Resolvendo os 3 Desafios Mais Comuns da Usinagem CNC: Soluções de Especialistas

Por Shant Alexanian, Gerente de Contas Principais, Fast Radius

Usinagem de controle numérico computadorizado, ou usinagem CNC, é um método de manufatura que usa ferramentas programadas por computador para criar peças totalmente personalizáveis e altamente precisas. A precisão, acurácia e flexibilidade da usinagem CNC a tornam o método de escolha para indústrias que exigem alta proporção de peças críticas — nas quais o menor erro pode ter consequências graves — como setores aeroespacial, automotivo e de saúde.

Diferente de injeção de plástico ou fundição em uretano, a usinagem CNC garante que cada peça produzida seja criada exatamente conforme especificações, pois cada peça recebe atenção individualizada durante a usinagem. Um processo relativamente confiável, repetível e eficaz, a usinagem CNC não está isenta de desvantagens.

Sua armadilha mais significativa é seu custo, e o principal driver de custo na usinagem CNC é o tempo. Felizmente, design inteligente para manufaturabilidade pode ajudar a eliminar ou reduzir características que demandam mais tempo de usinagem, minimizando custo. Aqui estão três dos pontos de dor mais comuns associados à usinagem CNC, e como equipes de produto podem resolvê-los ou evitá-los para tornar a usinagem CNC mais custo-efetiva.

1. Cantos internos agudos

Cantos internos agudos são o maior incômodo da maioria dos maquinistas. Isso porque máquinas CNC geralmente usam ferramenta de corte rotativa e redonda, o que torna incrivelmente difícil cortar um canto interno quadrado. Embora às vezes seja possível alcançar um canto interno agudo, provavelmente exigirá ferramentas especiais ou processos de usinagem exóticos como usinagem por descarga elétrica (EDM), o que aumentará custos.

Felizmente, é tipicamente possível — e bastante fácil — evitar cantos internos agudos. Raramente são necessários para a funcionalidade de uma peça, e existem várias alternativas muito mais fáceis de usinar, incluindo cantos arredondados.

2. Características de undercut (rebaixo)

Undercuts são características que não podem ser usinadas usando ferramentas de corte padrão porque algumas de suas superfícies não são acessíveis de cima. Os dois principais tipos de undercuts são T-slots e rabos de andorinha, ambos difíceis de usinar em CNC pois as características não podem ser alcançadas com uma fresa padrão.

Felizmente, características de undercut nem sempre são um problema. Equipes de produto podem contornar características de undercut de várias formas: adicionando setups a uma peça, alterando o design para eliminá-las, utilizando ferramentas especializadas, ou aproximando as características da borda da peça para aumentar a facilidade de manufatura.

3. Fixação da peça (workholding)

"Workholding" refere-se à fixação de uma peça na máquina, ou como uma peça é mantida no lugar uma vez que o corte começa. O workholding pode facilmente se tornar um ponto de dor na usinagem CNC porque, se uma peça é difícil de segurar durante a usinagem, levará mais tempo para produzir e será mais custosa.

Diferente de outros desafios da usinagem CNC, o workholding é abordado mais efetivamente durante a manufatura do que durante a fase de design. No entanto, certas características de design podem ajudar a otimizar o workholding e assim reduzir custo.

Existem várias soluções para peças difíceis de fixar. Durante a fase de design, equipes de produto podem adicionar faces planas à peça que a tornarão mais fácil de prender. Alternativamente, algumas peças podem ser seguradas com soluções simples e acessíveis como cola quente ou fita dupla face. A solução de workholding mais eficaz — e a mais cara — são garras macias (soft jaws), que são grampos feitos sob medida para se ajustar a uma peça específica.

Melhores práticas para usinagem CNC

A maneira mais infalível de reduzir tempo e custo associados à usinagem CNC é projetar para manufaturabilidade (DFM). Engenheiros e designers de produto podem incorporar características que tornam o processo de manufatura mais fácil e rápido, incluindo:

• Colocar características-chave no mesmo lado para reduzir setups
• Evitar características profundas, que frequentemente requerem ferramentas mais caras
• Usar materiais mais macios se possível, pois materiais mais duros levam mais tempo para cortar
• Tornar a peça menor e mais simples se possível, pois peças grandes e complexas levam mais tempo para cortar

Um parceiro de manufatura como a Fast Radius não só pode ajudar equipes de produto a identificar e aproveitar oportunidades de economia de custo durante o processo de usinagem CNC, mas também determinar se a usinagem CNC é a melhor opção para um dado projeto e auxiliar no processo de seleção de material. Diferente de outros parceiros de manufatura, a Fast Radius é agnóstica em tecnologia e altamente flexível, pronta para se adaptar aos requisitos únicos e ponto de preço de cada cliente. Nossa equipe de especialistas experientes em design e engenharia está pronta para ajudar a tornar seu conceito realidade.

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