Usinagem CNC: Tipos, Materiais e Principais Benefícios – Guia Completo

Usinagem de Controle Numérico Computadorizado (CNC) é um método de alta precisão para fabricação de peças personalizadas derivadas de uma variedade de diferentes materiais e dentro de tolerâncias muito apertadas. Existem muitos benefícios que vêm da implementação de uma solução de produção de usinagem CNC.

Entendendo a Usinagem CNC

A usinagem CNC é considerada uma tecnologia de manufatura subtrativa, o que significa que o produto final é formado pela remoção seletiva de material excedente da peça de trabalho. Toda operação de usinagem CNC ponta a ponta segue um processo de produção similar de quatro etapas.

Estas quatro fases de produção são:

• Design da Peça

Peças produzidas via usinagem CNC geralmente começam como designs iniciais de software de Desenho Assistido por Computador (CAD). Na fase de design, engenheiros dão cuidadosa atenção a todos os aspectos do produto final desejado, como parâmetros para desempenho ideal, condições operacionais para a peça final e níveis aceitáveis de variação de tolerância.

• Conversão do Design

Após a conclusão da fase inicial de design, o modelo CAD deve ser convertido em um programa CNC funcional usando software de Manufatura Assistida por Computador (CAM). O software CAM é capaz de extrair os requisitos geométricos do arquivo de origem do modelo CAD e traduzi-los em uma linguagem de programação compatível com CNC — como G-code ou M-code — que ditará as operações mecânicas da máquina.

• Preparação da Máquina CNC

Em seguida, o operador da máquina CNC deve configurar tanto a máquina quanto o material alvo de acordo com as especificações exigidas pelo programa CNC. O operador garantirá que as ferramentas de corte ou perfuração corretas estejam devidamente instaladas e combinadas com as brocas ou fresas de topo apropriadas. O operador também deve configurar a peça de trabalho, tipicamente em uma braçadeira estacionária ou acoplada diretamente à máquina CNC.

• Execução de Operações Programadas

Finalmente, o operador da máquina CNC executa os processos mecânicos desejados. Durante a operação, o programa CNC controla precisamente os movimentos da ferramenta da máquina.

Tipos de Máquinas CNC

Os tipos mais comuns de máquinas CNC são aqueles que usam ferramentas de corte para remover material excedente da peça de trabalho. Embora existam máquinas CNC que empregam corte a jato de água e operações de usinagem por descarga elétrica (EDM), este guia focará nas cinco categorias mais comuns na lista a seguir, divididas em duas classificações básicas: máquinas de 3 eixos e multi-eixos.

Máquinas CNC de 3 Eixos

Máquinas de 3 eixos permitem que ferramentas de corte se movam ao longo de vetores tridimensionais retos (cima e baixo, esquerda e direita, frente e trás). Existem dois tipos de máquinas CNC de 3 eixos:

• Máquinas de Fresamento CNC

Em operações de fresamento CNC, a peça de trabalho permanece estacionária e uma ferramenta de corte rotativa de alta velocidade desce sobre a peça de trabalho para remover material excedente. Este tipo de máquina é muito útil para formar formas geométricas básicas.

Um Guia para Fresamento CNC:

• Máquinas de Torneamento CNC (Tornos)

Em operações de torneamento CNC, a ferramenta de corte permanece estacionária enquanto a peça de trabalho gira em alta velocidade em um fuso. O torneamento CNC oferece a capacidade de produzir peças cilíndricas rapidamente e com tolerâncias apertadas. Por exemplo, a Technox Machine and Manufacturing tem tornos CNC que podem produzir peças com dimensões de até 152" de diâmetro e 240" de comprimento, mantendo ainda tolerâncias apertadas de ± 0,001". A grande desvantagem das operações de torneamento de 3 eixos é que apenas peças cilíndricas podem ser fabricadas eficientemente.

Clique aqui para saber mais sobre as Diferenças Entre Fresamento e Torneamento CNC.

