essas operações não podem ser controladas com precisão e podem afetar a tolerância dimensional das peças.

A rugosidade da superfície afeta significativamente a funcionalidade, o desempenho e a durabilidade das peças em determinadas aplicações. Ele influencia o coeficiente de atrito, nível de ruído, desgaste, calor e adesividade de uma peça em uso. A importância desses fatores varia de acordo com a aplicação e, portanto, embora a rugosidade da superfície de uma peça seja irrelevante em certas aplicações, ela é crítica em muitas outras. Essas aplicações incluem cenários de alta tensão, estresse e vibração, montagens de acoplamento e movimento, peças rotativas rápidas e implantes médicos. Como dito anteriormente, diferentes níveis de rugosidade da superfície são necessários em diferentes aplicações.

A seguir, exploramos os níveis de rugosidade que oferecemos na Xometry Europe e tudo o que você precisa saber para selecionar o valor Ra correto para sua aplicação.

3,2 μm Ra

Este é o acabamento padrão da máquina comercial. É adequado para a maioria das peças de consumo e suficientemente liso, mas contém marcas de corte visíveis. É a rugosidade da superfície padrão aplicada, a menos que seja especificado de outra forma.

3,2 μm Ra é a rugosidade de superfície máxima recomendada para peças sujeitas a tensões, cargas e vibrações. Também pode ser usado para acasalar superfícies móveis quando a carga é leve e o movimento lento. É usinado usando altas velocidades, avanços finos e cortes leves.

1,6 μm Ra

Normalmente, existem apenas marcas de corte ligeiramente visíveis com esta opção. Esta classificação Ra é recomendada para encaixes apertados e peças sob tensão, e é suficiente para superfícies de movimentação lenta e de suporte de carga leve. No entanto, não é adequado para peças de rotação rápida e peças sujeitas a vibrações intensas. Essa rugosidade da superfície é produzida usando altas velocidades, avanços finos e cortes leves sob condições controladas.

Preço: para uma liga de alumínio padrão (por exemplo, 3.1645) esta opção adiciona aproximadamente 2,5% ao preço de produção. Isso pode aumentar com a complexidade da peça.

0,8 μm Ra

Considerado de alto grau, esse acabamento superficial exige um controle muito próximo para ser produzido, custando mais caro. É necessário para peças expostas à concentração de tensão. Quando o movimento é ocasional e as cargas são leves, então pode ser usado para rolamentos.

Preço: para uma liga de alumínio padrão (por exemplo, 3,1645) esta opção adiciona aproximadamente 5% ao preço de produção. Isso pode aumentar com a complexidade da peça.

0,4 μm Ra

Esta é a rugosidade superficial mais fina (“menos rugosa” em termos técnicos) e da mais alta qualidade que são oferecidas. É adequado para peças que estão sob alta tensão ou estresse. Também é necessário para componentes de rotação rápida, como rolamentos e eixos. Essa rugosidade da superfície exige o maior esforço de fabricação e só deve ser especificada quando a suavidade for de importância primordial.

Preço: para uma liga de alumínio padrão (por exemplo, 3,1645), esta opção adiciona aproximadamente 11-15% ao preço de produção. Isso pode aumentar com a complexidade da peça.

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Na Xometry, temos a capacidade de fabricar suas peças usinadas CNC com qualquer uma dessas opções de rugosidades de superfície. Basta carregar seu modelo em nossa plataforma de cotação instantânea e selecionar sua rugosidade de superfície preferida para obter uma cotação em um segundo.