O que é usinagem CNC e como funciona?

Fabricantes e oficinas mecânicas costumam usar máquinas de controle numérico computadorizado, ou CNC, para controlar seu conjunto diversificado de máquinas-ferramentas. O conceito de usinagem CNC surgiu nas décadas de 1940 e 1950. Na época, o armazenamento de dados analógicos, como a tecnologia de fita perfurada, era usado. Hoje, a produção CNC depende de um sofisticado software Computer Aided Manufacturing (CAM) ou Computer Aided Design (CAD) para fornecer instruções de projeto para máquinas que produzem peças e protótipos de produtos.

Um processo de fabricação subtrativo, a usinagem CNC permite um maior grau de complexidade. Agora é viável para execuções de produção de baixo, médio e alto volume que exigem alta precisão e exatidão.

As máquinas CNC usadas pelos fabricantes podem fresar, triturar, perfurar e realizar várias outras operações. Alguns sistemas são capazes de terminar também. Os dispositivos eletromecânicos usados ​​no trabalho de máquinas CNC variam em sofisticação e nas ferramentas que podem manipular. Eles podem funcionar em qualquer lugar de três a cinco eixos, cada eixo sendo uma dimensão específica na qual a ferramenta pode se mover.

• O movimento lateral (para cima ou para baixo, para a esquerda ou para a direita) é ativado pelos eixos x e y.
• O movimento longitudinal normalmente é controlado no eixo z.
• A rotação e os movimentos adicionais são ativados com eixos adicionais.

Quanto mais eixos uma máquina tiver, mais liberdade de movimento haverá para corte e precisão.

Materiais de Usinagem CNC

A maioria das máquinas CNC são bastante versáteis. Eles são comumente usados ​​para fresar metal, pois uma máquina de produção é capaz de cortar aço, alumínio, cobre, latão e titânio. Outros materiais usináveis ​​incluem vários tipos de plástico, incluindo polipropileno e diferentes formas de madeira, fibra de vidro ou espuma.

Como a usinagem CNC é diferente de outros sistemas de computador?

O computador usado para controlar uma máquina CNC não é como um computador doméstico ou comercial comum. O código é escrito por programadores experientes e requer um alto grau de capacidade computacional. Este código também pode ser revisado ao longo do tempo para que os programas pré-existentes possam ser modificados e atualizados. Isso torna a programação de máquinas CNC um processo automatizado em constante evolução. No entanto, é usado em praticamente todos os setores de manufatura que dependem do software para controlar velocidade, posição, repetição e previsibilidade sem a intervenção de operadores humanos.

Como funciona a produção CNC?

O processo geralmente começa com material de estoque não processado. Um bloco de plástico, por exemplo, pode ser colocado na máquina antes do início do processo de remoção do material. As instruções digitais de um programa de software são enviadas para a máquina, não muito diferente da impressão 3D. As instruções dessas instruções digitais, também chamadas de código G, são convertidas em instruções de como cortar as peças.

Um processo que antes era altamente técnico e trabalhoso agora é mais rápido e preciso. As peças do protótipo podem ser



feito com alto grau de produtividade. Ao longo do processo de usinagem, várias ferramentas podem ser usadas. Por exemplo, a máquina pode extrair de um inventário de tamanhos de brocas. Movimento lateral no eixo x ou y, movimento longitudinal no eixo z e até mesmo movimento rotacional podem ser possíveis.

Com uma máquina multieixo, as peças podem ser viradas e posicionadas automaticamente, sem intervenção humana. Não há necessidade de interromper o processo para mover manualmente as peças. Uma vez que a peça é posicionada automaticamente, são feitos cortes adicionais e assim por diante.

Uma máquina CNC é altamente precisa. As medições são calculadas em milhares de polegadas, o que significa que um processo de usinagem fina pode ter tolerâncias de cerca de ±0,001”. Se uma máquina for usada para polimento, esse número pode ser tão apertado quanto ±0,00005”. A espessura de um cabelo humano é de cerca de 0,00069, para comparação. ¹ Isso é bastante preciso, considerando o quão complexo e repetível é o processo.

