A importância da usinagem rápida na fabricação

As empresas que projetam e fabricam peças plásticas ou metálicas geralmente exigem serviços de usinagem rápidos em algum momento durante o desenvolvimento do produto.

Este artigo analisa os meandros do processo de fabricação e por que ele é tão importante.

O que é usinagem rápida?

A usinagem rápida é a usinagem de peças e protótipos com foco explícito na redução do tempo gasto para fazer as peças. Geralmente envolve usinagem CNC (incluindo fresamento, torneamento, etc.), mas também pode incluir usinagem manual para peças simples.

A usinagem pode ser acelerada de várias maneiras. Dependendo dos requisitos do cliente, a usinagem rápida pode envolver o aumento do uso de máquinas de alto torque e técnicas de desbaste para acelerar a remoção de material. Também pode envolver materiais fáceis de usinar, como ligas de alumínio, sobre materiais que exigem mais tempo para usinar.

Embora não sejam mutuamente exclusivas, a usinagem rápida pode ser vista como um contraponto à usinagem de precisão, que prioriza a precisão e o detalhe sobre a velocidade.

Prós e contras

A usinagem rápida é uma ferramenta essencial para prototipagem, desenvolvimento de produtos, fabricação de baixo volume e peças personalizadas. No entanto, não é adequado para todos os trabalhos de fabricação.

Estas são algumas das vantagens e desvantagens da usinagem rápida:

Prós

• A maneira mais rápida de produzir peças com equipamentos de usinagem CNC
• Itera protótipos rapidamente para acelerar o desenvolvimento de produtos
• Fácil de fabricar várias versões de uma peça para testes mecânicos etc.
• Tempo de colocação no mercado mais rápido
• Faz peças mais resistentes em comparação com outros processos de alta velocidade, como impressão 3D
• Sem quantidade mínima de pedido
• Sem ferramentas ou custos de inicialização
• Compatível com uma variedade de metais e plásticos
• Variedade de opções de acabamento de superfície
• Escalável, pois a usinagem CNC é adequada para produção posterior

Contras

• Qualidade inferior à usinagem de precisão
• Menos liberdade geométrica do que a impressão 3D
• Mais lento do que processos de moldagem para pedidos de alto volume (mais de 100)

Com que rapidez a usinagem acelera o desenvolvimento de produtos e reduz o tempo de colocação no mercado?

Por décadas, a usinagem rápida tem sido um processo obrigatório para designers de produtos que desejam mover seus produtos de um estágio de desenvolvimento para o próximo.

Protótipos usinados rapidamente podem ser usados ​​para teste e avaliação, e é fácil fabricar várias iterações de um projeto para análise comparativa. Algumas peças usinadas rápidas são até adequadas para uso final.

É fácil ver por que os engenheiros projetistas continuam recorrendo à usinagem rápida para peças instantâneas. Atualmente, a maioria das peças é projetada usando software CAD, e os arquivos de projeto exportados podem ser processados ​​por máquinas CNC com preparação mínima. Isso fecha o intervalo de tempo entre terminar um projeto de protótipo e receber a peça finalizada.

E o processo é muitas vezes repetido várias vezes. Se os designers de produtos estão solicitando protótipos usinados rapidamente para teste, eles podem precisar ajustar seus projetos e construir várias outras iterações antes que a peça esteja pronta para produção.

A usinagem rápida também fornece protótipos semelhantes às peças de uso final em termos de qualidade, desempenho mecânico e aparência. Outros processos de prototipagem, como impressão 3D e montagem manual, têm suas próprias vantagens únicas, mas se uma peça for fabricada com uma máquina CNC, um protótipo usinado obviamente será mais representativo da peça final usinada.

Comprometer-se com um processo de fabricação consistente oferece vantagens óbvias de tempo. Se um protótipo impresso em 3D precisar ser redesenhado em uma peça usinável de uso final, um novo estágio de design será adicionado ao processo geral. Nenhum estágio desse tipo é necessário para protótipos usinados rápidos.

Um fluxo de trabalho de desenvolvimento de produto usando usinagem rápida pode, portanto, seguir essas linhas:

• Conceito
• Projeto de peças CAD
• Protótipos conceituais em estágio inicial por meio de usinagem rápida
• Teste e avaliação
• Protótipo(s) de trabalho por meio de usinagem rápida
• Teste e avaliação mecânica
• Protótipo(s) de pré-produção por meio de usinagem de precisão
• Apresentação, marketing etc.
• Produção
• Distribuição

Em última análise, o desenvolvimento mais rápido do produto e o menor tempo de colocação no mercado dão às empresas uma vantagem competitiva e levam a uma maior chance de sucesso no mercado.

