O cobre ainda é um dos metais mais antigos. Isto não é surpreendente, dadas as propriedades extraordinárias dos materiais de cobre. Em particular, o cobre possui excelente resistência à corrosão, bem como condutividade térmica e elétrica. Portanto, é valioso para inúmeras aplicações.
A usinagem CNC de cobre é um dos serviços de usinagem de metal mais precisos usados em diversas indústrias para produzir peças de cobre. No entanto, há vários aspectos a serem considerados na usinagem de peças de cobre.
Neste guia, você aprenderá tudo o que precisa saber sobre a usinagem CNC de cobre, suas aplicações e os vários fatores a serem considerados antes de usinar cobre.
CNC facilita o processamento de cobre
As máquinas CNC controladas por computador estão entre as tecnologias de fabricação mais procuradas para aplicações de usinagem. Isso se deve à sua alta velocidade, exatidão, precisão e compatibilidade com diversos materiais.
Acima de tudo, este serviço de usinagem se tornou muito comum na produção das peças desejadas em diversos materiais, e o cobre não é exceção. No passado, o processamento do cobre era trabalhoso devido à sua alta flexibilidade, tenacidade e plasticidade.
Ainda assim, a usinagem CNC tornou a usinagem de peças de cobre muito mais fácil. Tudo isso graças aos processos automatizados envolvidos na usinagem das peças de cobre desejadas.
Tipos de materiais de cobre para usinagem CNC
Os materiais de cobre são um dos principais grupos de metais disponíveis comercialmente. Várias qualidades de cobre estão amplamente disponíveis para o processamento de peças de cobre. Eles também possuem propriedades diferentes que são adequadas para projetos de edição específicos.
Portanto, escolher o material certo para o seu projeto de usinagem pode ser difícil, pois vários fatores entram em jogo.
No entanto, identificar o material com as propriedades adequadas às suas peças de cobre é o primeiro passo para o processamento.
Confira abaixo os diferentes tipos de material de cobre para usinagem CNC:
1. Cobre puro
Os materiais de cobre puro são geralmente macios e maleáveis. O grau diluído de cobre puro contém uma pequena quantidade de vários elementos de liga. Isto, portanto, ajuda a trazer uma ou mais propriedades básicas do cobre puro para a forma desejada. Da mesma forma, a adição de outros elementos de liga a este tipo de cobre aumenta a sua tenacidade.
Os graus comerciais de cobre puro contêm um total de cerca de 0,7% de impurezas em sua composição. Você notará que eles estão marcados com os números UNS C10100 a C13000 dependendo dos elementos adicionados e do nível de impureza.
O cobre puro é mais adequado para a fabricação de aparelhos elétricos. Isso inclui cabos e motores. Além disso, esse tipo de cobre é utilizado em máquinas industriais, como trocadores de calor.
2. Cobre eletrolítico
O cobre eletrolítico de passo resistente é criado a partir do cobre catódico. O cobre catódico é o cobre refinado por eletrólise.
Geralmente, este processo envolve a adição de compostos de cobre a uma solução. O material de cobre é então limpo aplicando eletricidade suficiente. Como resultado, a maior parte do cobre eletrolítico contém menos impurezas do que outros tipos de cobre.
Você descobrirá que o C11000 é o mais utilizado de todos os tipos de cobre eletrolítico. C11000 normalmente contém menos de 50 ppm de impurezas metálicas, incluindo enxofre. Além disso, possuem alta condutividade elétrica de até 100% IACS (International Annealed Copper Standard).
Sua excepcional ductilidade os torna adequados para aplicações elétricas. Isso inclui enrolamentos, cabos, fios e barramentos.
3. Cobre sem oxigênio
Em comparação com outros tipos de cobre, os tipos de cobre sem oxigênio têm a mais alta pureza. Eles também contêm pouco ou nenhum oxigênio. Na maioria dos casos, os tipos de cobre isentos de oxigênio contêm muitos componentes elétricos de cobre altamente condutores. No entanto, C10100 e C10200 são os mais comuns.
- C10100, conhecido como eletrônica livre de oxigênio (OFE), é cobre puro com um teor de oxigênio de cerca de 0,0005%. Além disso, é o mais caro desses tipos de cobre.
- C10200, também chamado de livre de oxigênio (OF), contém cerca de 0,001% de oxigênio. Também possui alta condutividade elétrica com pelo menos 100% IACS, o que não é melhor que materiais de cobre eletrolítico.
Esses materiais de cobre isentos de oxigênio são fabricados por fusão por indução usando cobre catódico de alta qualidade. Neste processo de fabricação, o cobre catódico é fundido em condições não oxidantes garantidas por uma cobertura de banho de grafite. Isto ajuda a reduzir o teor de hidrogénio na atmosfera de trabalho.
