O que é fresamento CNC e como funciona:tudo o que você precisa saber

A fresagem CNC é um dos avanços tecnológicos mais impressionantes deste século.

Embora a maioria das pessoas esteja mais familiarizada com a impressão 3D como forma de produzir impressões físicas precisas, a fresagem CNC existe há mais tempo e ainda é amplamente utilizada hoje.

Desde sua ampla gama de aplicações na indústria eletrônica até seu uso predominante por empresas de manufatura, a tecnologia ainda está crescendo e evoluindo rapidamente à medida que mais e mais empresas estão descobrindo sua eficácia.

Portanto, com a expansão da usinagem CNC para novas indústrias, como a fabricação de instrumentos musicais, não é de surpreender que a tecnologia em si se torne uma indústria de 100 bilhões de dólares até 2025.

Ainda assim, embora o processo e os usos da fresagem CNC sejam bem conhecidos das pessoas que operam na indústria, aqueles de fora podem estar muito menos familiarizados com como ela pode ser aplicada ou mesmo como funciona.

Então, neste artigo, vamos nos aprofundar no assunto do que é a fresagem CNC, como ela difere da impressão 3D, quem pode se beneficiar mais da tecnologia e responder a todas as perguntas essenciais que você possa ter.

O que é Fresagem CNC

Para entender o processo de Fresamento CNC, vamos dividi-lo em seus dois componentes - 'CNC' e 'Fresamento '. O fresamento é o processo em que uma peça de trabalho é girada ao longo dos eixos de rotação e as ferramentas de corte são usadas para remover pedaços da peça de trabalho.

Isso é feito para moldar a peça de trabalho de acordo com a exigência. Uma coisa importante a notar é que essa tecnologia é diferente de outros métodos de modelagem, como a impressão 3D.

Isso ocorre porque o fresamento funciona removendo material da peça de trabalho, enquanto outras alternativas funcionam adicionando material à peça de trabalho.

Agora chegando a 'CNC', significa Controle Numérico Computadorizado. O CNC permite controlar as fresas e o movimento da peça com software de computador. Com controles informatizados, não há necessidade de mão de obra para controlar os processos de movimentação.

Quem inventou a fresagem CNC?

O conceito de moagem remonta ao século XVIII. No entanto, as primeiras fresadoras CNC foram desenvolvidas no início da década de 1950.

O crédito pela invenção das fresadoras CNC vai para Richard Kegg. Ele criou esta máquina com a ajuda do MIT em 1952 e a chamou de Cincinnati Milacron Hydrotel.

Como funciona a fresagem CNC?

Em princípio, o fresamento CNC é um processo básico no qual você pega uma peça de trabalho inicial e continua removendo material em diferentes locais com uma ferramenta de corte. Para alcançar esses diferentes locais, a peça continua girando.

Na realidade, todo o processo de fresagem CNC passa por várias etapas.

Quais são os diferentes estágios de um processo típico de fresamento CNC?

1. Criando modelo CAD

Primeiramente, você precisa criar um modelo de modelo CAD para a forma da peça pretendida. CAD significa Computer Aided Design. Como o nome sugere, o software CAD ajuda você a criar um modelo 2-D ou 3-D para qualquer coisa que você tenha em mente.

Leia nossas dicas e truques sobre como preparar modelos e desenhos CAD para fresamento CNC.

2. Convertendo CAD para CNC

A fresadora CNC não reconhecerá um modelo CAD diretamente. No entanto, você pode converter o modelo CAD em um programa CNC com muita facilidade. Esses recursos já estão presentes na maioria dos softwares CAD.

3. Configuração de Fresadoras CNC

Antes de iniciar o programa, é importante configurar corretamente a máquina e a peça de trabalho. As etapas específicas de configuração da máquina CNC podem variar de acordo com diferentes fabricantes e modelos.

4. Executando o Programa

Uma vez que a máquina esteja devidamente configurada, o operador pode executar o programa da máquina CNC. Todo o processo de fresagem que se segue será feito automaticamente. Uma vez concluída a execução do programa, a peça necessária será criada pela máquina.

Quais são os diferentes métodos de fresagem CNC?