Que nível de qualidade devo esperar da usinagem rápida?

A usinagem rápida é mais frequentemente usada como um processo de prototipagem. Como tal, os clientes devem lembrar que existem outras opções (usinagem de precisão, por exemplo) que podem ser mais adequadas para peças de alto detalhamento que exigem tolerâncias apertadas. Como o próprio nome sugere, a usinagem rápida prioriza a velocidade sobre outros fatores.

Dito isto, a usinagem rápida pode produzir peças e protótipos de nível profissional com um padrão muito alto.

A encomenda de peças a um especialista em usinagem rápida permite ao cliente estipular o nível de qualidade exigido, especificando tolerâncias e escolhendo um material de qualidade e preço adequados.

Tolerâncias frouxas, projetos simples e o uso de materiais de alta usinabilidade permitem que os maquinistas tornem as peças mais rápidas, dando menor prioridade à qualidade das peças. Durante a prototipagem e o desenvolvimento do produto, esse geralmente é um caminho sensato a ser seguido, pois os maquinistas profissionais ainda são capazes de fazer peças de boa qualidade enquanto trabalham rapidamente.

Como o 3ERP atinge altas velocidades durante a usinagem rápida

Optar pela usinagem rápida só vale a pena se a empresa de usinagem realmente souber como fazer as coisas com eficiência – caso contrário, o cliente acaba sacrificando a qualidade e não obtendo nenhum dos benefícios.

A 3ERP é especialista em usinagem rápida e aperfeiçoou várias técnicas para obter peças de alta qualidade rapidamente.

Aqui estão algumas das razões pelas quais usinamos mais rápido que a concorrência:

É da nossa natureza :A 3ERP foi estabelecida como uma empresa de prototipagem rápida, e toda a nossa configuração — desde as interações com o cliente até o chão de fábrica — é otimizada para entregas rápidas, seja qual for o projeto.

Sabemos quais máquinas usar :Projetos diferentes exigem equipamentos diferentes, e a usinagem rápida tem seu próprio conjunto específico de requisitos de máquina. Para peças grandes que requerem grandes quantidades de material removido, podemos empregar uma máquina de alto torque de 20 kW com um fuso de 12.000 rpm; para acabamentos de superfície detalhados, podemos usar uma máquina de torque mais baixo com um fuso de 24.000 rpm.

Sabemos como cortar rapidamente :A usinagem rápida não é alcançada apenas cortando o máximo de material possível de uma só vez:às vezes é mais rápido fazer vários cortes rasos em vez de um corte profundo. A usinagem rápida envolve escolher a ferramenta de corte certa e fazer os cortes certos, além de usar o software CAM de última geração para determinar os caminhos de ferramenta mais eficientes para um trabalho.

Prazos apertados:Usinagem rápida ou impressão 3D?

A impressão 3D mudou o cenário da prototipagem, permitindo que os usuários fabriquem peças únicas em questão de horas. As impressoras 3D podem até ser operadas em escritórios, reduzindo a necessidade de fábricas e oficinas mecânicas tradicionais.

Devido à velocidade e simplicidade da impressão 3D, alguns desenvolvedores de produtos se voltarão automaticamente para a manufatura aditiva em vez de processos subtrativos, como usinagem CNC rápida, quando o tempo for essencial.

Mas a impressão 3D é sempre a melhor opção para peças de retorno rápido?

Para prototipagem interna, provavelmente não há melhor solução rápida do que a impressão 3D, uma vez que as impressoras 3D exigem experiência mínima para operar e podem imprimir peças em horas. No entanto, um serviço profissional de usinagem rápida pode ser mais rápido e fornecer melhores resultados do que um serviço de impressão 3D comparável.

Existem alguns paralelos óbvios entre a usinagem rápida e a impressão 3D. Ambos usam designs digitais que são transformados em código G e ambos são soluções completas que não requerem ferramentas ou máquinas separadas.

Ao escolher entre usinagem rápida e impressão 3D, tenha em mente os seguintes fatores:

• Algumas peças são mais rápidas de imprimir; outros são mais rápidos de usinar
• Mesmo que a impressão 3D seja mais rápida, pode levar muito tempo para retrabalhar um protótipo impresso em 3D em uma peça final usinada
• Metais e plásticos podem ser usinados com o mesmo equipamento de usinagem; As impressoras 3D imprimem apenas um ou outro
• Os protótipos usinados geralmente estão mais próximos da peça final do que os protótipos impressos

A 3ERP é especialista em usinagem rápida. Solicite hoje um orçamento gratuito para o seu próximo projeto de usinagem rápida.