O que é usinagem subtrativa?

Mergulhe profundamente no mundo das máquinas-ferramenta e técnicas modernas de usinagem, e você provavelmente encontrará uma discussão sobre métodos de usinagem subtrativos e aditivos. Quais são essas técnicas, como funcionam e como são usadas?

Exploraremos ambas as ideias neste blog e, em seguida, focaremos um pouco mais na usinagem subtrativa.

Métodos de usinagem modernos

Usinagem refere-se aos processos mecânicos usados ​​para criar e finalizar peças. A maior parte da usinagem é feita com várias máquinas-ferramentas – incluindo tornos, fresas, roteadores e máquinas similares.

A usinagem aditiva e subtrativa são duas maneiras diferentes de atingir o mesmo objetivo. A usinagem aditiva, como o nome indica, combina material para criar uma peça. Um exemplo grosseiro desse processo pode ser a cerâmica, em que uma roda (a máquina-ferramenta) é usada para combinar e moldar um material (a argila) em um produto acabado.

No entanto, a usinagem aditiva sempre foi limitada pelos tipos de material. A argila funciona bem para processos aditivos, mas a madeira é impossível. Vários metais podem ser moldados, mas apenas quando quentes, e os processos de fundição e moldagem são distintos da usinagem aditiva.

Durante grande parte da história da humanidade, isso significou que peças para várias máquinas precisavam ser criadas usando usinagem subtrativa.

Usinagem subtrativa – a abordagem padrão

Vamos usar um exemplo. Digamos que você tenha um disco plano de metal e precise criar uma engrenagem ou engrenagem. Você pode tentar prender os dentes da engrenagem na borda do disco, mas isso pode representar um desafio. Você precisaria aquecer e soldar os dentes no disco e, mesmo assim, o acabamento não seria particularmente liso. Para terminar a engrenagem e garantir que funcionasse corretamente, você teria que voltar e remover qualquer excesso de material.

Obviamente, para economizar tempo, você pode simplesmente criar uma engrenagem removendo o material do disco em primeiro lugar. Ao cortar ou retificar o excesso de material, você pode criar o padrão elevado de dentes para a engrenagem. E enquanto faz isso, você pode usar processos de acabamento para garantir um acabamento suave e uniforme.

Ao remover o material, você criou uma peça acabada – isso é usinagem subtrativa. Historicamente, processos subtrativos têm sido usados ​​com madeira e metal. Pense em um carpinteiro, transformando um pedaço de carvalho em um torno mecânico para criar uma bela perna de cadeira, ou em moinhos de metal da era da Revolução Industrial moendo suportes de ferro para novas fábricas.

A usinagem subtrativa geralmente é usada de duas maneiras:para criar uma peça acabada a partir de uma peça maior e não trabalhada ou para finalizar uma peça já trabalhada em um estado mais polido.

Esculpir uma perna em um bloco de madeira é um ótimo exemplo do primeiro método. Trocar a ferramenta de corte do torno por uma mais fina e suave seria um ótimo exemplo do segundo. Ambas as instâncias removem material, apenas em quantidades diferentes e para propósitos ligeiramente diferentes.

Usinagem subtrativa na manufatura moderna

As máquinas-ferramentas subtrativas de hoje têm pouca semelhança com seus primeiros predecessores. Tornos e fresas modernos são extremamente precisos, de alta potência, velocidade variável e frequentemente equipados com CNC. Com a tecnologia de controle numérico computadorizado (CNC), os operadores podem usar computadores para planejar, programar e executar operações de corte com tolerâncias incrivelmente estreitas.

Muitos tornos e fresas podem se mover em três ou até quatro eixos, permitindo que as peças sejam cortadas, giradas, cortadas novamente, invertidas e cortadas mais uma vez, quantas vezes forem necessárias. O que costumava exigir várias máquinas ou várias operações na mesma máquina agora pode ser programado e cortado em uma única máquina-ferramenta.

A tecnologia moderna adicionou uma série de novas máquinas-ferramentas subtrativas ao arsenal de um maquinista. Máquinas de descarga de elétrons (EDMs) usam corrente elétrica para seccionar lentamente materiais ferrosos. Para peças não ferrosas ou revestidas, os cortadores a jato de água usam jatos concentrados para cortar. Os cortadores a laser trabalham em uma variedade de materiais, seccionando peças conforme necessário.

O futuro dos processos subtrativos e aditivos

Embora as máquinas-ferramentas subtrativas ainda ocupem um lugar de destaque na maioria dos andares de produção, há um esforço crescente para integrar também os processos aditivos modernos. Ferramentas modernas como impressoras 3D permitem que processos aditivos sejam usados ​​com madeira e ligas metálicas, adicionando uma nova dimensão à usinagem moderna. As máquinas-ferramentas subtrativas podem então ser usadas em uma função de acabamento, removendo o excesso de material ou cortando geometrias que atualmente não são possíveis com métodos aditivos.

Avançando, os maquinistas poderão usar os dois processos juntos. Pode até ser possível criar um programa de computador que inicie um processo em uma impressora 3D e depois termine em um torno ou fresadora, combinando perfeitamente as duas abordagens. Enquanto isso, os maquinistas poderão experimentar novos processos aditivos enquanto ainda contam com tornos, fresas e usinagem subtrativa.