Devido à vasta aplicação do processo de usinagem CNC, agora não é mais um processo único, mas, na verdade, um grande campo em si. Existem muitas formas diferentes de operações de fresamento CNC disponíveis hoje em dia. Esses diferentes métodos de fresamento CNC incluem:

Fresagem Simples:

A fresagem simples é o processo de fresagem mais popular que existe. No fresamento liso, o objetivo é criar superfícies planas paralelas aos eixos de rotação da ferramenta de corte.

Fresagem Angular:

No fresamento angular, o fresamento ocorre removendo o material de uma superfície plana com a fresa cortando a peça em um ângulo que não é reto. Para entendê-lo melhor, pense nele como um cortador angulado removendo material da peça de trabalho.

Fresagem de face:

No fresamento de faceamento, a peça de trabalho que é fresada está em ângulo reto com os eixos de rotação da fresa. Este processo de fresamento é normalmente aplicado para usinagem da face de barras e chapas.

Fresagem de Forma:

O processo de fresamento de forma aplica-se à usinagem da peça de trabalho para criar superfícies irregulares, como curvas. No fresamento de formas, a forma da fresa é a mesma que a forma necessária dos contornos.

Outras operações de fresamento CNC

Além desses processos comuns de fresagem CNC, existem alguns outros métodos para criar peças especializadas. Esses métodos incluem:

Moagem de grupo:

No fresamento Gang, duas ou mais ferramentas de corte são montadas em um único eixo de máquina. Cada fresa trabalha individualmente na peça de trabalho, aumentando a taxa de produção. Os cortadores podem variar em termos de forma e tamanho.

Fresagem straddle:

A fresagem Straddle é uma forma especializada de fresadora de grupo. No fresamento straddle, as duas ou mais ferramentas de corte são montadas paralelamente uma à outra. Esses cortadores trabalham na face e nas laterais da peça de trabalho ao mesmo tempo.

Fresagem de engrenagens:

O fresamento de engrenagens também é conhecido como corte de engrenagens. É uma forma de fresagem de nicho muito aplicada para a criação de engrenagens. Ele utiliza cortadores curvos para remover os materiais do espaçamento pretendido entre os dentes da engrenagem.

Fresagem de perfil:

O fresamento de perfil é usado para completar o processo de acabamento da modelagem, incluindo o trabalho nas superfícies verticais ou inclinadas. Este processo de fresagem CNC também é usado para o acabamento da superfície convexa e côncava da peça de trabalho.

Equipamentos e Componentes do Processo de Fresagem CNC

Aqui estão os diferentes componentes pelos quais você passará durante todo o processo de fresagem CNC:

Software de suporte

Como mencionamos nas seções anteriores, projetar um modelo CNC requer o uso de um software Computer Aided Design (CAD) e um software Computer Aided Manufacturing (CAM). O CAD fará o trabalho de projetar a peça e o CAM fará o trabalho de fazer a máquina CNC entender o projeto.

Componentes de máquina fresadora CNC

Obviamente, a fresagem CNC não pode ser concluída sem uma fresadora CNC. Existem muitos tipos diferentes de fresadoras por aí. Os componentes da máquina podem variar de acordo com o modelo que você usa.

Em geral, você encontrará os seguintes componentes em todas as fresadoras CNC:

