Explore acabamentos de superfície de usinagem CNC:tipos, benefícios e guia de seleção

Quais acabamentos de superfície estão disponíveis para usinagem CNC? O pós-processamento e os acabamentos superficiais melhoram a rugosidade da superfície, a aparência visual e a resistência ao desgaste das peças metálicas. Este guia aborda os acabamentos superficiais mais comuns para peças metálicas usinadas em CNC e como escolher o acabamento certo para componentes de engenharia.

A usinagem CNC produz peças com tolerâncias restritas e detalhes finos em uma ampla variedade de metais e plásticos. Como o material é removido em vez de adicionado, as peças usinadas geralmente apresentam marcas de ferramenta visíveis. O acabamento superficial reduz as marcas de ferramentas, melhora a funcionalidade e melhora a aparência. 

O acabamento de superfície aplica pós-processamento para melhorar a rugosidade da superfície, a aparência e a resistência ao desgaste de peças metálicas usinadas em CNC. Quando o acabamento corresponde à aplicação, melhora a função e a estética.  

Este artigo descreve os acabamentos de superfície mais comuns para peças metálicas CNC para ajudar os engenheiros a selecionar a melhor opção para produção terceirizada. 

Quais acabamentos de superfície de usinagem CNC oferecemos?

Abaixo estão os acabamentos de superfície mais comuns disponíveis em nossa plataforma para peças metálicas. 
Conforme usinado As peças usinadas apresentam pequenas marcas de ferramenta visíveis. A rugosidade superficial padrão (Ra) é de 3,2 μm, com opções mais estreitas de 1,6, 0,8 e 0,4 μm disponíveis. Jateamento de esferas As peças jateadas têm acabamento fosco com textura fina. Este acabamento é usado principalmente para melhorar a aparência visual de uma peça. Anodização Tipo II (transparente ou colorida) A anodização tipo II cria uma camada de óxido resistente à corrosão na superfície da peça. Disponível para alumínio e titânio, esse acabamento pode ser tingido em diversas cores. Anodização Tipo III (capa dura) A anodização Tipo III cria uma camada de óxido mais espessa e resistente ao desgaste e à corrosão que oferece maior proteção do que o Tipo II. Disponível para alumínio e titânio, esse acabamento também pode ser tingido em diversas cores. Revestimento em pó A anodização Tipo III cria uma camada de óxido mais espessa e resistente ao desgaste e à corrosão que oferece maior proteção do que o Tipo II. Disponível para alumínio e titânio, esse acabamento também pode ser tingido em diversas cores.
Visão geral técnica: Explore a lista completa de acabamentos disponíveis na Rede Protolabs. Peças de metal e plástico podem ser usinadas CNC e acabadas em até cinco dias.

Explicação do acabamento superficial:conforme usinado

Todas as peças usinadas CNC apresentam marcas que seguem o caminho da ferramenta de corte. A qualidade da superfície é expressa como rugosidade média da superfície, Ra, que mede o desvio médio do perfil usinado em relação a uma superfície ideal. 

O Ra padrão usinado é 3,2 μm (125 μin). Uma passagem de corte de acabamento pode reduzir Ra para 1,6, 0,8 ou 0,4 μm (63, 32 ou 16 μin). Valores Ra mais restritos aumentam o custo da peça porque exigem etapas de usinagem adicionais e controle de qualidade mais rigoroso. 

O alisamento ou o polimento podem melhorar a aparência diminuindo o Ra, mas esses processos removem material e podem afetar as tolerâncias dimensionais. 

