Como a Fresagem CNC de 3 e 5 Eixos Reduz Custos de Produção

A usinagem CNC é um método de manufatura subtrativo que usa ferramentas de corte para remover material de um bloco bruto ou peça pré-existente. Centros de usinagem CNC geralmente utilizam as mais avançadas máquinas de 5 eixos, o que encurta significativamente o prazo de entrega ao eliminar configurações intermediárias e permitir recursos de subcorte e fora do eixo.

De peças planas simples a geometrias de superfície complexas e exigentes, escolher a máquina CNC certa é crucial. Diferentes tipos de máquinas CNC processam diferentes peças. O tipo de máquina usado (torno CNC, fresadora CNC de 3 eixos ou centro de usinagem de 5 eixos) geralmente depende da complexidade da peça, geometria, tamanho, tolerância, uso final e material.

Materiais para Usinagem CNC

O material é frequentemente o segundo fator mais importante que afeta o custo da usinagem CNC. Quando se consegue equilibrar o custo do material e sua usinabilidade, alcança-se a usinagem mais custo-efetiva. Quanto à usinabilidade ou facilidade do material no processo, maior a usinabilidade, mais rápida a produção de peças e menor o custo do serviço. Materiais plásticos e ligas metálicas mais moles são geralmente mais fáceis de processar. Para determinar a usinabilidade inerente do material, consulte as várias propriedades dos materiais na tabela de usinagem CNC.

Tempo de Usinagem e Mão de Obra CNC

Técnicos programando máquinas CNC. Ao fabricar usando usinagem CNC, geralmente o maior fator de custo é o tempo necessário para fabricar as peças. Peças grandes e complexas requerem tempo de usinagem mais longo, aumentando o custo total.

Geometrias complexas que requerem usinagem multi-eixo exigem mais tempo, e construções complexas geralmente dependem de fabricação manual e pós-processamento. Se cada lado do projeto da peça contém diferentes características, geralmente precisa ser reposicionado manualmente. Às vezes, peças que precisam ser reposicionadas com novo dispositivo são usadas para usinar essas características. Quanto mais processos relacionados à realização do projeto, mais cara a peça.

O custo da usinagem CNC diminui significativamente à medida que o número de peças aumenta. Nos estágios iniciais do projeto, pode ser vantajoso considerar o preço unitário menor devido ao grande número de peças usinadas.

Design de Peça CNC

Peças de alumínio usinadas podem ser produzidas rapidamente através de design otimizado, quase sem reposicionamento manual, o que reduz significativamente o custo das peças usinadas. Especificamente, os seguintes principais recursos de design podem ser considerados:

• Características de design com relação de aspecto menor que 4 são ideais. Características menores requerem mais passadas da máquina e são propensas a vibração, melhorando precisão e tempo de usinagem.
• A profundidade da cavidade é geralmente melhor ao cortar cavidade com profundidade até 2-3 vezes seu diâmetro. Se possível, torne a profundidade menor que 4 vezes o diâmetro da ferramenta.
• A espessura da parede deve ser entre 0,8–1,5 mm. Paredes mais finas requerem múltiplas passadas da ferramenta em baixas profundidades de corte. Características de parede fina são propensas a vibração, o que é desafiador na usinagem de precisão e aumenta o tempo de usinagem.
• Furos de tamanho padrão de broca podem ser feitos rapidamente; furos de tamanho não padrão devem ser usinados com fresa de topo, aumentando custo total e tempo. A rosca deve ser projetada de modo que o comprimento mínimo seja 1,5 vezes o diâmetro do furo e o máximo 3 vezes o diâmetro.
• Relação comprimento/diâmetro de 3:1 ou raio de canto interno menor pode garantir tempos de fresamento reduzidos, sem necessidade de troca de ferramenta e encurtar o tempo total de usinagem.

Ao tentar reduzir o custo de pedidos de usinagem CNC, é melhor equilibrar materiais baratos e fácil usinagem com design padronizado otimizado. Garantir que todas as funções no design sejam críticas para projetos-chave pode simplificar o escopo geral. Quanto mais complexos os requisitos para o mecânico, menor a eficiência da solução.

Conclusão

De modo geral, devido ao seu design, dimensões e requisitos específicos, peças complexas requerem mais considerações durante o processo de usinagem. Quando as peças estão em fase de projeto, engenheiros de design devem sempre buscar construir peças simples e fáceis de produzir sempre que possível. Quanto mais simples o design, mais fácil de fabricar e menores os custos indiretos.

Projetistas mecânicos pensam em como criar designs que exijam menos componentes enquanto fornecem máximo desempenho, reduzindo custos enquanto garantem eficiência e maiores rendimentos. A usinagem CNC é um método de fabricação eficaz para produzir peças e protótipos. Se os detalhes-chave do design e as capacidades de processamento não forem bem equilibrados, a custo-efetividade pode ser perdida.