• Mesa de trabalho :A mesa de trabalho contém a peça de trabalho que requer fresamento CNC. Em geral, a peça de trabalho é fixada à mesa de trabalho com um dispositivo de retenção.
• Sela :A sela está presente sob a mesa de trabalho para suporte. A sela também fornece movimento para a mesa de trabalho em paralelo ao eixo do fuso.
• Eixo :o fuso mantém a ferramenta de corte (também conhecida como ferramenta de corte) e é responsável pelo movimento da ferramenta de corte.
• Arvore :Arbor é o eixo que passa pelo fuso. No caso de fresamento de grupo e fresamento de sela, várias ferramentas de corte podem ser montadas nos mesmos mandris. Os mandris vêm em muitas formas e tamanhos diferentes, seu uso depende do requisito e do tipo de fresadora.
• Carneiro :O aríete não está presente em todas as fresadoras. Geralmente é visto em fresadoras verticais e fresadoras angulares. Ele fornece suporte para o eixo. O aríete pode ser ajustado em diferentes posições para diferentes requisitos de corte.
• Ferramentas de máquina :Uma máquina-ferramenta ou ferramenta de corte é o componente para remover o material da peça de trabalho. Existem muitos tipos diferentes de ferramentas de corte disponíveis, que veremos em breve.
• Interface :A Interface da Máquina é o console digital presente na fresadora CNC. O operador utiliza a interface para carregar e executar os programas e realizar operações básicas de fresamento CNC.
• Joelho :O joelho está presente sob o selim para suporte. O joelho pode ser ajustado na posição verticalmente. O joelho levantado ou abaixado pode fornecer a opção de ajustar a altura da peça de trabalho para diferentes requisitos de fresamento.
• Coluna :A coluna pode ser vista como o esqueleto de toda a fresadora CNC. Ele fornece resistência mecânica à máquina, mantendo todo o conjunto unido. A coluna pode ter seções adicionais internas para conter o óleo de resfriamento e outros conjuntos.

Quais são os diferentes tipos de ferramentas de corte para fresadoras CNC?

O fresamento CNC tem aplicações tão amplas que existem muitos tipos diferentes de ferramentas de corte disponíveis para diferentes trabalhos. Algumas dessas ferramentas de corte são:

• Fresas de topo
• Fresas de face
• Fresagem de placas
• Cortador de moscas
• Cortador de bolas
• Ferramentas de corte multiponto
• Cortador de fresamento oco
• Cortador de engrenagem involuta
• Ferramenta de corte de roscas
• Cortadores de slides e rostos
• Ferramenta Cortador de Hobbling
• Ferramentas de corte de caudas de andorinha
• Fresas de topo de desbaste

Quais são os diferentes tipos de fresadoras CNC?

Aqui está uma breve visão geral dos diferentes tipos de operações de fresamento CNC em uso.

Fresagem Horizontal

Nas máquinas horizontais, o fuso está presente paralelamente à superfície da peça de trabalho. Ele pode criar superfícies planas, planos, planos inclinados e ranhuras na peça de trabalho.

Fresagem Vertical

Você pode pensar nas operações de fresamento vertical como uma operação de furação, pois o fuso está presente perpendicularmente à peça estacionária ou à superfície plana móvel da peça.

Para mais informações sobre o processo, você pode verificar nossa comparação de fresadoras horizontais versus verticais.

Fresagem de vários eixos

No fresamento multieixo, a ferramenta de corte pode se mover em quatro ou mais direções.

No caso de 5 direções, a máquina é chamada de máquina de 5 eixos. Quanto mais alto o eixo, mais peças complexas podem ser criadas.

Fresagem de Coluna e Joelho

As fresadoras de coluna e joelho também são chamadas de fresadoras de velocidade variável. Nestas máquinas, há um movimento vertical muito preciso do conjunto coluna e joelho, usado para uma operação de fresagem vertical precisa.

Máquina de fresagem de carneiro

Em uma fresadora de carneiro, a ferramenta de corte pode ser movida no eixo horizontal na direção para frente ou para trás. Isso é realizado por um aríete móvel preso ao fuso.

Máquina de Fresagem de Fabricação de Leito Fixo

Nessas máquinas, não há movimento da coluna, do joelho ou da sela. A peça estacionária está na mesa de trabalho montada diretamente na base da máquina. Devido a um design simples, essas máquinas geralmente são mais baratas que as outras.

Operações de Fresamento de Plaina

No fresamento de plaina, a ação de corte ocorre em um único plano pelo movimento relativo linear da peça e da ferramenta de corte. Essas fresadoras são usadas para criar superfícies planas.

Para tomar uma decisão sobre qual fresadora você precisa, você pode ler nosso guia detalhado sobre o mesmo.

Quais são as aplicações e usos de uma fresadora CNC?

Para ter uma ideia precisa sobre as aplicações da usinagem CNC, vamos dividir nossa discussão em duas partes - os materiais que ela suporta e as indústrias que fazem uso do processo direta ou indiretamente.

