Guia de arquivos CAD de usinagem CNC:formatos ideais e dicas de preparação de modelo

Arquivos CAD ou de projeto auxiliado por computador são um documento importante na usinagem CNC. Como engenheiro ou designer, você precisa deste modelo digital que informa à sua máquina controlada por computador o que fazer. CAD para CNC permite simular o caminho da ferramenta e gerar um código de programação CNC. Dessa forma, você obtém dimensões precisas e reduz erros durante a usinagem CNC, transformando projetos em produtos ou componentes do mundo real. 

Este artigo irá elaborar diferentes formatos/extensões de arquivo CAD para CNC, sua comparação e problemas comuns de conversão. 

Vamos começar. 

O que são arquivos CAD?

Os arquivos de projeto auxiliado por computador, popularmente chamados de arquivos CAD, são projetos digitais que contêm os detalhes necessários sobre os recursos, dimensões e geometria de uma peça. Eles são importantes nos processos de design e engenharia. 

Você precisa de um software especializado como o Fusion360 para criar esses arquivos. CAD para CNC pode vir em dois modelos diferentes, que são 2D ou 3D. O tipo de modelo do seu arquivo depende dos requisitos da sua aplicação.

Os arquivos CAD são a estrutura estrutural para o processo de usinagem CNC. Isso significa que antes de esse processo começar, os tipos de arquivo CNC devem estar configurados. Esses arquivos estão sempre disponíveis em formatos como.IGES, .DXF ou .DWG, com base na compatibilidade do seu sistema. 

Os arquivos CAD são como uma representação visual de uma peça ou componente, ajudando você a modificar projetos e executar testes de estresse antes da produção real. Esses arquivos definem a geometria do seu modelo CNC , garantindo seu projeto CAD CNC traduz com precisão em instruções prontas para máquina.

Na verdade, você pode usar arquivos CAD para agilizar o ciclo de desenvolvimento do seu produto, desde o design até a criação. Como fabricante, isso ajuda você a manter a precisão e a eficiência na prototipagem e na produção em larga escala.

Formatos de arquivo CAD comuns para usinagem CNC

A plataforma RapidDirect aceita formatos de arquivo stp, iges, prt, sldprt, sat e x_t. O arquivo máximo é 15mb

Como projetista ou engenheiro, seu objetivo é alcançar precisão e eficiência durante o processo de usinagem CNC. Este processo geralmente envolve interação entre design digital e produção física. O arquivo CAD oferece as instruções necessárias e os dados detalhados necessários para produzir peças usinadas CNC. 

Existem diferentes formatos de arquivo CNC para usinagem CNC, e a complexidade da sua peça determina qual formato você escolhe. Um exemplo simples de formato de arquivo CNC pode ser STEP para modelos sólidos ou IGES para superfícies, dependendo do software usado.

Nesta seção, discutiremos os formatos de arquivo CNC comuns usados na usinagem CNC, suas vantagens e desvantagens.

STP (.stp ou .step) – Padrão para troca de dados de modelo de produto

O arquivo .STP é um formato comumente usado em usinagem CNC. Muitos fabricantes preferem este formato de arquivo CAD porque oferece geometria de modelo com bons detalhes. O principal objetivo deste formato de arquivo é ajudá-lo a trocar dados de modelos 3D entre vários sistemas CAD. Devido à sua aceitabilidade geral e interoperabilidade, os arquivos STP são a escolha preferida entre os fabricantes.

Os arquivos STP representam os recursos, superfícies e dimensões de suas peças na modelagem CAD 3D, tornando-os ideais quando seu modelo CNC requer geometria sólida precisa e alta interoperabilidade. Esses formatos de arquivo são compatíveis com diferentes dados de fabricação. Eles permitem que você transfira facilmente o modelo digital do seu projeto para um sistema CAM de fabricação auxiliada por computador. Você não perderá nenhuma informação crucial durante este processo.

Os softwares CAD e CAM suportam formatos de arquivo STP e, como tal, você pode usá-los para compartilhar arquivos entre suas oficinas mecânicas e equipes de design. 

GES (.igs ou .iges) – Especificação inicial de troca de gráficos

O uso do formato de arquivo IGES na usinagem CNC remonta à década de 1980. Este formato tem uma sólida história no mundo CNC. Com o formato de arquivo IGES você pode transferir dados geométricos entre diferentes sistemas CAD. Até hoje, o formato IGES ainda é popularmente utilizado, especialmente em aplicações que exigem longos ciclos de vida do produto.

Com este arquivo, você pode representar diferentes tipos de modelos, como modelos de estrutura de arame, geometria sólida e até desenhos 2D. Embora seja um formato de arquivo antigo, você pode usá-lo para modelos de superfície.

