Fresamento de Alta Velocidade: A Solução Moderna para Placas de Identificação Gravadas com Precisão

Tão recentemente quanto uma década atrás, havia discussão sobre o melhor processo para produção de placas de identificação gravadas – com os principais concorrentes sendo o Pantógrafo, Máquinas de Estampar e Máquinas de Fresar. Desde então, o argumento para o pantógrafo praticamente foi pelo caminho dos dinossauros. Isso porque o pantógrafo é uma máquina manual que requer artesãos extremamente qualificados, então o processo não pode ser automatizado e tornou-se difícil encontrar operadores qualificados. Ambos os fatores aumentam os custos. Máquinas de Estampar, por outro lado, permanecem um método viável para produção de placas de identificação gravadas. Particularmente onde tiragens de produção muito grandes são necessárias, as máquinas de estampar têm vantagens notáveis. Especificamente, para tiragens de, digamos, 20.000 placas de identificação, o fato de essas máquinas poderem produzir algumas peças por segundo as torna uma escolha lógica. Para tiragens menores, no entanto, os custos de rodar máquinas de estampar reduzem o apelo. Grande parte do custo está associada aos matrizes necessárias para o processo que variam de $2.000 a $5.000 cada. Combine esse custo com a qualidade de uma placa de identificação estampada e o processo de estampar se torna pouco atraente. Isso porque a máquina de estampar remove material da peça empurrando a matriz para baixo através do material como um cortador de biscoitos. A força criada no local do corte dobra e cisalha o substrato. Com materiais maleáveis como metal, isso pode significar dobra na borda e com outros substratos mais quebradiços, bordas lascadas podem resultar. Finalmente, as máquinas de estampar são limitadas em funcionalidade a apenas estampar ou cortar a peça. Então, se o produto final requer um furo escareado, rosqueamento ou gravação (talvez para números de série), isso exigiria outro equipamento e uma operação secundária – ambos a custo adicional para o fabricante.

Então, para gravação de placas de identificação de volume menor, máquinas de fresar — e especificamente máquinas de fresamento de alta velocidade — reinam supremas. O restante deste post focará em recursos de máquinas de fresamento de alta velocidade que fornecem a vantagem competitiva na produção de placas de identificação gravadas.

Fuso de Alta Velocidade

A maioria dos produtos de ID e gravação de placas de identificação é feita com brocas de gravação pequenas e fresas de topo. Estas ferramentas pequenas devem ser executadas em altas velocidades. Máquinas de fresamento de alta velocidade com fusos de alta frequência de 40.000 a 60.000 RPM evacuam efetivamente cavacos do canal de corte durante fresamento e gravação. Isso resulta em superfícies lisas e arestas livres de rebarbas. Também elimina a necessidade de uma operação secundária de desbaste, bem como os custos associados a ela.

Sondagem

Sondagem ou Varredura de Superfície (Mapeamento) economiza tempo durante a configuração do trabalho e garante precisão e repetibilidade. Sondas disponíveis como componente integrado em algumas máquinas de fresar podem reconhecer topografia irregular da peça e compensar dinamicamente. Elas fazem isso tomando medições ao longo da superfície de um blank e alimentando esses dados no controlador de usinagem. O controlador ajusta automaticamente para superfícies irregulares ou posição da peça. Através deste processo, tempos de configuração de trabalho são reduzidos e rejeição de peça/parte é minimizada.

Refrigerante Livre de Óleo

Enquanto a Sondagem pode economizar tempo valioso no início da produção de placas de identificação gravadas (durante a configuração), refrigerantes livres de óleo podem economizar tempo no final. Isso porque, ao contrário do óleo que deixa resíduo na placa de identificação concluída, certos refrigerantes livres de óleo simplesmente evaporam. Então, a operação secundária de desengraxamento pode ser eliminada – reduzindo assim o custo de mão de obra, o custo de consumíveis necessários para limpeza, e o mais importante minimizando o tempo total de produção de placas de identificação gravadas.