Você já está familiarizado com o que é fresamento CNC. É usado para moldar as peças e moldá-las conforme os requisitos. Aqui estão os materiais nos quais você pode aplicar o processo de fresagem CNC:

Materiais compatíveis com fresamento CNC

Metais são um dos materiais mais comuns que passam pelo processo de fresagem. Os metais derretem a temperaturas muito altas, tornando-os inúteis para processos como a impressão 3D. Portanto, a fresagem CNC é a melhor maneira de moldar metais.

Plásticos e Elastômeros também funcionam bem com fresamento CNC devido às suas propriedades físicas e químicas. O uso de métodos de alta temperatura para plásticos geralmente altera sua composição química.

Além disso, eles também liberam gases tóxicos no aquecimento. Portanto, um processo como a fresagem CNC onde não há calor é ideal para esses materiais.

Cerâmica e Compostos muitas vezes têm propriedades de resistência à temperatura, tornando-os inutilizáveis ​​para processos de impressão e moldagem 3D. A fresagem CNC funciona melhor para esses materiais, pois pode funcionar sem prejudicar os materiais de forma alguma.

Muitas pessoas não sabem disso, mas você também pode moldar o vidro usando o processo de fresagem CNC. O vidro é quebradiço e pode quebrar facilmente com outros processos de modelagem. Portanto, o uso de fresamento CNC com ferramenta de corte adequada é uma boa escolha para esses materiais.

Para materiais e casos de uso mais específicos, consulte nosso guia sobre materiais de fresamento CNC e como escolher um para sua aplicação.

Indústrias que usam fresadoras CNC

Você ficará surpreso com o número de indústrias que utilizam o processo de fresagem CNC.

É claro que essa surpresa se resolverá quando você ler sobre as vantagens do fresamento CNC sobre outras alternativas na próxima seção.

Uma das maneiras mais populares de usar a tecnologia CNC é a prototipagem rápida, fornecendo aos projetistas e engenheiros uma maneira rápida e confiável de ver como o produto ou peça se apresenta em vários estágios de desenvolvimento.

Algumas das indústrias que fazem uso da fresagem CNC são:

Automotivo

As indústrias automotivas exigem muitos serviços de fabricação personalizados para peças que entram no veículo. Essas peças são criadas usando fresadoras CNC para os processos de fabricação e reparos.

Aeroespacial

Devido à altíssima precisão dos serviços de fresagem CNC, é compreensível que eles tenham se tornado amplamente utilizados na indústria aeroespacial, onde a tecnologia desempenha um papel crucial na produção de uma ampla gama de peças usadas para garantir a segurança e o bom funcionamento das aeronaves.

A indústria aeroespacial trabalha com muitos materiais especializados que possuem dureza muito alta e resistência a altas temperaturas. Para a modelagem desses materiais, a indústria depende fortemente de fresadoras CNC.

Algumas das peças que são produzidas usando a tecnologia CNC incluem componentes do motor, componentes do trem de pouso e painéis de combustível.

Fabricação de metal

Uma fresadora CNC é a espinha dorsal de qualquer indústria de fabricação de metal. Uma máquina CNC é rápida, automática e eficiente. Além disso, pode funcionar em toda a gama de metais. Portanto, você encontrará uma fresadora em todas as oficinas de fabricação de metal.

Agricultura

Os equipamentos agrícolas exigem muitas ferramentas e componentes personalizados de grande porte. Estes são criados usando serviços de fabricação personalizados de uma fresadora CNC.

Eletrônicos

A alta versatilidade e precisão da fresadora CNC a tornam ideal para a indústria eletrônica. A fresadora CNC não molda apenas os condutores e metais necessários para a transmissão, mas também as placas de polímero que abrigam esses condutores.

Medicina

No setor médico, peças especializadas são necessárias não apenas para diagnóstico, mas também para aplicações como próteses. Estes são criados usando fresagem CNC usando os projetos apropriados.

A usinagem CNC permite a fabricação de peças e ferramentas de vários graus de titânio e aço inoxidável, que são frequentemente usados ​​na fabricação de bisturis, dispositivos médicos e implantes.

