Torneamento CNC vs Fresamento CNC: Como Escolher o Processo Certo

Controle Numérico Computadorizado (CNC) é um método de fabricação tradicional que cria peças removendo material de um bloco sólido, conhecido como peça bruta ou blank.

No entanto, o termo "usinagem CNC" pode realmente se referir a vários processos, cada um dos quais usa diferentes ferramentas e máquinas para moldar a peça desejada. O fresamento CNC, por exemplo, usa fresas rotativas e movimento perpendicular para remover material da face da peça bruta, enquanto a furação CNC permite que engenheiros criem furos e formas no blank com diâmetros e comprimentos precisos.

Muitos processos de fabricação CNC envolvem a aplicação de ferramentas de corte giratórias a uma peça fixa, mas o torneamento CNC é um método de usinagem que funciona de forma oposta. Ao girar o blank em vez da ferramenta, este processo permite a produção eficiente de uma ampla variedade de peças cilíndricas ou alongadas. Aqui está o que engenheiros e equipes de produto precisam ter em mente.

Como funciona o torneamento CNC

Geralmente, o torneamento CNC produz peças movendo uma ferramenta de corte ao longo da superfície externa de uma peça bruta girando rapidamente. Este processo cria um caminho de ferramenta helicoidal e resulta em peças altamente axisimétricas. Quando aplicado às superfícies internas de um blank, esta mesma ação de corte é conhecida como "furação" – juntos, torneamento e furação compõem o subconjunto maior de processos CNC conhecidos como torneamento CNC (torno CNC).

Embora alguns dos detalhes menores variem por modelo e fabricante, a maioria das máquinas de torneamento CNC contém um conjunto semelhante de peças. As mais relevantes para produção incluem:

• O mandril ou colé: O mandril agarra a peça bruta e a mantém firmemente no lugar. Mandris podem ter maxilas duras ou macias. Colés são tipicamente usados para blanks menores.
• O fuso: O fuso é o eixo rotativo da máquina de torneamento CNC, que recebe instruções do arquivo CAM sobre RPM apropriado.
• As ferramentas de corte: Um revolver de ferramentas carrega as várias ferramentas de corte necessárias para produção e permite que a máquina troque ferramentas conforme necessário.

Durante a produção, a peça bruta é inserida no mandril, o fuso começa a girar e as ferramentas de corte são aplicadas à superfície da peça para moldar a geometria da peça.

Peças brutas usadas em torneamento CNC são tipicamente longas e cilíndricas, mas podem ser quadradas ou hexagonais dependendo do design da peça. Válvulas de esfera de latão hex, por exemplo, começam como barras hexagonais e são torneadas em ambos os lados da porca para criar roscas.

Principais considerações para produzir peças com tornos CNC

Enquanto máquinas de torno convencionais tipicamente permitem apenas ferramentas ao longo de dois eixos (centros de torneamento, no entanto, provavelmente terão algumas capacidades de eixo Y), máquinas de torneamento CNC permitem operações de corte ao longo de três, quatro ou cinco eixos. Algumas dessas operações adicionais incluem:

• Torneamento reto ou cilíndrico: Este processo pode ser usado para criar cortes uniformes no diâmetro da peça bruta e remover grandes quantidades de material.
• Torneamento cônico: O torneamento cônico produz uma forma cilíndrica com diminuições suaves no diâmetro (semelhante a uma forma de ampulheta).
• Canaletagem (Grooving): Este processo emprega uma ferramenta moldada para produzir cavidades estreitas na peça bruta.
• Knurling: Esta técnica envolve cortar um padrão serrilhado de linhas retas, angulares ou cruzadas na peça bruta, dando à peça aderência adicional.
• Rosqueamento: Produz as roscas vistas em porcas e parafusos que permitem que objetos se fixem juntos e pode ser aplicado a geometrias relativamente grandes ou pequenas.
• Corte (Parting): O corte é usado para separar a peça concluída da peça bruta original.

O torneamento CNC é geralmente adequado para prototipagem e produção de baixo volume. No entanto, ao determinar se o torneamento em torno CNC é o método mais econômico de produzir uma peça, um fator que precisa ser levado em consideração é o diâmetro externo (DE) da peça. Isso ocorre porque máquinas de torneamento CNC têm um DE máximo para produção capaz de alimentação de barra, e qualquer peça com DE acima do limite definido precisará ser mandrilada individualmente, o que pode aumentar tanto o tempo de produção quanto os custos.

Outro elemento a ter em mente são as próprias ferramentas CNC. Muitas delas são cilíndricas com uma aresta de corte limitada, o que inerentemente determina como os cortes podem ser feitos na peça bruta. Isso também significa que elementos de design como cantos internos terão um raio, independentemente de quão fina ou pequena seja a ferramenta de corte. O torneamento CNC é adequado para criar rebaixos (também conhecidos como canais de pescoço ou alívio). Estes são comuns em peças torneadas cilíndricas e seriam muito complicados de fabricar em uma máquina de fresamento CNC. Se ferramentas de corte especializadas forem necessárias, é importante lembrar que estas apresentam seu próprio conjunto de desafios. Por exemplo, ferramentas com hastes mais longas – que são úteis para alcançar partes mais profundas de cavidades da peça bruta – aumentam o risco de vibração, cortes menos precisos e acabamento de superfície ruim.

Quando considerar fresamento CNC em vez de torneamento CNC

Embora o torneamento CNC ofereça eficiência inigualável para produzir peças com perfis revolvidos – como parafusos, esferas de rolamento e arruelas – não é ideal para criar peças não axisimétricas.

O fresamento CNC – comumente usado para aplicações de fabricação automotiva, aeroespacial e de móveis, bem como na produção de robôs e máquinas industriais – também pode ser usado em conjunto com o torneamento CNC para adicionar características de design, como faces planas, que são impossíveis de alcançar de outra forma.

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Para aproveitar totalmente os benefícios do torneamento CNC, equipes de produto e engenheiros devem se familiarizar com uma série de considerações críticas de design e fabricação, incluindo o DE da peça e o volume da produção.

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