Explicação do fresamento CNC:fabricação de peças de precisão

A fresagem CNC é um processo de fabricação subtrativo usado por engenheiros para obter peças de precisão por meio de usinagem CNC terceirizada. Este artigo explica como funcionam as fresadoras CNC, que tipos de peças podem ser produzidas com fresagem e diretrizes de projeto que ajudam a otimizar as peças para capacidade de fabricação.

O fresamento CNC combina um sistema de controle numérico computadorizado com uma ferramenta de corte rotativa multiponto ou fresa. Neste processo, a peça é montada na base da máquina e o material é removido de um bloco sólido para criar a geometria final. A fresagem CNC é usada para produzir peças de materiais como vidro, metal, plástico, madeira e outros materiais especializados. 

Este guia descreve como as fresadoras CNC operam, analisa tipos comuns de fresadoras CNC e fornece conselhos de design para obter o máximo da fabricação CNC terceirizada. 

Como funcionam as fresadoras CNC?

Em alto nível, o fresamento CNC segue um processo de quatro etapas. 

Etapa 1:Crie um modelo CAD

Os maquinistas usam software CAD como o Autodesk Fusion 360 para criar um modelo CAD de um componente específico. 

Etapa 2:Converter modelo CAD para máquina CNC

O modelo CAD é importado para o software CAM. A saída é um conjunto de instruções digitais, ou código G, que define caminhos de ferramenta, posições e velocidades para usinar o componente. 

Etapa 3:Configurar a fresadora CNC

A peça de trabalho ou bloco de material é fixada na base da máquina e alinhada usando ferramentas de metrologia ou apalpadores. As ferramentas do fuso são instaladas e todas as etapas de configuração da fresadora são concluídas. 

Etapa 4:comece o processo de fresamento 

O programa é carregado e o ciclo CNC é iniciado. Ferramentas de corte especializadas giram na velocidade programada do fuso para remover material da peça até que a geometria corresponda ao componente desejado. 

Qual é a diferença entre fresamento CNC e torneamento CNC?

Tanto o fresamento CNC quanto o torneamento CNC usam controle numérico computadorizado, mas os processos são diferentes. O torneamento CNC produz superfícies cilíndricas ou cônicas. A peça gira em um torno para realizar corte, perfuração, torneamento e rosqueamento. Uma ferramenta de torneamento de ponto único permanece em contato com a peça durante toda a operação.  

A fresagem CNC gera superfícies planas usando uma fresadora. Uma ferramenta de corte rotativa multiponto remove material e o corte é intermitente com múltiplas etapas. 

O que são fresadoras de 3, 4 e 5 eixos?

Fresadoras de 3 eixos mova a ferramenta de corte ao longo dos eixos X, Y e Z para remover material. Este método é comum devido aos custos iniciais mais baixos e é usado para peças simples com geometria direta. 


Uma fresadora de 4 eixos adiciona um eixo rotativo, geralmente o eixo A, que gira a peça de trabalho para corte em torno de um cilindro ou ao longo das laterais da peça. Inclui todos os recursos de 3 eixos com rotação adicional. 

Uma fresadora de 5 eixos fornece movimento ao longo dos três eixos lineares, além de rotação e inclinação para um total de cinco eixos. Essa configuração produz geometrias complexas, como componentes aeroespaciais, peças de titânio, dispositivos médicos e peças de equipamentos de gás. Reduz a necessidade de múltiplas configurações e suporta usinagem em uma única etapa para maior produtividade. 

Que tipos de peças você pode fabricar com fresadoras CNC?

As fresadoras CNC produzem projetos complexos com tolerâncias muito restritas. É um dos métodos de fabricação mais precisos disponíveis. 