Defesa

A fresagem CNC também é usada para criar componentes militares. De fato, a primeira aplicação do processo de moagem foi usada para a fabricação de armas. Até protótipos de peças de defesa são feitos usando uma fresadora CNC.

Além dessas indústrias, a fresagem CNC também é aplicada em setores como mineração, petróleo e gás, automação, energia, etc.

Principais vantagens da fresagem CNC

Existem inúmeras razões pelas quais a tecnologia de fresamento CNC é amplamente considerada como uma das maneiras mais confiáveis ​​de produzir peças de vários materiais.

Vejamos abaixo algumas das vantagens mais significativas dessa tecnologia.

Alta taxa de produção

O fresamento CNC é um processo automatizado e não há limitações humanas na velocidade com que a ferramenta de corte pode se mover. Isso cria uma alta taxa de produção que é inigualável por outros processos de fabricação.

Precisão incomparável

A exatidão e precisão com que a fresagem CNC pode operar são inigualáveis ​​em todo o mundo, e é por isso que ela é usada em áreas como aeroespacial e medicina que precisam que cada detalhe seja executado sem o menor erro.

Usando um modelo digital e usinagem autônoma em que se baseia a fresagem CNC, o erro humano é eliminado do processo de fabricação e a precisão produzida é a mais próxima da perfeição possível hoje.

Longevidade

Como as fresadoras CNC podem funcionar praticamente no piloto automático e não exigem muito envolvimento humano no processo, elas podem funcionar sem parar por dias, produzindo peças de forma consistente e com a mesma precisão.

A única vez que as máquinas CNC precisam ser paradas é quando elas requerem manutenção regular ou se houver um acidente.

Menos pessoal

O processo automatizado no qual a fresagem CNC se baseia também significa que menos pessoas são necessárias para monitorá-la e executá-la, o que resulta não apenas em maior eficiência, mas também em custos de produção reduzidos.

Alguns especialistas qualificados são tudo o que é necessário para supervisionar todo o processo, o que significa melhor custo-benefício para o cliente final.

Possibilidades avançadas

Por causa do software de automação avançado e software de design, as fresadoras CNC podem superar os técnicos mais qualificados que operam máquinas manuais, mesmo que o próprio processo de fabricação seja semelhante.

Isso significa não apenas melhor consistência e eliminação de erros humanos, mas também a capacidade de produzir designs muito mais complexos, com tamanhos, formas e até texturas variados.

Consistência

Como o processo por trás do fresamento CNC é principalmente automatizado, ele produz uma consistência notável, mesmo que o pessoal que gerencia as ferramentas mude.

Uma vez criado um arquivo mestre do projeto, ele pode ser usado para criar um número ilimitado de cópias que serão todas da mesma qualidade e sem desvios. Cada peça será uma combinação perfeita com a versão anterior, o que é muito difícil de alcançar mesmo para os operadores manuais mais habilidosos.

Escalável

A fresagem CNC é uma solução muito escalável. O método pode ser adotado por indústrias de todos os portes. Se você o estiver usando para sua oficina, o processo pode crescer à medida que o tamanho de sua oficina cresce. Além disso, uma fresadora CNC pode ser aplicada a peças de todas as formas e tamanhos.

Quanto custa uma fresadora CNC?

Existem muitos parâmetros que afetam o custo das fresadoras CNC. Devido a isso, a faixa de preço dessas máquinas é muito alta.

Por exemplo, você pode encontrar uma pequena fresadora horizontal por apenas US$ 10.000. Ao mesmo tempo, existem grandes máquinas CNC com recursos avançados, onde os preços podem chegar a US$ 300.000.

Para uma ideia detalhada sobre quanto custará uma fresadora CNC com base em suas necessidades, você pode consultar nosso guia detalhado sobre o preço de um equipamento de fresagem CNC.

Fresagem CNC vs Impressão 3D

Para entender o quão bem a fresagem CNC se sai em relação a outras alternativas, vamos ter uma comparação detalhada da fresagem CNC com seu concorrente mais próximo - Impressão 3D.