As ligas de cobre isentas de oxigênio são mais adequadas para eletrônicos de alto vácuo devido à sua alta condutividade. Isso inclui tubos transmissores e vedações de vidro-metal.
4. Corte livre de cobre
Este material de cobre consiste em vários elementos de liga. Elementos notáveis incluem níquel, estanho, fósforo e zinco. A presença destes elementos ajuda a melhorar a usinabilidade deste tipo de cobre.
Os materiais de corte também incluem ligas de cobre, como bronze e latão. O seguinte deve ser levado em consideração:
- O bronze é uma liga de cobre, estanho e fósforo conhecida pela sua dureza e resistência ao impacto.
- O latão é uma liga de cobre e zinco com excepcional trabalhabilidade e resistência à corrosão.
Os materiais de cobre usináveis à máquina são adequados para uma ampla gama de processamento de peças de cobre. Isso inclui moedas, lanternas, componentes elétricos usinados, engrenagens, rolamentos, hidráulica automotiva, etc.
Vantagens e desvantagens das peças de cobre CNC
A maioria das peças de cobre CNC disponíveis hoje têm vantagens e desvantagens específicas. Confira abaixo:
Vantagens
Em geral, a maioria das peças de cobre CNC apresentam boa usinabilidade, ductilidade e resistência ao impacto. Eles também possuem alta condutividade térmica e elétrica, resistência à corrosão e ao desgaste.
Outra vantagem da usinagem CNC de peças de cobre é a boa conformabilidade tanto em processos a quente quanto a frio. Além disso, as peças de cobre CNC são compatíveis com vários tratamentos de superfície econômicos.
Desvantagens
Apesar das vantagens gerais, a usinagem CNC de peças de cobre também apresenta algumas desvantagens. Por exemplo, nem todos os materiais de cobre podem ser submetidos a processos como soldagem a ponto, soldagem a arco de metal revestido, etc.
Além disso, diferentes tipos de cobre possuem diferentes propriedades de resistência à corrosão. Portanto, algumas peças de cobre CNC são suscetíveis à corrosão em atmosferas com substâncias reativas.
Fatores a serem considerados na usinagem CNC de cobre
As peças de cobre CNC continuam a ter alta demanda. No entanto, existem alguns fatores importantes que devem ser considerados antes de usinar peças de cobre. Confira alguns desses fatores abaixo:
1. Selecionando o tipo certo de material de cobre
Antes da usinagem CNC de cobre, você deve selecionar o tipo correto de cobre mais adequado para sua aplicação. Por exemplo, escolher cobre puro para produzir peças mecânicas é inadequado e caro. Devido à sua excelente usinabilidade, o cobre de corte livre é o mais indicado.
Além disso, eles também são econômicos. Portanto, você precisa verificar as propriedades exigidas de suas peças de cobre para escolher o tipo certo de cobre para usinagem.
2. Projeto para capacidade de fabricação
Você também precisa considerar os requisitos e especificações do projeto antes de usinar o cobre. Isso permite que você obtenha a funcionalidade necessária para sua peça de cobre fabricada.
Como regra geral, uma espessura de parede de 0,5 mm é ideal e deve ser respeitada para produzir peças de cobre esteticamente agradáveis.
Além disso, você também pode usar alguns métodos de construção comprovados. Isto inclui reduzir o número de montagens de peças, inspeções dimensionais e evitar bolsões profundos com raios pequenos.
3. Defina a taxa de alimentação de ajuste
A taxa de avanço é a velocidade na qual a ferramenta de corte engata na peça de trabalho. Portanto, antes de processar peças de cobre, é necessário definir a velocidade de alimentação correta, pois isso afeta a qualidade, a vida útil e o acabamento superficial da peça de cobre. Além disso, o cobre conduz calor rapidamente. Uma alta taxa de avanço pode, portanto, aumentar o desgaste da ferramenta ao longo do tempo.
4. Escolha o material certo para a ferramenta
Muitos tipos de cobre têm diferentes trabalhabilidade e resistência. Portanto, selecionar o material de ferramenta apropriado para usinar peças de cobre é crucial. Além disso, você descobrirá que a usinagem CNC de aço é usada na produção de ferramentas de corte de alta velocidade para usinagem de cobre. Isso ajuda a evitar complicações como desgaste da ferramenta e formação de cavacos.
Opções de acabamento superficial e pós-processamento para peças de cobre
Como o nome sugere, o acabamento superficial é um processo realizado após a fabricação das peças metálicas. Em geral, estas operações de pós-processamento visam modificar a superfície das peças de cobre para lhes conferir determinadas características e torná-las mais atrativas.