Prós

Tolerâncias dimensionais mais rigorosas

Sem custo adicional para o acabamento padrão

Contras

Marcas de ferramentas visíveis
Concluir ★ ★ ☆ ☆ ☆ Tolerâncias ★ ★ ★ ★ ★ Proteção ★ ☆ ☆ ☆ ☆ Custo $ Adequado para Qualquer material Pequenas marcas de ferramenta são visíveis na superfície superior desta peça de alumínio usinada

Explicação dos acabamentos de superfície:Jateamento de esferas

O jateamento de esferas produz um acabamento fosco ou acetinado uniforme e reduz marcas visíveis de ferramentas. O processo utiliza um fluxo de esferas de vidro impulsionado por ar pressurizado para remover pequenas quantidades de material e suavizar a superfície da peça. Recursos críticos, como furos, podem ser mascarados para evitar alterações dimensionais. 

O jateamento de contas é usado principalmente para estética. É uma operação manual, portanto a aparência final depende em parte da habilidade do operador. As principais variáveis ​​do processo são a pressão do ar e o tamanho do cordão. As contas de vidro variam de grossas a muito finas, semelhantes às lixas. A Protolabs Network geralmente usa grão # 120 para jateamento de esferas. 

Prós

Acabamento uniforme fosco ou acetinado

Acabamento superficial de baixo custo

Contras

Pode afetar dimensões críticas e rugosidade superficial
Concluir ★ ★ ★ ☆ ☆ Tolerâncias ★ ★ ★ ☆ ☆ Proteção ★ ☆ ☆ ☆ ☆ Custo $$ Adequado para Qualquer material, peças de alumínio com jateamento de contas lhes darão um acabamento fosco uniforme

Explicação dos acabamentos de superfície:anodização (Tipo II e Tipo III)

A anodização forma uma fina camada de óxido cerâmico nas peças metálicas para proteger contra corrosão e desgaste. O revestimento anódico não é condutor e o tipo III produz uma camada mais espessa e mais dura que o tipo II. A anodização é compatível apenas com alumínio e titânio. Os revestimentos podem ser tingidos para colorir. 

Na anodização tipo II e tipo III, a peça é submersa em uma solução diluída de ácido sulfúrico e uma tensão é aplicada entre a peça e um cátodo. Uma reação eletroquímica converte o material da superfície exposta em alumínio duro ou óxido de titânio. Áreas que exigem dimensões restritas ou condutividade elétrica, como furos roscados, podem ser mascaradas para evitar anodização. O tingimento é feito antes da selagem para adicionar cor. 

Variando a corrente, o tempo de anodização, a concentração da solução e a temperatura, os fabricantes controlam a espessura e a densidade do revestimento para atender aos requisitos de engenharia. 

O que é anodização Tipo II (transparente ou colorida)?

A anodização tipo II, também chamada de anodização padrão ou decorativa, produz revestimentos de óxido normalmente na faixa de 4–12 µm, dependendo da cor. As peças tingidas de preto geralmente ficam na faixa de 8–12 µm, enquanto os revestimentos transparentes (não tingidos) geralmente ficam na faixa de 4–8 µm.  

O Tipo II melhora a suavidade da superfície e proporciona boa resistência à corrosão com resistência ao desgaste limitada. 

O que é anodização Tipo III (hardcoat)?

A anodização tipo III, também chamada de anodização de revestimento duro, produz camadas de óxido cerâmico muito mais espessas. A espessura típica do revestimento duro é de cerca de 50 µm, a menos que outra espessura seja especificada, e os revestimentos podem ser produzidos até 125 µm.  

O Tipo III oferece alta densidade e resistência superior à corrosão e ao desgaste para aplicações funcionais. Requer um controle de processo mais rígido do que o Tipo II, incluindo maior densidade de corrente e uma temperatura da solução mantida próxima de 0 °C, o que aumenta o custo do processo. 

Dica profissional para anodização

O revestimento anódico cresce para fora e para dentro da superfície original. Por exemplo, um revestimento de 50 µm estender-se-á cerca de 25 µm acima da superfície original e removerá cerca de 25 µm abaixo dela. Um cilindro com 1,00 mm de diâmetro antes da anodização medirá cerca de 1,05 mm após um revestimento de 50 µm. Consulte MIL-A-8625 para especificações detalhadas. 

