Explicação do fresamento de formas:processo, aplicações e benefícios

A usinagem CNC (usinagem por controle numérico computadorizado) é uma usinagem de precisão totalmente automatizada, garantindo exatidão excepcional e precisão notável. A usinagem CNC atinge níveis de complexidade além da usinagem de precisão convencional, além de ser econômica, especialmente para componentes e peças complexas.

Embora as máquinas CNC executem inúmeras tarefas, o fresamento é o mais comum e fácil de entender. Em sua forma mais básica, o fresamento remove material de uma peça estacionária colocando uma ferramenta de corte rotativa em contato com ela .

Contudo, a fabricação de recursos especiais, como perfis complexos, apresenta desafios. É aqui que o fresamento de formas brilha. Ideal para formar contornos irregulares, o fresamento de conformação utiliza fresas de conformação especialmente projetadas que correspondem a um formato específico exatamente de acordo com as especificações de impressão. Por exemplo, o perfil da fresa é alinhado de forma côncava para criar uma borda convexa em uma peça de trabalho. 

Como são feitas as ferramentas de corte para fresamento de formas?

Fabricadas a partir de materiais como aço ferramenta, metal duro sólido ou soldado, diamante policristalino (PCD) ou aço rápido (HSS), as fresas personalizadas exigem tempo e custos significativos para serem fabricadas (exploraremos os tipos de fresas de conformação mais tarde).



Os prazos de entrega em ferramentas de formulário especializadas variam. Na maioria das vezes, pré-formas são necessários para iniciar o processo. Uma pré-forma é feita e depois retificada até obter um perfil exato. Em certos casos, o metal duro é soldado nas cavidades da fresa para prendê-lo na fresa. Então, uma vez que a ferramenta é considerada desgastada, a fresa é enviada de volta ao fabricante para remover o metal duro . Eles inspecionam os bolsões e, se estiverem dentro das especificações, um novo metal duro é incrustado e a geometria é finalizada com um desbaste final.

Este mesmo processo é feito para uma ferramenta de formulário PCD. Quanto a uma fresa de metal duro ou HSS, a fresa é inspecionada. Se não estiver muito desgastado, será reafiado. Uma vez feito isso, todas as ferramentas são inspecionadas novamente antes de serem devolvidas ao cliente (a oficina mecânica CNC).

Quais materiais são adequados para fresamento de formas?

Um exemplo da versatilidade do fresamento de formas é seu uso em diversos materiais, como plásticos , compostos e metais como ligas de alumínio e ferro fundido.

Fresamento de forma versus outros tipos de fresamento

O fresamento de formas se destaca por sua capacidade de cortar características específicas e únicas e pode cortar vários formatos ao mesmo tempo com acabamentos de superfície superiores.

Embora os custos iniciais para formar ferramentas possam ser altos , a economia nos tempos de ciclo supera o uso de múltiplas ferramentas. O uso de ferramentas de forma elimina múltiplas trocas de ferramentas, combinando cortadores para vários recursos em uma única ferramenta. Tempo é dinheiro, como dizem!

Os parâmetros de funcionamento, que dependem das características e do material, podem precisar ser reduzidos, mas nem sempre. Se você corta uma superfície sólida, normalmente abre a figura com uma broca de núcleo . Em seguida, você usa uma ferramenta de semiacabamento que fornece o formato inicial do recurso.

Em seguida, você usa uma ferramenta de acabamento como um escareador . Os alargadores escalonados finalizam os diâmetros do recurso e o formato final do recurso de impressão. As ferramentas de formulário não são necessariamente apenas para trabalhos de alto volume. Às vezes, a dificuldade de um recurso determina se uma ferramenta de formulário será a melhor.

Vantagens da fresagem de formas

1. Capaz de cortar contornos desafiadores
2. Oferece resultados precisos e uniformes
3. Aumenta a eficiência reduzindo múltiplas operações de fresamento
4. Reduz os custos totais

Desafios do fresamento de formas

1. O projeto e a configuração levam tempo, aumentando o custo de peças individuais para tiragens curtas (produções em lotes maiores são mais econômicas)
2. Não é econômico ao produzir componentes de baixo valor e pequenas quantidades
3. A programação em código G e a aquisição de ferramentas personalizadas podem causar atrasos
4. Garantia de qualidade de peças usinadas devido a cortes inconsistentes 

Como funciona o fresamento de formas?