Os exemplos incluem: 

• 
  Componentes aeroespaciais, como componentes do trem de pouso e estruturas da fuselagem 
  
• 
  Componentes automotivos, como painéis de controle, eixos e moldes 
  
• 
  Componentes eletrônicos de consumo, como gabinetes 
  
• 
  Componentes médicos, como instrumentos cirúrgicos e órteses 
  
• 
  Peças de máquinas de petróleo e gás, como válvulas, hastes, pinos 
  
• 
  Prototipagem e modelagem
  
• 
  Esculturas
  
• 
  Móveis
  
• 
  Carpintaria
  

As fresadoras CNC podem cortar uma ampla variedade de materiais, incluindo alumínio, bronze, cobre, cerâmica, compensado, vários tipos de aço, pedra, madeira, zinco e outros materiais de engenharia. Isso torna o processo adequado para protótipos no desenvolvimento de produtos. Ajustes precisos e rápidos são possíveis até que o projeto final seja alcançado. 

Embora flexível, existem limites relacionados ao movimento do eixo, tamanho do protótipo e tamanho da ferramenta. A maioria das máquinas tem restrições de formato e tamanho. Grandes máquinas CNC podem criar protótipos de até 105 pés por 21 pés.  

As máquinas menores estão limitadas a movimentos de até 9 polegadas ao longo do eixo X, 5,125 polegadas ao longo do eixo Y e 6,5 polegadas ao longo do eixo Z. Devido às limitações de formato, algumas máquinas podem ter problemas para fazer furos com arestas quadradas. 

Como você projeta peças para fresamento CNC?

Há muitos fatores de projeto a serem considerados ao criar peças para fresamento CNC. Em geral, as recomendações dos nossos engenheiros mecânicos internos incluem: 

• 
  Minimizar configurações: Menos configurações reduzem o tempo e o custo do ciclo, melhorando a eficiência na fabricação terceirizada de CNC. 
  
• 
  Raios dos cantos internos: Os raios dos cantos internos devem ser de pelo menos um quarto da profundidade de corte e, de preferência, cerca de metade da profundidade de corte, ou tão grande quanto o projeto permitir, para economia de custos. Minimize a profundidade do bolsão sempre que possível e use furos em vez de fresar formas internas. 
  
• 
  Paredes finas e seções finas: Seções finas podem deformar e deformar sob forças de usinagem, mesmo em metais macios. Onde a função permite, seções mais espessas aumentam o rendimento, reduzem custos e melhoram o acabamento superficial. 
  
• 
  Tamanho da peça: Recursos pequenos exigem ferramentas pequenas e frágeis que funcionam mais lentamente e aumentam os custos. Onde a função permite, recursos maiores melhoram a capacidade de fabricação. 
  
• 
  Padronização: Tamanhos de rosca padrão, raios de canto padrão, materiais padrão e tolerâncias padrão reduzem custos e prazos de entrega entre fornecedores. 
  

Os materiais para usinagem CNC geralmente se enquadram em três grupos:plásticos, metais macios e metais duros. 

Metais macios e alguns metais duros mantêm tolerâncias restritas e são relativamente fáceis de usinar. Quando um material sai da faixa de dureza ideal e se torna muito duro ou muito mole, ele pode responder de forma imprevisível durante a fabricação e a precisão do corte é reduzida. 

Como resultado, certas ligas são usadas com mais frequência e são consideradas padrões da indústria. O alumínio 6061-T6 e vários aços-carbonos são populares porque são fáceis de usinar e oferecem propriedades bem equilibradas. 

Existem truques de software que os engenheiros devem saber para projetar visando a capacidade de fabricação?

As ferramentas CAD alinham-se bem com peças simples de fabricar em usinagem CNC terceirizada.  

Por exemplo, o Hole Wizard gera furos de tamanho padrão. Recursos básicos criados com Extrude ou Revolve normalmente usinam de forma mais previsível do que superfícies complexas de Loft ou Sweep.  

Peças modeladas com recursos mais simples são geralmente mais fáceis de produzir em massa do que aquelas com superfícies complexas. Se um recurso complexo não for necessário, uma abordagem mais simples geralmente reduz os custos e os riscos de qualidade. 