Máquinas CNC Multi-eixos

Máquinas CNC multi-eixos são semelhantes às de 3 eixos, mas com um grau maior de liberdade em movimentos mecânicos. Por exemplo, máquinas multi-eixos podem empregar operações de corte rotacionais e diagonais. Existem três tipos principais de máquinas CNC multi-eixos:

• Máquinas de Fresamento CNC Indexadas de 5 Eixos

Embora este tipo de máquina de fresamento só possa cortar ao longo de 3 eixos lineares durante a operação, entre as operações o operador tem a capacidade de girar a mesa e o cabeçote da ferramenta para o próximo corte, permitindo capacidades de conformação aumentadas.

• Máquinas de Fresamento CNC Contínuas de 5 Eixos

Este tipo de máquina permite movimento contínuo ao longo dos três eixos lineares e dois eixos rotacionais durante a operação. Isso dá ao operador a capacidade de criar formas altamente complexas a partir da peça de trabalho alvo.

• Centros de Fresamento-Torneamento CNC

Centros de fresamento-torneamento combinam as funcionalidades de tornos CNC e máquinas de fresamento CNC. A peça de trabalho pode ser girada em alta velocidade em um fuso ou posicionada precisamente para operações de fresamento.

Projetando Peças Usinadas CNC – Design de Modelo CAD

Um design CAD de vetor 2D ou peça sólida 3D é o ponto de concepção para uma peça usinada CNC. Além dos requisitos de design diretamente relacionados à aplicação final do produto, engenheiros também devem estar atentos às capacidades e limitações da máquina CNC que será utilizada para as operações de corte reais.

O engenheiro deve converter o arquivo de origem do modelo CAD em um formato compatível com CNC, como o formato open-source STEP ou IGES, ou um formato mais restrito como IPT ou SAT. Também é considerado uma prática recomendada que um engenheiro crie um desenho técnico que será enviado junto com as instruções CAD digitais. Esses desenhos são usados para verificar tolerâncias e geometrias de design; ajudar o operador a identificar as características salientes da peça; e servir como fonte tangível de verificação caso surjam dúvidas.

Benefícios da Usinagem CNC

A usinagem CNC oferece várias vantagens competitivas, incluindo:

• Prazos de entrega rápidos
• Alta precisão
• Altamente personalizável
• Cria produtos com propriedades físicas excepcionais e limites de desempenho

Materiais Utilizados

A seleção apropriada de material é crítica para operações de usinagem CNC. Esta escolha depende amplamente do uso esperado para o produto final. Você precisará examinar uma gama de propriedades do material para determinar qual é melhor para seu design, tais como:

• Resistência à tração
• Dureza
• Facilidade de operação
• Resistência química
• Resistência à corrosão
• Propriedades térmicas

Na Technox, utilizamos um amplo espectro de materiais para nossas operações de usinagem, incluindo:

• Aço
• Aço Inoxidável
• Alumínio
• Latão
• Cobre
• Bronze
• Níquel
• Ferro Fundido
• Inconel®
• Hastelloy®
• Plásticos

Aplicações de Usinagem CNC

Peças usinadas CNC são empregadas em uma vasta gama de aplicações em diversas indústrias. Na Technox, atendemos a uma ampla gama de setores, incluindo:

• Aço
• Alimentos e bebidas
• Plásticos
• Papel
• Têxtil
• Reciclagem
• Petróleo e gás
• Energia hidráulica
• Construção

Peças Usinadas CNC na Technox

Na Technox Machine and Manufacturing, oferecemos soluções versáteis e personalizadas aos nossos clientes e entregamos apenas trabalho da mais alta qualidade. Nossas capacidades de usinagem incluem:

• Furação
• Fresamento
• Perfuração
• Rosqueamento
• Rosqueamento externo/interno
• Alargamento
• Chanframento
• Knurling

Se você gostaria de mais informações sobre as vantagens de parceria com a Technox, por favor entre em contato conosco ou solicite um orçamento.