O fresamento de formas envolve uma série de etapas e formatos. Inicialmente, o blueprint identifica a forma ou formato. Usando um modelo CAD 3D de peça também é uma grande ajuda. Uma vez projetada, um modelo 3D da ferramenta é criado e inserido no modelo da peça. Ele é revisado para garantir que seja uma correspondência exata ao modelo (verificando as dimensões da impressão).



Na máquina CNC, a fresa de conformação é configurada e a peça de trabalho é firmemente fixada na fresadora - em uma morsa, fixada na base ou fixa - para garantir estabilidade durante a fresagem. Indicação da ferramenta no spindle é fundamental para o sucesso do cortador. A condição de desvio normal é 0,0002" ou menos. Cada fuso é diferente, por isso é crucial indicar qualquer ferramenta de formato especial.

Antes de cortar, parâmetros devem ser estabelecidos:velocidade do fuso, profundidade de corte, direção de corte e taxa de avanço. Além disso, um ensaio — operar a ferramenta na frente ou ao lado da peça de trabalho — mantém a ferramenta fora da peça enquanto garante que a programação da peça e os parâmetros de execução estejam corretos. Quaisquer erros podem ser resolvidos após “cortar o ar” e a produção pode passar para o corte do material real.

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Tipos de fresas de forma

Em geral, existem três tipos principais de fresas de conformação:

Cortadores côncavos e convexos

• As fresas côncavas moldam contornos convexos nas peças de trabalho, disponíveis em vários raios de curvatura. Fresas convexas, com perfis semicirculares, criam características côncavas. Cada um é equipado com múltiplos canais ou dentes de inserção para remoção de material e varia no número de canais com base na complexidade do perfil e no tamanho da ferramenta. Este design permite a produção eficiente e precisa de componentes complexos.

Ferramentas de formulário

• As ferramentas de forma sólida são retificadas para corresponder a um perfil. As ferramentas de forma são comumente usadas para cortar recursos como portas hidráulicas. As ferramentas de forma intercambiáveis podem ser personalizadas para cortar vários recursos de uma só vez, incluindo vários diâmetros e chanfros. 

Cortadores para arredondamento de cantos

• Usadas para arredondar cantos de peças, essas fresas possuem perfil côncavo de um quarto de círculo. Eles criam raios suaves nos cantos com eficiência, reduzindo passes e eliminando etapas típicas de fresas padrão.

Escolhendo a fresa de formato correto

Selecionar a fresa de formato correto é crucial para alcançar alta precisão. Esses cortadores especializados oferecem controle e precisão aprimorados , especialmente quando um único cortador personalizado integra vários aspectos de formato. Ideais para formatos complexos, como portas hidráulicas e furos de carretel, as fresas de conformação garantem replicação precisa de contornos e acabamentos de alta qualidade .

Adaptadas para formas e dimensões exatas, as fresas de conformação proporcionam precisão e repetibilidade consistentes com menos esforço e habilidade. As fresas de conformação são eficientes, mantêm a uniformidade em ciclos de produção rápidos e são ideais para usinar muitos componentes idênticos.

O fresamento de formas é apenas uma técnica de usinagem CNC. Uma oficina mecânica CNC experiente pode explicar mais sobre usinagem e ajudá-lo a determinar qual técnica é apropriada para sua aplicação. No entanto, como saber quando é hora de trabalhar com uma oficina mecânica CNC de última geração? Nosso guia tem conselhos para compartilhar; clique no link abaixo para obter sua cópia.

Sobre o autor

Dan garante que as máquinas da Stecker Machine funcionem rapidamente. Ele otimiza ferramentas e programas de corte para obter eficiência máxima, corrige quaisquer problemas de fabricação e projeta e seleciona ferramentas avançadas para novos trabalhos e melhorias de produtos. Iniciando sua carreira em uma oficina de ferramentas e matrizes, Dan ingressou na SMC quando a fabricação CNC estava decolando. Na SMC, ele passou de Operador de Máquina a Engenheiro de Melhoria Contínua, implementando melhorias que economizaram aproximadamente US$ 500.000 nos últimos anos.