Abaixo estão os tratamentos de superfície padrão para peças de cobre.
Eletropolimento
O eletropolimento remove uma camada microscópica de material da superfície das peças de cobre. Este material tem normalmente entre 0,00254 mm e 0,0635 mm de largura. Este método de acabamento ajuda a tornar a superfície da peça de cobre acabada mais lisa e brilhante.
Além disso, o eletropolimento pode ajudar a melhorar a resistência à corrosão das peças acabadas de cobre.
Galvanoplastia
O revestimento de cobre galvânico protege adicionalmente a superfície externa das peças de cobre contra oxidação. As placas metálicas são aplicadas sem afetar sua condutividade elétrica e térmica. Portanto, este processo ajuda a prolongar a vida útil das suas peças de cobre.
Raios
Este método de pós-processamento ajuda a esconder as falhas nas peças de cobre fabricadas. Além disso, o jateamento produz um acabamento mais duradouro, opaco e sutil.
Técnicas para processamento de peças de cobre
Muitas indústrias utilizam vários serviços de metalurgia para produzir peças metálicas, mas algumas técnicas de usinagem são adequadas apenas para determinados materiais metálicos. Você concordará que usinar cobre puro pode ser mais desafiador do que usinar latão.
Por ser uma liga de cobre, o latão contém outros elementos de liga, como o zinco, tornando-o muito mais fácil de usinar do que a maioria dos materiais metálicos. Portanto, você pode processar ligas de cobre usando diversas técnicas.
Confira abaixo algumas das técnicas adequadas para usinagem de peças de cobre:
Fresamento para peças de cobre
O fresamento CNC é um processo de usinagem automatizado que controla o movimento e a taxa de avanço de ferramentas de corte rotativas. Ao fresar cobre CNC, as ferramentas giram e se movem sobre a superfície do material de cobre. O excesso de material de cobre é então removido lentamente até que a forma e o tamanho desejados sejam alcançados.
A fresagem CNC é mais comumente usada em ligas de cobre porque são mais usináveis e produzem peças precisas e complexas. Os fabricantes costumam usar a fresa de topo de metal duro de 2 canais para fresar cobre.
Além disso, os especialistas usam esse processo para criar uma variedade de recursos de design para peças de cobre. Estes incluem, por exemplo, entalhes, bolsas, furos, ranhuras, ranhuras, superfícies, contornos, etc.
Torneamento de peças de cobre
Este processo de fabricação exige que os materiais de cobre sejam fixados em uma posição. Além disso, as ferramentas de corte alimentadas na peça permanecem estacionárias. Portanto, na velocidade definida corretamente, o material de cobre giratório será reduzido ao tamanho desejado.
O torneamento é adequado para muitas ligas de cobre e permite a produção rápida de peças de cobre de alta precisão. Além disso, esse processo também é econômico. Portanto, o torneamento CNC de cobre é adequado para a produção de muitos componentes eletrônicos e mecânicos, como conectores de cabos elétricos, válvulas, barramentos, radiadores, etc.
Aplicações de usinagem CNC de cobre
As peças CNC de cobre são valiosas em vários setores, incluindo elétrico, construção, transporte e bens de consumo.
Abaixo estão as aplicações da usinagem CNC de cobre:
- Trocador de calor
- Conexões elétricas
- radiador
- Rolamentos e engrenagens
- Bicos de soldagem a gás, etc.
Serviços de usinagem de cobre na WayKen
As peças de cobre CNC são adequadas para muitas aplicações diferentes hoje. No entanto, para atender às especificações e requisitos de projeto dessas peças de cobre, serviços de usinagem de cobre de qualidade são essenciais.
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Perguntas frequentes
Qual é a velocidade de corte do cobre?
Você pode aplicar diferentes velocidades de corte para materiais de cobre. No entanto, observe que isso depende da qualidade do cobre e do método de processamento. Por exemplo, ao fresar latão, é usada uma velocidade de corte padrão de 2.000 a 4.000 fpm.
O cobre pode ser bem moído?
A facilidade do fresamento do cobre depende da qualidade do material de cobre com o qual você está trabalhando. Você descobrirá que o cobre puro é um metal difícil de trabalhar devido à sua alta maleabilidade e resistência. Em contraste, ligas de cobre como o latão são muito mais fáceis de fresar devido à sua maior usinabilidade.
Qual elemento de liga de cobre é adequado para usinagem em alta velocidade?
Ao ligar o cobre com elementos como zinco, estanho, níquel, alumínio e silício, o material pode ser melhor processado. Portanto, é adequado para usinagem em alta velocidade.