Prós

Revestimento cosmético durável

Revestimento de alta resistência ao desgaste para aplicações de engenharia de ponta (tipo III)

Adequado para cavidades internas e peças pequenas

Bom controle dimensional

Contras

Compatível apenas com ligas de alumínio e titânio

Relativamente frágil em comparação com o revestimento em pó

O Tipo III é o acabamento mais caro discutido aqui
Concluir ★ ★ ★ ★ ★ Tolerâncias ★ ★ ★ ★ ☆ Proteção ★ ★ ★ ☆ ☆ (Tipo II); ★ ★ ★ ★ ☆ (Tipo III) Custo $$$ (Tipo II); $$$$ (Tipo III) Adequado para Alumínio e titânio Uma peça de alumínio anodizado (Tipo II), tingido de vermelho, com as áreas prateadas mascaradas durante a anodização e cromagem Um close-up de um pequeno componente de alumínio (aproximadamente 10 mm de largura), anodizado (Tipo II) e tingido de preto

Explicação dos acabamentos de superfície:revestimento em pó

O revestimento em pó adiciona uma camada fina e protetora de polímero às superfícies das peças. É um acabamento durável, resistente ao desgaste e à corrosão que pode ser aplicado a qualquer metal e geralmente é combinado com jateamento para produzir uma aparência uniforme e suave. 

O processo de revestimento em pó é semelhante à pintura em spray, mas usa pó seco em vez de líquido. As peças podem receber um primer opcional de fosfato ou cromato para melhorar a resistência à corrosão. O pó seco é aplicado com pistola eletrostática e as peças são curadas em forno, normalmente a cerca de 200 graus Celsius.  

Múltiplas camadas podem ser aplicadas para aumentar a espessura do revestimento. A espessura típica varia de cerca de 18 μm a 72 μm. Uma ampla gama de cores está disponível. 

Prós

Acabamento forte, resistente ao desgaste e à corrosão para aplicações funcionais

Maior resistência ao impacto do que a anodização

Compatível com todos os metais

Amplas opções de cores

Contras

Difícil de aplicar em superfícies internas

Menos controle dimensional do que a anodização

Menos controle dimensional do que a anodização
Concluir ★ ★ ★ ★ ★ Tolerâncias ★ ★ ★ ☆ ☆ Proteção ★ ★ ★ ☆ ☆ Custo $$$ Adequado para Qualquer material que possa sobreviver ao processo de cura térmica Uma peça de alumínio com revestimento em pó

Quais são as principais dicas e truques da Protolabs Network para escolher acabamentos de superfície para usinagem CNC? 

A seleção do acabamento superficial correto depende de quão bem as propriedades do acabamento atendem aos requisitos da peça e à aplicação. Cada acabamento tem vantagens e desvantagens, portanto as decisões devem ser baseadas na função e na aparência, e não apenas na preferência. 

Os requisitos funcionais e estéticos devem ser definidos separadamente. Superfícies que devem resistir ao desgaste, à corrosão ou transportar corrente elétrica normalmente precisam de tratamentos diferentes dos rostos cosméticos. Considere como a peça acabada irá combinar com os componentes adjacentes e se são necessárias vedação, condutividade ou tolerâncias rígidas. 

Fricção e desgaste são fatores-chave. Peças expostas a contato repetido, deslizamento ou abrasão geralmente precisam de revestimentos mais duros e espessos. Acabamentos cosméticos, como jateamento de esferas, podem melhorar a aparência, mas fornecem proteção limitada, a menos que sejam combinados com anodização ou revestimento. 

O ambiente operacional afeta a escolha do acabamento. A exposição externa, névoa salina, alta temperatura e luz UV podem exigir acabamentos mais robustos do que o uso interno. Mudanças dimensionais decorrentes de revestimentos e necessidades de mascaramento para características críticas devem ser levadas em conta durante o projeto e especificadas em desenhos. 

