Como Escolher a Rugosidade Superficial Ideal para Sucesso na Usinagem CNC

A usinagem CNC é um processo de fabricação altamente preciso e acurado que pode criar peças com tolerâncias tão apertadas quanto 0,025 mm. Porém, sendo um método de manufatura subtrativa, a usinagem CNC deixa marcas de corte que criam um nível de rugosidade na superfície do produto final.

O que é rugosidade superficial?

Rugosidade superficial é uma medida da textura média da superfície de uma peça, neste caso, após usinagem CNC. Existem diferentes parâmetros usados para definir rugosidade superficial. Um dos mais ubíquos é Ra (Média de rugosidade), derivado das diferenças entre alturas e profundidades em uma superfície. Ra de rugosidade superficial é medido microscopicamente e geralmente em micrômetros (x 10⁻⁶ m). Note que rugosidade superficial neste contexto é diferente de acabamento superficial. O acabamento superficial de uma peça usinada pode ser melhorado via vários métodos de acabamento como anodização, jateamento de esferas e eletrodeposição. Rugosidade superficial aqui refere-se à textura de superfície as-usinada de uma peça.

Como diferentes opções de rugosidade superficial são alcançadas?

A rugosidade superficial de uma peça após usinagem geralmente não é aleatória. Em vez disso, passos são tomados para garantir que uma rugosidade específica seja alcançada. Isso significa que valores de rugosidade são planejados antecipadamente. Porém, nem qualquer valor é geralmente especificado. Na manufatura, existem valores Ra específicos considerados padrões da indústria, conforme especificado na ISO 4287. Estes são os valores que podem ser especificados durante usinagem CNC. Variam de 25 µm a 0,025 µm e aplicam-se a todos os tipos de manufatura e operações de pós-processamento.

Na Xometry Europe, oferecemos quatro níveis de rugosidade superficial que também são os valores tipicamente especificados para aplicações de usinagem CNC:

• 3,2 µm Ra
• 1,6 µm Ra
• 0,8 µm Ra
• 0,4 µm Ra

Diferentes valores de rugosidade são requeridos para diferentes aplicações. Rugosidades superficiais menores só devem ser especificadas quando necessárias. Isso porque quanto menor o valor Ra, mais esforço/operações de usinagem e controle de qualidade serão requeridos. Podem aumentar significativamente custos e tempo de usinagem. Operações de pós-processamento geralmente não são aplicadas quando valores específicos de rugosidade superficial são requeridos. Isso porque estas operações não podem ser controladas precisamente e podem afetar a tolerância dimensional das peças.

Rugosidade superficial afeta significativamente a funcionalidade, performance e durabilidade de peças em certas aplicações. Influencia coeficiente de atrito, nível de ruído, desgaste, calor e adesividade de uma peça em uso. A importância destes fatores varia por aplicação, e assim enquanto a rugosidade superficial de uma peça é inconsequente em certas aplicações, é crítica em muitas outras. Estas aplicações incluem cenários de alta tensão, estresse e vibração, montagens acopladas e móveis, peças de rotação rápida e implantes médicos. Como dito anteriormente, diferentes níveis de rugosidade superficial são requeridos em diferentes aplicações.

O seguinte explora os níveis de rugosidade que oferecemos na Xometry Europe e tudo que você precisa saber para selecionar o valor Ra certo para sua aplicação.

3,2 µm Ra

Este é o acabamento de máquina comercial padrão. É adequado para a maioria das peças de consumo e suficientemente liso, mas contém marcas de corte visíveis. É a rugosidade superficial padrão aplicada a menos que outro seja especificado.

3,2 µm Ra é a rugosidade superficial máxima recomendada para peças sujeitas a estresse, cargas e vibrações. Também pode ser usado para superfícies móveis acopladas quando a carga é leve e movimento lento. É usinado usando altas velocidades, avanços finos e cortes leves.

1,6 µm Ra

Geralmente, há apenas marcas de corte levemente visíveis com esta opção. Esta classificação Ra é recomendada para ajustes apertados e peças estressadas, e é suficiente para superfícies móveis lentas e de carga leve. Porém, não é adequada para peças de rotação rápida e peças sujeitas a vibração intensa. Esta rugosidade superficial é produzida usando altas velocidades, avanços finos e cortes leves sob condições controladas.

Preço: para liga de alumínio padrão (ex: 3.1645) esta opção adiciona aproximadamente 2,5% ao preço de produção. Isso pode aumentar com a complexidade da peça.

0,8 µm Ra

Considerado alto grau, este acabamento superficial requer controle muito próximo para produzir, custando mais. É requerido para peças expostas a concentração de estresse. Quando o movimento é ocasional e as cargas são leves, então pode ser usado para mancais.

Preço: para liga de alumínio padrão (ex: 3.1645) esta opção adiciona aproximadamente 5% ao preço de produção. Isso pode aumentar com a complexidade da peça.

0,4 µm Ra

Este é o mais fino ("menos rugoso" em termos técnicos) e mais alta qualidade de rugosidade superficial oferecida. É adequado para peças sob alta tensão ou estresse. Também é requerido para componentes de rotação rápida como mancais e eixos. Esta rugosidade superficial exige o maior esforço para fabricar e só deve ser especificada quando lisura é de importância primária.

Preço: para liga de alumínio padrão (ex: 3.1645) esta opção adiciona aproximadamente 11-15% ao preço de produção. Isso pode aumentar com a complexidade da peça.

Na Xometry, temos capacidade para fabricar suas peças usinadas CNC com qualquer uma destas opções de rugosidade superficial. Simplesmente carregue seu modelo em nossa plataforma de cotação instantânea e selecione sua rugosidade superficial preferida para obter uma cotação em um segundo.