4 Armadilhas de Design para Evitar na Usinagem CNC

Controle numérico computadorizado (CNC) é uma escolha popular entre fabricantes hoje, e é fácil ver por quê. Não só a usinagem CNC é compatível com ampla gama de plásticos e metais, mas também é um processo de manufatura confiável capaz de produzir peças precisas e duráveis. Ferramentas de corte programadas por computador removem material de um bloco sólido para revelar um produto final que atende suas especificações exatas, cada vez. No entanto, se você não está implementando melhores práticas de design para CNC, pode descobrir que tempos e custos de produção rastejam cada vez mais altos.

Na Fast Radius, nossa equipe passou anos guiando equipes de produto através do processo de usinagem CNC, então sabemos quais armadilhas observar. Aqui estão os quatro erros mais comuns que vemos designers cometem ao projetar para CNC e como resolvê-los.

4 Erros de Design CNC que Estão Custando Tempo e Dinheiro

1. Projetando Cantos Internos Agudos

Como brocas CNC são redondas, alcançar ângulos internos agudos é caro e demorado. Usinar um ângulo de 90° com broca redonda é impossível porque uma ferramenta redonda sempre criará um raio de canto ao fresar uma aresta vertical interna, impedindo que peças se encaixem corretamente ou fazendo fresas de topo pararem no meio do processo.

Projetar cantos arredondados elimina o problema do canto interno agudo completamente, mas se seu design pede ângulos internos, projete-os com raios e suavize-os aumentando os raios de canto. Ter raios de canto com o mesmo diâmetro da fresa pode causar chatter e desgaste excessivo de ferramenta, enquanto raios de canto muito pequenos necessitarão seu maquinista usar várias brocas menores em velocidades menores. Aumentar seus raios de canto em apenas 0,005" (0,127 mm) ajudará você a economizar dinheiro e prevenir erros.

Se você tem uma peça macho quadrada, pode usar filetes dog-bone ou t-bone para garantir que ela caiba dentro de uma cavidade fêmea com cantos internos levemente arredondados. Apenas certifique-se de projetar o ponto de entrada para seu filete dog-bone 15-20% maior que o diâmetro da sua fresa de topo.

2. Incluindo Paredes Finas

Algumas equipes de produto podem projetar sua peça com paredes finas para minimizar uso de material, mas esta "solução" causa mais problemas que resolve. Paredes muito finas podem causar falha da peça e empenamento, e comprometer acabamento superficial e precisão do processo de usinagem em metais. Paredes finas também podem quebrar, curvar ou lascar durante usinagem devido às forças de usinagem atrás das ferramentas de corte CNC e vibrações excessivas.

A espessura de parede ideal para sua peça varia dependendo de qual material está sendo usinado CNC. Por exemplo, espessura de parede de 0,8 mm é boa ao usinar alumínio. No entanto, 1,5 mm é a espessura mínima ideal para plásticos. Também lembre-se que quanto mais alta sua parede, mais grossa ela precisará ser para aumentar sua rigidez. Consulte um parceiro de manufatura CNC experiente para garantir que suas medidas estão corretas.

Se seu design requer paredes altas e finas, tente manter proporção largura-altura de 3:1. Você também pode adicionar uma leve inclinação (draft) para acelerar usinagem e reduzir quantidade de material residual.

3. Tendo Texto Usinado

Embora fresas CNC possam gravar ou fazer relevo de texto e símbolos em peças com alto nível de precisão, usinar texto pode custar caro. Primeiro, seu maquinista terá que usar uma ferramenta de corte separada para o texto. Então, você tem que considerar a quantidade de tempo — e, por extensão, dinheiro — que usinar texto adicionará ao seu projeto porque as fresas de topo pequenas que cortam texto são relativamente lentas.

A boa notícia é que se você precisa ter texto na sua peça, você tem algumas opções. Se precisa usinar texto, opte por texto recuado (recessed) em vez de texto em relevo (raised) para que a máquina não tenha que remover material de toda a superfície da peça. Você também pode pedir ao seu maquinista para adicionar o texto pós-usinagem. Marcação a laser em peças após serem usinadas CNC, por exemplo, pode economizar tempo e dinheiro.

4. Incluindo Cavidades, Furos e Roscas Profundos

Ferramentas de fresamento têm comprimento finito, e seu comprimento determina quão profundo você deve fazer cavidades. Na maioria dos casos, ferramentas de fresamento são mais eficientes e precisas ao fresar cavidades até o dobro ou triplo de seu diâmetro em profundidade. Fresar cavidades mais profundas pode estender prazos, causar deflexão ou fratura de ferramenta, ou resultar em chatter e dificuldade de evacuação de cavacos. Podem até requerer ferramentas de corte especializadas mais caras.

É melhor evitar projetar peças com cavidades profundas completamente, mas se sua peça precisa de cavidade, furo ou rosca profunda, você deve diminuir a profundidade da cavidade o máximo possível. Também mantenha o comprimento da ferramenta de fresamento em mente.

Projete com Cuidado com a Fast Radius

Tomar decisões de design ponderadas pode economizar tempo e dinheiro a longo prazo, mas pode ser complicado. Você precisará ter entendimento completo de sua peça, sua função, o processo de manufatura CNC, seus materiais, e mais. Se precisa de ajuda, trabalhe com um parceiro experiente de manufatura CNC como a Fast Radius.

Com uma equipe de especialistas em design e engenharia e as mais recentes tecnologias de design e manufatura, a Fast Radius tem tudo que você precisa para otimizar suas peças, atingindo o equilíbrio perfeito entre custo e precisão. Entre em contato conosco hoje para conectar com nossos especialistas e começar.

Para saber sobre considerações de design para manufatura ao usinar CNC, reduzindo custos de prototipagem CNC, e mais, visite nosso centro de recursos.

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