Melhores práticas por acabamento superficial

• 
  Jateamento de esferas : adequado quando as tolerâncias dimensionais não são críticas. Fornece uma textura fosca uniforme para melhorar a aparência. 
  
• 
  Anodização (tipo II) : apropriado para alumínio e titânio quando são necessários resistência à corrosão e acabamento cosmético. Disponível transparente ou tingido. 
  
• 
  Anodização (tipo III): adequado para peças funcionais que exigem alta resistência ao desgaste e dureza superficial. Usado onde a durabilidade é uma prioridade. 
  
• 
  Revestimento em pó : recomendado para aplicações que necessitam de alta resistência ao impacto e ampla gama de cores. Aplicável à maioria dos metais e uma alternativa quando a anodização não é adequada. 
  

Perguntas frequentes

O que é acabamento superficial?

O acabamento superficial é a etapa final da usinagem CNC que melhora a aparência e o desempenho da peça. O acabamento remove marcas de ferramentas e pequenos defeitos, aumenta a resistência à corrosão e ao desgaste e pode ajustar a condutividade elétrica ou a textura da superfície. Os acabamentos podem afetar dimensões e tolerâncias, portanto especifique superfícies críticas e quaisquer requisitos de mascaramento ao solicitar peças. 

Qual é a finalidade do acabamento superficial?

O acabamento superficial protege as peças contra desgaste, corrosão e ataque químico, ao mesmo tempo que melhora sua aparência. O acabamento apropriado também pode melhorar a funcionalidade, aumentando a resistência ao desgaste, controlando o atrito, vedando os poros ou ajustando as propriedades elétricas. Superfícies e tolerâncias críticas devem ser especificadas para que o acabamento seja aplicado onde necessário, sem comprometer o ajuste ou a função. 

Quais são os diferentes tipos de acabamentos superficiais?

A Protolabs Network oferece uma variedade de acabamentos de superfície para peças metálicas, incluindo jateamento de esferas, anodização tipo II e tipo III, pintura a pó, escovado e eletropolido e escovação. Outros acabamentos estão disponíveis dependendo do material e da aplicação. Especifique as áreas e tolerâncias necessárias ao fazer o pedido para garantir que o acabamento correto seja aplicado às suas peças projetadas. 

Qual é a diferença entre acabamento superficial e rugosidade superficial?

O acabamento superficial é qualquer pós-processamento aplicado a uma peça após a usinagem para alterar sua aparência ou desempenho. A rugosidade da superfície é uma forma de quantificar as irregularidades em pequena escala em uma superfície. O parâmetro Ra representa a média de todas as alturas de superfície medidas em uma determinada área de superfície. 

Que preparação é necessária antes de aplicar acabamentos superficiais?

Freqüentemente, há etapas entre a remoção de uma peça da máquina e a aplicação de um acabamento superficial. Por exemplo, o mascaramento pode ser necessário para proteger superfícies ou furos específicos porque alguns acabamentos adicionam espessura ao material. A espessura adicional pode interferir nos furos roscados e nas tolerâncias apertadas, portanto as áreas críticas devem ser identificadas e protegidas antes do acabamento. 

Você consegue combinar vários acabamentos de superfície?

Sim. Vários acabamentos de superfície são frequentemente combinados para obter a aparência e as propriedades funcionais exigidas. Por exemplo, o jateamento antes da anodização produz uma aparência fosca uniforme e adiciona resistência à corrosão e ao desgaste. Sequência, mascaramento e tolerâncias dimensionais devem ser considerados para que a peça final atenda aos requisitos de tolerância e desempenho. 

Existe alternativa à anodização para outros materiais além do alumínio e do titânio?

Sim. Para aços inoxidáveis ​​e aços para ferramentas, uma alternativa comum é o óxido preto, que aplica uma fina camada de óxido de ferro na superfície. O revestimento reduz o reflexo da luz e, quando selado com óleo ou cera, melhora a resistência à corrosão e reduz o atrito. O óxido preto é adequado para materiais ferrosos onde a anodização não é compatível. 

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