Na maioria das vezes, os fabricantes usam o formato de arquivo IGES quando a usinagem CNC requer geometrias ou contornos de forma livre. Embora alguns tipos de máquinas CNC não suportem o formato IGES, as máquinas mais antigas usam esse formato como entrada padrão. 

Porém, esse formato tem seus desafios. Você pode encontrar lacunas de tradução no modelo ao transformar em percursos. Isso geralmente ocorre ao trabalhar com formas 3D complexas. Independentemente disso, você ainda pode usar arquivos IGES para alguns tipos de designs.

PRT (.prt) – Arquivos de peças nativos de plataformas CAD

Sistemas CAD como Siemens NX e PTC Creo criaram o formato de arquivo PRT. O formato de arquivo PRT pode armazenar a geometria da peça com outros detalhes, como histórico de modelagem e dados paramétricos.

Este formato de arquivo não representa apenas o design físico de um componente; ele pode armazenar propriedades de materiais e histórico de construção. Além disso, este arquivo PRT pode fornecer detalhes sólidos sobre o comportamento de uma peça em relação a outros componentes. Devido a esses benefícios, você pode usá-lo para modificações de projeto, iterações e até mesmo simulações.

Os arquivos PRT são preferidos principalmente quando sua instalação de usinagem integra software semelhante ao projetista. Isso ajuda a manter a confiabilidade do design. Ao contrário dos formatos de arquivo IGES ou STP que suportam outros softwares, você só pode usar arquivos PRT internamente em organizações que possuem software padronizado.

SLDPRT (.sldprt) – Arquivos de peças do SolidWorks

Por ser um formato de arquivo nativo do SolidWorks, esse formato de arquivo oferece ótimos recursos que auxiliam no processo de usinagem CNC. Ele captura o histórico de projeto e a geometria sólida de uma peça. O formato de arquivo .SLDRPT sempre inclui esboços, dados paramétricos e informações de modelagem.

Devido às informações detalhadas que fornece, o SolidWorks é comumente usado em setores como eletrônicos de consumo, aeroespacial e automotivo. Este formato de arquivo CAD é uma opção popular na usinagem CNC, tornando-se um aspecto crucial do seu fluxo de trabalho de projeto. 

O arquivo .SLDRPT é uma escolha popular devido à sua capacidade de suportar iterações rápidas. Se estiver usando um software CAM compatível com SolidWorks, você experimentará uma transição perfeita do processo de projeto para a usinagem. No entanto, se o seu software não suportar SolidWorks, você terá que exportar o arquivo para um formato STP ou outros formatos neutros.

Se o seu processo de usinagem envolve ajustes de design, um SLDRPT é um formato adequado para usar. 

SAT (.sat) – Arquivo de modelo sólido ACIS

Desenvolvidos pela Spatial Corporation, os arquivos SAT suportam diferentes pacotes de software CAD, como Fusion 350, Autodesk Inventor e AutoCAD. Você pode usar o formato de arquivo SAT para usinagem CNC, pois ele salva a geometria precisa das peças em 3D. 

Você pode usar esse formato de arquivo ao trabalhar com modelos baseados em ACI. Os arquivos SAT são muito precisos ao representar componentes sólidos. Portanto, são ideais para a fabricação de peças que exigem alto nível de precisão.

Ao contrário de outros formatos 3D, os arquivos SAT são mais eficientes no que diz respeito ao tamanho do arquivo. Embora geralmente não sejam aceitáveis ​​como arquivos STP, você pode usá-los para fluxos de trabalho em que usa um kernel de modelagem semelhante em aplicativos de design e fabricação.

Os arquivos SAT oferecem uma representação precisa de peças em modelos 3D. Isso ajuda a agilizar o processamento ao gerar caminhos de ferramenta.

X_T (.x_t) – Arquivos de transmissão Parasolid

Desenvolvidos pela Siemens, os arquivos X_T suportam diferentes sistemas populares como Siemens NX e SolidWorks. O T em X_T representa "Transmitir. Descreve a versão baseada em texto do formato de arquivo Parasolid. A versão X_T é mais ideal para compartilhar modelos porque é fácil de ler. 

Você pode usar os arquivos X_T quando desejar uma representação precisa de peças em modelos 3D. Esses arquivos fornecem tolerâncias de modelagem e dados geométricos, o que faz com que valha a pena considerá-los para usinagem CNC. Além da versão X_T, este arquivo possui sua versão binária.