Fixação de Mesa de Vácuo Integrada

Fixação para aplicações de placas de identificação gravadas, como tiragens de produção de Metalphoto, pode ser problemática. Substratos finos são difíceis de segurar. Isso é particularmente verdadeiro se o fabricante estiver usando um CNC convencional para gravar ou cortar peças pequenas com área de superfície limitada, porque a força do fuso pode literalmente "lançar" a peça através da mesa da máquina uma vez que ela é completamente cortada. Muitos fabricantes na verdade recorrem a cola spray como método de fixação. Não só isso é bagunçado, também pode levar a dobras quando a peça acabada é removida da mesa da máquina. Além disso, resulta em uma aplicação secundária demorada e cara para remover a cola das peças concluídas.

No entanto, algumas máquinas de fresamento de alta velocidade podem ser equipadas com fixação de mesa de vácuo integrada. Por exemplo, com a mesa de vácuo da DATRON, estoque fino, que antes era difícil de fixar, agora pode ser fixado em apenas segundos. Folhas plásticas tão finas quanto 0,001", até chapas de alumínio de 0,250" de espessura podem ser fixadas rapidamente e mantidas no lugar mesmo quando as peças são "cortadas como biscoitos" completamente através do material. Uma bomba de vácuo fornece energia de vácuo para o sistema funcionar. Uma mesa de vácuo apresenta portas de vácuo otimizadas para fluxo de ar, com câmaras de vácuo recuadas, para fornecer distribuição superior de vácuo. Um substrato permeável a gás de baixo custo serve como difusor de vácuo sacrificial, permitindo que o cortador usine através da peça, sem cortar na mesa.

Gerenciamento Automático de Ferramentas

Fabricantes de produtos de ID e placas de identificação gravadas considerando várias máquinas CNC para fresamento e gravação, precisam considerar seus processos atuais e qual pode ser seu processo ideal. Em outras palavras, eles podem estar rodando apenas um ou dois turnos, mas em um mundo perfeito, um turno noturno sem supervisão poderia ser o segredo para maior lucratividade. Mesmo que um turno "lights-out" não esteja nos planos, um turno diurno onde a máquina CNC pode rodar sem supervisão permite que o operador cuide de outros negócios – fornecendo ao fabricante mais produtividade de um único funcionário.

Então, escolher um CNC com o tipo certo de gerenciamento de ferramentas é crucial. O Sistema de Gerenciamento Automático de Ferramentas requerido é composto por três componentes separados trabalhando sinergicamente — o verificador de ferramentas, o trocador de ferramentas, e o software. O verificador de ferramentas é um sensor mecânico que mede o comprimento da ferramenta e detecta a ferramenta quebrada. O trocador de ferramentas é um rack ou bandeja que tem espaço para ferramentas sobressalentes e soquetes onde a máquina coloca ferramentas quebradas antes de pegar uma substituta. Operadores podem estocar o rack com ferramentas sobressalentes, para que tenham um suprimento pronto caso ferramentas quebrem durante operação "lights out". O software é um programa macro que pode ser configurado para rodar uma verificação de ferramenta após executar um número de linhas de código. Por exemplo, uma macro de verificação de ferramenta pode iniciar uma verificação a cada 500 linhas de código empregando uma declaração "se/então" como, "Meça esta ferramenta; se o comprimento for menor que o parâmetro (listado no banco de dados de ferramentas do software), então troque a ferramenta."

Concluindo

Fabricantes de produtos de ID e placas de identificação gravadas que se especializam em tiragens de produção baixas podem ganhar eficiência, flexibilidade e uma redução geral de custo usando máquinas de fresamento de alta velocidade. Como a maioria desses fabricantes usa ferramentas pequenas, é imperativo que selecionem uma máquina CNC projetada especificamente para uso com ferramentas pequenas. Fusos de alta velocidade são mais adequados para ferramentas pequenas e produzem peças livres de rebarbas com acabamentos superficiais e de arestas superiores. A baixa força desses fusos maximiza a vida útil da ferramenta e permite fixação inovadora como mesas de vácuo integradas que reduzem tempos de configuração. Sondagem também torna a configuração mais eficiente e garante precisão e repetibilidade. Gerenciamento Automático de Ferramentas proporciona redução de custo ao permitir produção sem supervisão ou lights-out. Máquinas de fresamento de alta velocidade que entregam todos esses recursos fornecem aos fabricantes de produtos de ID e placas de identificação gravadas uma vantagem competitiva real e de redução de custo.