As etapas típicas da produção CNC incluem:

• Design do modelo CAD :Os projetistas podem criar um projeto CAD 2D vetorial ou de peça sólida 3D, incorporando todas as dimensões, geometrias e outras especificações técnicas aplicáveis. As propriedades da peça são limitadas pelos recursos da máquina. A maioria das ferramentas CNC pode criar apenas cantos curvos, restringindo as geometrias das peças, enquanto as mini máquinas de cada máquina
• A espessura máxima da peça, o tamanho máximo da peça e a capacidade de produzir recursos internos complexos também devem ser considerados.
• Conversão de arquivo :Uma vez que um arquivo CAD é executado através do software CAM, a geometria da peça é extraída. O código de programação digital é então gerado e usado para controlar a máquina e seu ferramental. O código geométrico, ou código G, informa à máquina quando, onde e como se mover, enquanto o código de função diversa, ou código M, controla a remoção/substituição das tampas da máquina e outras funções auxiliares.
• Configuração da máquina :Após a programação da máquina CNC, o sistema deve ser preparado. Os trabalhadores devem dar os passos iniciais, como colocar a peça de trabalho na máquina ou em um fuso ou torno. O equipamento de suporte de trabalho deve ser protegido antes que as ferramentas sejam ativadas. Em alguns casos, brocas e fresas de topo devem ser conectadas aos componentes apropriados antes que a máquina possa começar a executar o programa.
• Execução :O operador inicia o programa para solicitar à máquina que inicie o processo. Os comandos são então emitidos pelo programa CNC e instruem o computador dentro da máquina a prosseguir com a operação e manipulação do seu ferramental. O programa faz o resto, orientando o sistema na execução de cada
  operação até que uma peça ou produto personalizado seja concluído.

Tipos de máquinas e processos CNC

Os modernos sistemas CNC combinam tecnologias de usinagem convencionais e novas, tornando-os altamente versáteis em uma ampla gama de aplicações. Os tipos mais convencionais de equipamentos incluem:

• Moinhos :As fresadoras são sistemas flexíveis, com ferramentas de corte rotativas, que podem ser programadas com código G ou linguagem própria desenvolvida por um fabricante. As unidades mais básicas têm três eixos, mas as mais novas podem ter até mais três.
• Perfurações :Uma furadeira gira um pouco, dimensionada de acordo com a operação específica, que faz o corte
•  contato com um material estacionário. As brocas são altamente eficientes para cortar e melhorar a produtividade de uma operação.
• Tornos :Um torno opera girando um bloco de material contra uma broca, e não o contrário. Capazes de produzir projetos complexos, os tornos geralmente operam nos eixos xez e movimentam lateralmente um material para fazer um corte progressivo.

As tecnologias mais inovadoras usadas hoje incluem a usinagem de descarga elétrica (EDM), na qual faíscas elétricas são usadas para remover seções de peças de trabalho, moldando-as de acordo com o design digital. As descargas elétricas são desencadeadas pela redução do espaço entre os eletrodos, o que intensifica o campo elétrico. Duas formas comuns incluem fio EDM, em que um fio é usado essencialmente para queimar (ou erodir) peças, e chumbada EDM, em que a peça de trabalho e o eletrodo são embebidos em um fluido dielétrico.

O corte a plasma envolve o uso de uma tocha para cortar metal. Gás de ar comprimido e arcos elétricos são combinados para gerar plasma. No entanto, um meio mais familiar, a água, pode ser usado para usinagem CNC. Os cortadores de jato de água usam fluxos de água concentrados e de alta pressão para cortar metal, granito e outros materiais duros. Em alguns casos, areia ou outras substâncias abrasivas fortes podem ser misturadas para aumentar o efeito. O corte por jato de água é frequentemente empregado com materiais menos tolerantes ao calor.

Usinagem de produção CNC com tecnologia Laszeray

A Laszeray Technology, LLC tem uma ampla gama de recursos de design e fabricação e pode fazer parceria com você para atender a qualquer requisito de produção, independentemente do tamanho ou complexidade. Empregamos centros de fresagem de 4 e 5 eixos, tornos e sistemas EDM de fio de grande capacidade. Nossa equipe pode garantir eficiência e precisão enquanto fornece aos clientes acesso a usinagem de baixo custo.

Para obter mais informações sobre nossos serviços de usinagem CNC e para obter ajuda no desenvolvimento de produtos, prototipagem rápida e outras etapas de fabricação, entre em contato com nossa equipe de produção CNC, envie sua solicitação on-line ou ligue para 440-582-8430 hoje.