Os arquivos X_T são perfeitos quando o projetista e o fabricante usam sistemas baseados em Parasolid. Isso ajuda a manter a integridade do projeto, reduzindo assim o risco de perda de dados durante a produção de percursos. Além disso, os arquivos X_T têm tamanhos de arquivo compactos e carregam rapidamente. Isso os torna uma ótima opção quando você está lidando com peças complexas ou grandes.

Devido à confiabilidade e precisão dos arquivos X_T, você pode usá-los em aplicações CAD onde você trabalha com geometrias complexas e tolerâncias restritas. Portanto, eles são cruciais na usinagem de precisão.

Comparação técnica de arquivos CAD para usinagem CNC

A equipe de engenharia da RapidDirect trabalha com todos os principais formatos CAD discutidos nesta seção. Nosso sistema analisa automaticamente a geometria, detecta possíveis riscos de usinagem e recomenda o formato mais adequado para o seu projeto. Esteja você trabalhando com STP, IGES, SLDPRT ou X_T, garantimos uma tradução perfeita em percursos usináveis.

A usinagem CNC é um processo de fabricação que requer um alto nível de precisão. Portanto, você precisa escolher um CAD adequado para CNC que o ajude a obter precisão e eficiência de usinagem. 

Embora exista uma ampla variedade de formatos de arquivo CAD à sua escolha, cada um tem seus próprios atributos técnicos exclusivos que afetam o desempenho. Nesta seção, exploraremos os recursos técnicos dos formatos CAD discutidos acima. Isso inclui fatores como compatibilidade, facilidade de tradução e representação geométrica.

Compatibilidade e interoperabilidade de software

Alguns formatos de arquivo de máquinas CNC operam em um nível neutro, o que significa que você pode usá-los em diferentes sistemas CAD e CAM. Exemplos disso incluem os formatos de arquivo IGES e STP. Esses CAD para CNC são compatíveis com outros sistemas, o que os torna uma opção adequada quando você precisa compartilhar arquivos com outras oficinas mecânicas.

Você pode usar o formato X_T em ambientes baseados em Parasolid como SolidWorks. No entanto, este formato precisa de conversão quando você o integra a sistemas

Por outro lado, o SAT só é compatível com softwares baseados em ACIS, como Fusion 360 e AutoCAD. Possui grande interoperabilidade dentro deste ecossistema, mas não é flexível fora dele.

PRT e SLDPRT fornecem os melhores dados de projeto com ótimos detalhes, mas você precisa exportá-los para formatos neutros antes de poder usá-los para usinagem.

Representação e precisão da geometria

Os arquivos STP e X_T são conhecidos por seus recursos precisos de modelagem de sólidos, o que é essencial para manter a precisão dimensional em projetos CAD CNC fluxos de trabalho durante a geração do percurso da ferramenta. Ambos os formatos preservam com precisão a geometria, as superfícies e a topologia 3D. STP, sendo neutro, usa definições padronizadas para armazenar geometria, enquanto X_T usa o kernel proprietário do Parasolid para alta fidelidade.

O IGES pode armazenar dados 2D e 3D, mas é voltado principalmente para geometria de superfície e wireframes. Falta suporte robusto para modelagem sólida verdadeira, o que pode levar a lacunas ou imprecisões ao importar para qualquer software CAM.

PRT e SLDPRT retêm histórico de modelagem nativo e dados paramétricos, oferecendo não apenas geometria sólida, mas também intenção de projeto, esboços e relações de recursos. Esses arquivos são excelentes em ambientes de design colaborativo, mas podem precisar de conversão para usinagem.

Os arquivos SAT também representam modelos sólidos com precisão, embora sejam otimizados para o kernel ACIS. Eles funcionam bem em software compatível, mas podem não se traduzir tão bem em sistemas que não suportam ACIS diretamente.

Tamanho do arquivo e eficiência de processamento

Devido à natureza leve dos arquivos X_T e SAT, você pode processá-los facilmente. Isso torna esses formatos de arquivo adequados para modelos com muitos detalhes ou montagens grandes. 

Os arquivos STP têm tamanhos grandes devido às suas definições de formato. Esse tamanho pode ser ainda maior quando você os utiliza para montagens. Por outro lado, os arquivos IGES geralmente são menores em tamanho, o que afeta os detalhes que fornecem. SLDPRT e PRT são grandes, principalmente se a peça em que você está trabalhando tiver recursos complexos ou intrincados. 

Retenção de dados paramétricos e de design

SLDPRT e PRT podem armazenar todos os dados paramétricos, incluindo definições de materiais e restrições. Portanto, você pode usá-los para simulações ou designs editáveis. 

