Usinagem CNC vs. fundição:a melhor análise de desempenho

Engenheiros e equipes de produto têm muitas opções para fabricação de metal. Dependendo do projeto da peça e do caso de uso, cortar, dobrar, cisalhar ou estampar – apenas para citar alguns – pode ser apropriado.

Entre os métodos de fabricação de metais mais amplamente empregados estão a usinagem por Controle Numérico Computadorizado (CNC) e a fundição sob pressão, que compartilham certas semelhanças, mas também têm algumas diferenças importantes a serem lembradas. Aqui está tudo o que as equipes de produto devem saber antes de selecionar usinagem CNC ou fundição sob pressão para seu próximo projeto.

O que é usinagem CNC?

A usinagem CNC é um processo de fabricação versátil que permite aos fabricantes criar tiragens de médio a alto volume de peças altamente precisas de quase qualquer material, de metais e plásticos a madeira e materiais compostos.

A usinagem CNC é um processo subtrativo:envolve a remoção gradual de material de um bloco sólido para criar a peça acabada (em oposição à impressão 3D, que envolve a criação de uma peça por meio de deposição gradual de material). Arquivos de projeto digital são usados ​​para programar os movimentos da máquina CNC, e os controles numéricos direcionam o processo de fabricação. Isso garante peças sempre limpas, funcionais e repetíveis.

A usinagem CNC é ideal para criar peças de alta precisão com tolerâncias apertadas, peças de nicho e protótipos. As peças usinadas em CNC têm as mesmas propriedades físicas do material a granel, o que torna o processo ideal para aplicações de alto desempenho. As aplicações comuns incluem motores de hélice na indústria aeroespacial, equipamentos cirúrgicos na indústria de dispositivos médicos e gabinetes eletrônicos na indústria de semicondutores.

A usinagem CNC tem suas limitações, principalmente quando se trata de custo. Os custos iniciais de inicialização para este processo são altos e custa mais para usinar peças com geometrias complexas. Os engenheiros também devem considerar os custos de material, especialmente porque a sucata de material geralmente não pode ser reaproveitada. Do ponto de vista do projeto, peças com geometrias internas ou rebaixos íngremes não podem ser usinadas de forma viável porque a ferramenta de corte deve ser capaz de se mover livremente dentro e fora do bloco de material. As equipes de projeto devem avaliar cuidadosamente como o projeto de suas peças será limitado se escolherem a usinagem CNC.

O que é fundição?

A fundição sob pressão, semelhante à moldagem por injeção de metal (MIM), é um processo de fabricação de metal que permite aos fabricantes criar peças geometricamente complexas com moldes reutilizáveis, chamados de matrizes. Durante a fundição, um metal não ferroso como o alumínio é derretido em um forno e injetado no molde a uma pressão muito alta.

A fundição sob pressão é rápida e excelente para produzir peças altamente precisas e repetíveis. As peças fundidas são mais fortes do que as de plástico, têm acabamentos de superfície suaves e são relativamente duráveis. Além disso, a fundição sob pressão supera a usinagem CNC quando se trata de execuções de produção de alto volume e fabricação de produtos em escala.

O processo é a técnica de fabricação de metal mais popular nas indústrias de consumo e comerciais. As aplicações comuns incluem peças de automóveis, brinquedos infantis, peças para torneiras de pia, engrenagens e aplicações marítimas.

O processo de fundição é muito versátil, mas não é isento de limitações. Por exemplo, a fundição sob pressão pode criar uma peça de qualquer tamanho e forma, desde que essas dimensões estejam dentro dos limites de capacidade de uma máquina de fundição. Devido a essa restrição, as equipes de produto devem projetar dentro de uma faixa limitada de dimensões do produto. Também vale a pena notar que a maleabilidade da liga metálica pode limitar a complexidade da fundição final.

Considerações importantes para escolher entre usinagem CNC ou fundição sob pressão

As considerações de volume, custo e desperdício devem ser prioritárias para as equipes de produto que desejam se estabelecer em um processo de fabricação de metal. A usinagem CNC pode ser empregada para produções de centenas e milhares, mas para qualquer coisa maior, a fundição sob pressão será a escolha mais econômica. A criação da matriz requer investimento inicial de tempo e recursos, mas, uma vez criada, dezenas de milhares de peças idênticas podem ser fabricadas a um custo por peça relativamente baixo.

A fundição sob pressão pode ser mais econômica em termos de volume, mas a usinagem CNC compensa o custo da matriz. Com a usinagem CNC, os engenheiros podem modelar, usinar, testar e remodelar protótipos sem voltar à prancheta. Fazer grandes alterações no projeto das matrizes requer um molde totalmente novo. Quando as equipes de produto estão avaliando suas opções, é importante considerar quantos protótipos podem ser necessários antes do início da produção e até que ponto eles provavelmente se desviarão do padrão principal.

As equipes de produto preocupadas com custo-benefício ou impacto ambiental devem pensar no desperdício antes de tomar uma decisão. A usinagem CNC tende a produzir muito material de sucata, mas a fundição sob pressão produz menos resíduos porque o material é derramado diretamente no molde. Se a pegada de carbono de uma equipe ou os custos irrecuperáveis ​​são uma preocupação, a fundição pode ser a melhor escolha.

Escolhendo o processo de fabricação certo com uma pequena ajuda

As equipes de produto devem considerar a usinagem CNC se precisarem de uma produção média a alta de peças precisas, um grau de flexibilidade de projeto e tiverem capital para investir em máquinas CNC antecipadamente ou terceirizar a produção para um parceiro confiável. Por outro lado, as equipes de produto devem considerar a fundição sob pressão se quiserem uma maneira econômica de produzir um número muito grande de peças idênticas e quiserem aproveitar ao máximo o dinheiro gasto em materiais.

Comparações de processos de fabricação como essas são úteis para obter clareza e visualizar as principais diferenças entre dois processos de alto nível. Ainda assim, selecionar o processo mais adequado aos requisitos específicos de um projeto pode ser um desafio. Um parceiro de fabricação global experiente como a Fast Radius pode arcar com parte desse fardo. Nossa equipe de designers, engenheiros, tecnólogos e consultores tem experiência com todos os principais processos de fabricação - desde fabricação aditiva até moldagem por injeção, fundição de uretano e muito mais - e somos especialistas em combinar os requisitos de projeto dos clientes com o melhor ajuste soluções. Contacte-nos hoje. Ajudaremos você a fazer a escolha certa.

Para se aprofundar em todas as coisas sobre usinagem CNC ou comparar e contrastar outros processos de fabricação, como fundição de uretano versus moldagem por injeção, confira nossos artigos recentes no centro de aprendizado Fast Radius.

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