Noções básicas

Em primeiro lugar, o princípio básico da fresagem CNC e impressão 3D é totalmente oposto. A impressão 3D é um processo de Manufatura Aditiva. Isso significa que ele trabalha para criar uma peça adicionando material camada por camada, geralmente derretendo o fio do material.

Por outro lado, o processo de usinagem CNC é um processo de fabricação subtrativo. Isso significa que ele começa com um bloco de material e cria a peça necessária removendo o material desse bloco.

Versatilidade

Como a impressão 3D funciona derretendo o fio do material e usando-o para fazer as peças, ela funciona apenas para tipos especiais de materiais poliméricos capazes de suportar o processo. Por outro lado, a fresagem CNC é um processo muito versátil e pode ser aplicado a uma ampla gama de materiais.

Facilidade de uso

Tanto a máquina CNC quanto a impressão 3D requerem um software para criar o projeto inicial da máquina. No entanto, a fabricação CNC requer a escolha entre diferentes ferramentas e configuração dessas ferramentas e diferentes configurações de posição.

A impressão 3D não tem requisitos de configuração extensos. Portanto, a impressão 3D é considerada um processo mais simples, enquanto a fresagem requer um operador qualificado.

Precisão

A precisão relativa da fresagem versus impressão 3D pode variar de acordo com o modelo de cada um que você escolher. A maioria das fresadoras CNC geralmente têm precisão superior à impressão 3D. No entanto, existem muitas formas e geometrias que só podem ser criadas com impressão 3D.

Custo

Se a fresagem ou a impressão 3D é mais barata, dependerá do que você precisa da máquina. Para requisitos de grande escala, a fresagem é a opção mais barata. No entanto, para protótipos e requisitos de pequena escala, a impressão 3D tende a ser mais eficaz em termos de custo.

Como escolher os serviços de fresagem CNC?

A fresagem CNC pode ser incrivelmente útil para uma ampla variedade de projetos. Ainda assim, para aproveitar os benefícios listados acima, você deve reservar um tempo para encontrar uma empresa confiável para trabalhar.

Na verdade, há uma ampla gama de operações de usinagem CNC oferecidas por empresas de todo o mundo, portanto, você precisa ter pelo menos uma compreensão básica do que precisa antes de entrar em contato com possíveis candidatos.

Por um lado, você deve ter pelo menos algumas ideias sobre os tipos de peças que deseja que sejam fabricadas ou que tipos de ferramentas seriam necessárias. Caso contrário, você terá mais dificuldade em restringir a lista de empresas que poderiam fornecer os serviços de fresagem CNC necessários.

Alternativamente, você pode entrar em contato com uma empresa respeitável que tenha ampla experiência e ofereça uma variedade de serviços, pois eles podem ajudar a consultá-lo para determinar o melhor curso de ação em sua situação.

Dado que a tecnologia e o know-how exigidos nos projetos de fresagem CNC são elevados, é imperativo procurar empresas com a experiência necessária, bem como uma reputação sólida.

Percorra os depoimentos e avaliações de clientes anteriores e veja quais tipos de experiências eles tiveram com a empresa, bem como quais problemas eles conseguiram resolver.

Depois de reduzir a lista de opções para cerca de cinco empresas, entre em contato com elas e faça perguntas sobre sua abordagem, suas sugestões para o seu projeto, o preço para executá-lo e qualquer outra coisa que você ache relevante.

Algumas empresas oferecem serviços de fresagem de Controle Numérico Computadorizado, mas, embora seja importante encontrar um preço razoável, ele não deve custar a qualidade inferior.

Conclusão

A fresagem por Controle Numérico Computadorizado é um dos melhores presentes que a tecnologia moderna nos deu. Ele nos oferece taxas de produção sem precedentes, maior precisão, acabamentos de maior qualidade e a capacidade de trabalhar com todos os materiais.

Se você precisar de qualquer tipo de usinagem CNC para seu próximo projeto, pode entrar em contato com a 3ERP. Fornece serviços confiáveis ​​de usinagem e fabricação com taxas de entrega rápidas e os custos mais baixos.