Embora X_T e SAT não apresentem histórico paramétrico, eles oferecem detalhes geométricos precisos. Seu principal objetivo é ajudá-lo a fornecer sólidos usináveis em vez de modelos editáveis. 

Os arquivos STP podem armazenar estrutura e geometria da montagem. No entanto, isso limita sua flexibilidade se você precisar de modificações nas peças. O IGES não retém detalhes baseados em recursos ou dados paramétricos, mas pode armazenar geometria. No entanto, isso torna mais desafiador realizar modificações.

Uso na geração de percursos CAM e CNC

Você pode usar STP e X_T com software CAM. Portanto, você pode usá-los para gerar caminhos de ferramentas. Além disso, esses formatos de arquivo suportam usinagem precisa.  

Por outro lado, você pode precisar de correções pós-importação para seus arquivos IGES devido a lacunas na superfície. Isto pode aumentar o tempo de preparação antes do início da criação dos percursos.

Você pode usar SLDPRT, PRT e SAT em sistemas CAM. Isto só é possível se o software CAM aceitar o tipo de arquivo nativo. Caso contrário, você precisará primeiro converter para um formato neutro antes de continuar. 

Problemas e soluções comuns de conversão com arquivos CAD para usinagem CNC

Pode ser necessário converter vários formatos de arquivo ao criar arquivos CAD para usinagem CNC. Isso é importante quando suas equipes de design e fabricação integram softwares diferentes. Na RapidDirect, nossos engenheiros revisam todos os arquivos CAD carregados e ajudam a resolver erros comuns de conversão, como incompatibilidades de unidades, lacunas de superfície, geometria quebrada ou recursos ausentes, para garantir que suas peças permaneçam totalmente usináveis antes do início da produção. Isso evita atrasos dispendiosos e garante um fluxo de trabalho CNC tranquilo.

Embora possa parecer fácil converter arquivos de um formato para outro, esse processo de conversão pode causar alguns problemas. Esses problemas podem afetar a precisão, a usinabilidade e a integridade geométrica das peças. Portanto, é importante que você compreenda os problemas comuns associados à conversão e como resolvê-los.

Unidades ou escalas incorretas

Isso acontece quando você não combina unidades. Por exemplo, em vez de usar milímetros, você usou polegadas. Se o seu sistema CAD usa imperial e o sistema receptor usa métrico. Isso afetará a precisão e os recursos geométricos das peças. Você pode ter peças muito pequenas ou muito grandes.

Você pode resolver esse problema verificando suas unidades antes de prosseguir com a exportação e importação. Os sistemas CAD sempre oferecem a oportunidade de confirmar suas unidades durante a importação e exportação de arquivos.

Você também pode nomear seus arquivos com unidades ou configurar seu software CAM para detectar unidades sempre que estiver importando um arquivo.

Perda de geometria ou recursos

Este é um problema comum que você provavelmente enfrentará ao converter arquivos de design CAD para CNC, especialmente ao converter de um arquivo nativo como PRT para um arquivo neutro como IGES. Neste caso, o formato não transfere detalhes importantes como dados paramétricos, recursos e esboços para peças de construção. Isso ocorre porque esses formatos retêm apenas a geometria final.

Você pode escolher opções que ajudam a manter a integridade do seu modelo ao exportar de software CAD para máquinas CNC. Por exemplo, você pode usar mosaico de alta resolução ao trabalhar com superfícies curvas.  Você também pode manter os tipos de arquivos CNC reais se precisar reexportar. Outra forma de resolver esse problema é utilizar sistemas CAM que possuam tradutores diretos e confiáveis durante a importação. 

Lacunas na superfície e erros de costura

É mais provável que você encontre problemas como superfícies não costuradas e lacunas na superfície ao converter para formatos como IGES. Isto ocorre porque este tipo de formato não armazena a superfície como um modelo sólido unificado. Devido a esse problema, o software CAM não verá a peça como usinável.

Uma das melhores maneiras de evitar que isso aconteça é usar formatos sólidos como STP ou SAT. Você também pode usar ferramentas de cura com um bom número de softwares CAD e CAM modernos que podem identificar e preencher pequenas lacunas. Outro método é integrar ferramentas de diagnóstico para identificar e consertar superfícies quebradas. 

Perda da estrutura da montagem

A conversão também pode ser um problema ao lidar com montagens. Isso ocorre porque a conversão pode combinar todos os componentes em uma única peça. No longo prazo, isso afetará a interação entre as peças e tornará complexas as configurações de usinagem de várias peças. 

Você pode resolver isso usando formatos compatíveis com dados de montagem, como STP. Certifique-se de criar planos de referência e vistas como orientação durante a usinagem. Além disso, certifique-se de fornecer aos seus maquinistas documentos complementares, como capturas de tela que exibem o layout da montagem.