Como aproveitar ao máximo o fresamento CNC com a Protolabs Network?

Há muitas maneiras de reduzir custos e diminuir o prazo de entrega para fresamento CNC. Em geral, grande parte dos benefícios vem do projeto de peças simples e padronizadas. Projetos que utilizam recursos simples e ferramentas de tamanho padrão tendem a produzir resultados consistentes. 

A complexidade é aceitável quando necessária, mas aumenta o tempo de entrega e o custo. Uma peça simples com tolerâncias relativamente restritas ou um recurso complexo pode ser manejável em alumínio, enquanto a mesma geometria em plástico pode ser difícil para produção em grande escala. 

Em resumo, são preferidos designs que permaneçam simples e padronizados sempre que possível. Recursos complexos ou materiais especializados podem ser necessários em determinados estágios, mas tornam o fresamento mais intensivo. 

A Protolabs Network oferece uma rede global de centros de fresagem de 3 eixos, 3+2 eixos e completos de 5 eixos que fabricam peças precisas e de alta qualidade. Cotações gratuitas e instantâneas estão disponíveis. 

Perguntas frequentes

Quais materiais a fresagem CNC usa?

Os materiais para fresamento CNC se enquadram em três categorias:plásticos, metais macios e metais duros. As opções comuns incluem alumínio, bronze, cobre, cerâmica, compensado, aço, pedra, madeira e zinco. Na fabricação CNC terceirizada, os engenheiros normalmente escolhem materiais fáceis de usinar e com propriedades equilibradas. 

Quais são as aplicações ideais para o alumínio?

O alumínio é adequado para fresamento CNC porque lasca facilmente e resiste à corrosão. As aplicações típicas incluem acessórios para aeronaves, hardware arquitetônico, componentes médicos, engrenagens e eixos. 

Quais são as melhores alternativas para o alumínio?

Aço e aço inoxidável são alternativas comuns para usinagem CNC. Eles oferecem maior resistência e resistência à temperatura e usinam de maneira confiável. 

Usinagem CNC é o mesmo que fresamento?

A fresagem CNC é um tipo de usinagem CNC. A peça de trabalho é montada na base da máquina e um cortador rotativo multiponto remove o material para criar peças precisas. 

O fresamento CNC é caro?

Existem maneiras de reduzir o custo do fresamento CNC. Se você projetar peças simples e utilizar ferramentas de tamanho padrão, poderá aumentar as chances de produzir um componente com sucesso e com custos mínimos. Outras dicas de projeto de usinagem CNC incluem adicionar raios de canto internos às peças, evitar paredes e seções finas de uma peça e optar por recursos maiores em vez de recursos menores.

Quais são os usos comuns do fresamento CNC?

A fresagem CNC é uma das técnicas de fabricação mais precisas, o que a torna ideal para criar projetos complexos. Ele pode ser usado para criar produtos como componentes aeroespaciais, móveis, componentes médicos, protótipos, peças de titânio e marcenaria. 

Quais são alguns moinhos comuns usados na fabricação? 

Os moinhos mais comuns usados na fabricação são lasers CNC, tornos CNC, fresadores CNC, cortadores de plasma CNC e roteadores CNC. A máquina CNC de sua escolha dependerá do processo de sua preferência e do tipo de produto que você deseja construir. 

O que é uma fresadora CNC?

A fresagem CNC é um método de fabricação preciso para criar projetos complexos com tolerâncias restritas. As aplicações comuns incluem componentes aeroespaciais, componentes médicos, protótipos, componentes de titânio, elementos de móveis e peças de marcenaria. 

Para que serve uma fresadora CNC?

Equipamentos CNC comuns usados na fabricação incluem fresadoras CNC, tornos CNC, roteadores CNC, cortadores a laser CNC e cortadores a plasma CNC. A escolha depende do processo e da peça a ser produzida. 

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