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5 tendências de usinagem CNC a serem observadas em 2021




A usinagem de controle numérico computadorizado (CNC), um processo de fabricação subtrativo que emprega controles computadorizados e máquinas-ferramentas para remover camadas de material e produzir uma peça desejada, é uma das técnicas de fabricação mais usadas. No entanto, na verdade, é baseado em tecnologia desenvolvida no século 18.

O início da industrialização em meados do século XVIII viu os precursores tecnológicos da usinagem CNC. No entanto, não foi até a Guerra Fria que a tecnologia foi automatizada e o método de usinagem CNC foi totalmente realizado. Finalmente, em 1952, Richard Kegg desenvolveu a “Cincinnati Milacron Hydrotel”, considerada a primeira fresadora CNC moderna.

A tecnologia de fresamento CNC continua a evoluir e encontra novas aplicações a cada ano, juntamente com a tecnologia de computador e fabricação em rápido desenvolvimento. E em meio a interrupções, incluindo o boom da tecnologia “inteligente” e a pandemia do COVID-19 (e seus impactos contínuos no comportamento do consumidor), os fabricantes buscam cada vez mais maneiras de melhorar a produtividade e a flexibilidade enquanto cortam custos.

Esse desafio exige a adoção generalizada de novas tecnologias, algumas das quais provavelmente se espalharão por toda a indústria no próximo ano. Essas cinco tendências estão no horizonte – e quase certamente moldarão a direção da usinagem CNC em 2021.

1. Mais eixos para maior economia de custos


As máquinas CNC tradicionais apresentam movimento linear em três eixos. Embora muitas máquinas agora incluam um leito móvel, um centro de fresamento de 3 eixos permanece imóvel enquanto a própria fresa se move. Normalmente, com uma máquina de 3 eixos, a cama se move linearmente ao longo de dois eixos enquanto o fuso se desloca para cima e para baixo ao longo do terceiro eixo. As máquinas de 4 eixos permitem cortes mais detalhados incorporando um eixo de rotação.

Normalmente, uma rotativa de quarto eixo é montada na mesa da máquina e a peça é montada na face da rotativa de quarto eixo. Isso torna as máquinas de 4 eixos adequadas para a fabricação de dispositivos médicos e peças com geometrias complexas.

Finalmente, as máquinas de 5 eixos representam o auge da capacidade de fresagem. Essas máquinas permitem a microusinagem e são capazes de produzir cortes extremamente detalhados em velocidades incomparáveis. Eles consistem em três eixos lineares e dois graus de liberdade rotacionais. Embora as máquinas CNC de 4 e 5 eixos estejam comercialmente disponíveis há vários anos, elas só recentemente se tornaram acessíveis financeiramente para muitos fabricantes.

Além disso, as máquinas CNC antigas podem ser adaptadas para incluir mais eixos; adicionando um munhão que permite maior inclinação e rotação, uma máquina de 3 eixos pode facilmente se tornar uma máquina de 5 eixos. Isso aumenta os recursos da máquina, permitindo mais operações com menos configurações.

Considerando que cada configuração requer operações, materiais, tempo e potencial de erro adicionais, menos configurações se traduzem diretamente em economia de custos. Ao mesmo tempo, a proliferação de máquinas multieixos está reduzindo os preços em geral para máquinas CNC menores, tornando a prática de fresamento mais acessível para pequenas operações e amadores.

2. Soluções universais para ferramentas


Luminárias de vácuo ou placas de vácuo, que são usadas para manter projetos no lugar que são difíceis de fixar ou podem facilmente deformar, tradicionalmente são feitos sob medida para cada projeto. Como resultado, eles têm sido bastante caros e a maioria das equipes de fabricação tende a evitar usá-los, a menos que seja estritamente necessário.

No entanto, a introdução de bases universais como o Pierson SmartVac e o sistema de fixação de trabalho Blue Photon UV tornaram possível a configuração personalizada de uma única peça para várias operações. Como uma alternativa pronta para uso aos acessórios personalizados, essas ferramentas possibilitam a criação de determinadas peças por uma fração do que custaria anteriormente.

A Matrix Innovations criou uma solução semelhante na forma de mandíbulas flexíveis universais, que também podem ser personalizadas e usadas para operações repetidas. Juntas, as mesas de vácuo e as garras macias reutilizáveis ​​tornam muito mais acessível concluir projetos complexos de usinagem CNC.

3. Maior uso de robótica


Embora os robôs sejam usados ​​há muito tempo na usinagem CNC, só recentemente os robôs colaborativos, ou “cobots”, tiveram ampla adoção. Os cobots, ao contrário dos robôs industriais, são projetados para trabalhar em estreita colaboração com os trabalhadores humanos. Eles são programados para funcionar intuitivamente e podem até aprender a operação pretendida com movimentos manuais.

A adoção do cobot está acelerando rapidamente devido aos avanços nos sistemas de visão de robôs. Assim como um carro Tesla tem sistemas de visão que podem reconhecer carros e pedestres, sistemas de visão podem ser anexados a cobots, ensinando-os a ver, reconhecer, escolher e colocar peças em uma oficina mecânica.

Como esses robôs têm necessidades mínimas de programação e treinamento, eles são incrivelmente versáteis e raramente exigem um investimento de tempo significativo no início. Espera-se que essa tecnologia ajude a tornar os trabalhadores mais produtivos e, ao mesmo tempo, reduza os custos a longo prazo, reduzindo a probabilidade de erro humano. Além disso, à medida que os recursos de aprendizado de máquina são cada vez mais incorporados aos sistemas robóticos, alguns especialistas preveem que os cobots se tornarão colaboradores ainda mais eficazes no local de trabalho em um futuro próximo.

4. Avanços no treinamento da força de trabalho


Os fabricantes de equipamentos estão instalando cada vez mais visualizadores de CAD 3D em suas plataformas de máquinas padrão. Essa tela atua como o principal guia visual para configuração e progressão da operação e pode até ser configurada para incluir vídeos de solução de problemas.

A integração deste software em equipamentos de usinagem CNC ajudará os fabricantes não apenas a melhorar o treinamento da força de trabalho, mas também a aumentar a eficácia e eficiência dos funcionários existentes. Além disso, embora essa tecnologia tenha um alto custo inicial, é provável que aumente a economia de custos a longo prazo, reduzindo o erro do operador.

5. Avanços no software CAD/CAM


Apenas nos últimos 5 a 10 anos, o CAD/CAM tornou-se cada vez mais democratizado. O software, que já foi proibitivamente caro, agora não é apenas mais acessível, mas também mais acessível, intuitivo, fácil de usar e poderoso. Este software CAD/CAM atualizado permite maior eficiência e precisão, bem como fluxos de trabalho ainda mais inovadores.

Além disso, o software CAD/CAM oferece inúmeras integrações com plataformas de máquinas, software de definição baseada em modelo (MBD), sistemas de visualização 3D e muito mais. Essas integrações reduzem as chances de erro do usuário e aumentam a acessibilidade do software CAD/CAM.

O futuro da usinagem CNC


Esses desenvolvimentos na usinagem CNC prometem tornar a tecnologia mais acessível e confiável em 2021 e além. Além disso, à medida que essas tendências tornam mais fácil e menos dispendioso concluir projetos personalizados rapidamente, a usinagem CNC proporcionará maior agilidade do que nunca - uma vantagem competitiva importante, pois as expectativas cada vez maiores dos consumidores alimentam o aumento da fabricação sob demanda.

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