Recursos específicos de software não suportados

Ao exportar arquivos, alguns pacotes CAD não traduzem corretamente recursos de modelagem, como roscas. Você pode perder ou aproximar recursos, o que pode causar imprecisões durante a usinagem. 

Você pode evitar que isso aconteça remodelando recursos que provavelmente não serão exportados bem. Alguns softwares CAM podem reconstruir recursos ausentes como geometria usinável. Você também pode executar rapidamente algumas conversões de amostra para verificar se há algum erro de tradução antes de iniciar a produção.

Corrupção ou incompatibilidade de arquivos

Em alguns casos, seu arquivo pode não abrir porque não é compatível com outras versões. A corrupção de arquivos também pode ser um problema, especialmente com a geometria complexa de grandes montagens. 

Você pode evitar a corrupção usando pastas compactadas ou plataformas em nuvem para compartilhar seus arquivos. Além disso, verifique se o software CAM é compatível com a versão e formato do seu arquivo. Você também pode tentar exportar arquivos usando outro formato se um formato de arquivo não funcionar. 

Conclusão

O sucesso de um projeto de usinagem CNC depende do tipo de arquivo CAD que você utiliza. Um bom arquivo CAD oferece precisão, necessária para um fluxo de trabalho de produção tranquilo. Durante a conversão de arquivos CAD, muitos problemas podem surgir. Portanto, é importante que você esteja ciente de alguns problemas comuns, como problemas de compatibilidade, e como evitá-los ao solicitar peças de fornecedores de serviços de usinagem CNC on-line.

Com os formatos de arquivo corretos e configurações de exportação adequadas, você pode obter uma usinagem precisa. Além disso, conversões cuidadosas contribuem para um processo de fabricação CNC bem-sucedido. Se você tiver seu arquivo CAD pronto, carregue-o aqui e obtenha um orçamento CNC hoje mesmo. 

Perguntas frequentes

Como devo salvar ou armazenar arquivos CAD para usinagem CNC?

É aconselhável salvar seu arquivo em um formato amplamente aceito, como STEP (.STP). Isso ocorre porque este formato é neutro e compatível com software CAM/CAD. Ao fazer isso, certifique-se de verificar as unidades e adicionar a documentação relacionada. Você também pode usar pastas ZIP durante a transferência e salvar backups em diretórios organizados.

Existem arquivos STL prontos disponíveis para usinagem CNC?

Os arquivos STL não são adequados para usinagem CNC devido à sua estrutura de malha facetada. Embora algumas peças estejam no formato STL, você pode usar formatos como IGES ou STEP para usinagem CNC. Qualquer um desses formatos mantém uma geometria precisa. 

Qual a diferença entre os arquivos STEP e IGES?

Os arquivos STEP são mais ideais para usinagem CNC porque você pode usá-los para dados 3D complexos e modelos sólidos. Os arquivos IGES, por outro lado, só podem lidar com wireframes e superfícies. Isso pode causar lacunas ou erros durante a usinagem. Embora o STEP ajude você a obter melhor integridade geométrica, o IGES é ideal apenas para modelagem de superfície.

É bom para usinagem CNC se for um arquivo CAD nativo?

Arquivos CAD nativos são ótimos para edições porque podem armazenar o histórico completo do projeto. No entanto, nem todos os softwares CAM podem ler arquivos CAD nativos. Portanto, você deve exportar seus arquivos para formatos neutros ao lidar com usinagem CNC. Isso ajuda a manter uma melhor compatibilidade enquanto mantém a geometria do seu modelo.

É possível converter um arquivo CAD nesse formato para uso CNC?

Sim, você pode converter um arquivo CAD em um formato para usinagem CNC. Muitos aplicativos de software CAD permitem exportar para formatos como Parasolid (X_T) ou STEP. Você pode usar configurações de exportação para confirmar suas tolerâncias e unidades. Ao converter, pode ser necessário fazer ajustes para obter uma boa usinabilidade.

Ainda serei obrigado a gerar desenhos 2D se já possuir um modelo 3D?

Embora não seja obrigatório gerar desenhos 2D, esses desenhos podem ajudá-lo a transmitir notas de inspeção, dimensões e acabamentos de superfície. Na maioria das vezes, os designers de CAD e os maquinistas CNC usam esses desenhos com modelos 3D para ajudá-los a esclarecer alguns detalhes. Se você estiver trabalhando com peças simples, um modelo 3D pode ser suficiente. No entanto, você precisa de documentação 2D para projetos de alta precisão.