Como economizar custos de usinagem para protótipos CNC

Como economizar custos de usinagem para protótipos CNC

Custos de processamento - imagem de destaque

A prototipagem rápida é um campo bastante misterioso, conhecido apenas por alguns designers ou especialistas – pelo menos é o caso aqui na China.

Como gerente de projetos de prototipagem rápida, muitas vezes me perguntam: “O que é prototipagem Como muitos devem saber, um protótipo pode ser interpretado como o primeiro produto de um novo design ou como uma amostra adaptada de um novo design”.

Os custos de processamento são sempre elevados?

Os designers industriais muitas vezes fazem protótipos para ver como o design se parece na realidade: o design tem falhas? Como esse design se encaixa com outras peças? Como é na realidade? Os materiais e dimensões estão corretos? Uma peça bem projetada muitas vezes precisa ser alterada e testada muitas vezes antes de poder ser lançada no mercado como um produto totalmente desenvolvido.

Portanto, é de conhecimento geral que um protótipo deve ser criado antes de gastar muito dinheiro em peças que apresentam grandes falhas e defeitos. Trata-se de economizar dinheiro. Como fabricantes de protótipos, estamos sempre procurando maneiras de economizar custos de processamento para nossos clientes. Neste artigo falarei sobre uma das muitas maneiras de economizar em custos de usinagem na produção de protótipos.

Custos de processamento - 01

Foto 1.1: Superfície fresada CNC de PMMA VS Superfície fresada não CNC de PMMA

Dicas para economizar custos de usinagem de protótipos CNC

Este método econômico não envolve usinagem (por falta de palavra melhor) das superfícies da peça. Geralmente podemos usar esse método em estruturas semelhantes a placas e muitas vezes não há tolerâncias estritas para altura ou espessura.
Como muitos engenheiros sabem, a usinagem CNC é o método mais comumente usado na prototipagem. Se for necessária uma tolerância de espessura rigorosa, por exemplo, um design semelhante a uma placa de 10,22 mm, a tolerância será de +/-0,01. Para atender ao requisito de tolerância, nossos engenheiros provavelmente usarão um material de bloco de 15 (+/-0,2) mm de material padrão para fresar e reduzir a espessura para torná-lo dentro da faixa de tolerância. Porém, se a altura não tiver uma tolerância estrita, mas puder ser de 10 (+/- 0,5 mm), podemos optar por não usinar as superfícies, mas apenas usinar as outras características importantes, o que economiza alguns custos de usinagem e tempo de usinagem.

Figura 1.2: Material original do bloco de PMMA (foto retirada da internet)

Estudo de caso: Como economizar custos de usinagem de protótipos CNC

Este é particularmente o caso quando se usina CNC protótipos transparentes.

Ao produzir protótipos transparentes, geralmente usamos usinagem CNC. Dispomos de outros processos para produção de peças transparentes, como fundição a vácuo (ou fundição em uretano) e impressão 3D. Ambos os métodos têm suas vantagens e desvantagens, que não entrarei em detalhes neste artigo.

Para produzir protótipos transparentes, a seleção do material limita-se ao policarbonato ou acrílico (PMMA) e o processo limita-se à usinagem CNC. É claro que a moldagem por injeção pode produzir peças transparentes de alta qualidade, mas seja um molde de alumínio ou aço, o custo inicial seria extremamente alto, às vezes custando milhões de dólares. O tempo de processamento também seria bastante longo. Portanto, não é aconselhável produzir alguns protótipos utilizando moldagem por injeção.

A usinagem CNC é um processo de usinagem subtrativo onde pegamos um bloco de material original e cinzelamos o material indesejado até obtermos a peça desejada.

O material original do bloco de PC e PMMA é um material padrão com uma certa espessura ou altura de parede, e esses materiais transparentes originais são eles próprios transparentes (ver foto 1.2). Após o processamento da superfície deste plástico transparente, toda a peça parece bastante embaçada e áspera (ver foto 1.1). Para deixar claro, devem ser realizadas operações manuais de lixamento e polimento.

É sabido que o custo de usinagem de uma peça é bastante elevado quando se utiliza mão de obra manual no processo de usinagem. Mesmo na China, onde o trabalho manual não é tão caro como na UE e nos EUA, o custo do polimento manual é compreensivelmente elevado, pois é um trabalho bastante demorado e trabalhoso.

Por exemplo, se uma peça usinada de PMMA precisar ser polida até ficar transparente (rugosidade superficial Ra 0,05-1 μm), nossa equipe primeiro lixará com uma lixa grossa de grão 320 e depois mudará gradualmente para uma lixa de grão 1000 para polir a peça.

Se uma peça usinada de PMMA precisar ser polida visualmente (rugosidade superficial Ra 0,025-0,05 μm, ver foto 1.3), nossos funcionários primeiro lixam com uma lixa grossa de espessura 320, depois mudam gradualmente para uma lixa de espessura 2.000 para lixamento fino e depois polir a peça com a pasta de polimento até ficar opticamente transparente (máxima transparência). Este é um processo longo e trabalhoso. Geralmente, um trabalhador qualificado leva vários dias para concluir uma peça.

Mesmo que o material PMMA original apresente alguns arranhões ou imperfeições, polir seria muito mais fácil do que polir a superfície usinada.

Portanto, sempre consideramos a espessura ou (altura) na avaliação de cada projeto. Quando nos deparamos com projetos próximos ao material original padrão, recomendamos não usinar a superfície para economizar custos de usinagem (às vezes uma quantia significativa) se a espessura (altura) da peça não tiver uma tolerância estrita ou a espessura não for tão importante é.

Isto também se aplica à metalurgia. Usar material espesso padrão economiza tempo e custos de usinagem. No entanto, geralmente não economiza tanto dinheiro quanto o plástico transparente. Porque normalmente moemos apenas um pouco os metais ou enviamos metais processados ​​para nossos clientes conforme necessário.

Foto 1.3: Fresado CNC e polido opticamente (a área dos “dentes” não é polida) Peça PMMA

Resumo

Resumindo, se você precisa produzir protótipos claros e existe um material padrão cuja altura ou espessura é próxima da sua peça, optar por não usinar as superfícies pode ser uma boa maneira de economizar custos de usinagem.

Conteúdo relacionado

Voltar para o blog

Deixe um comentário

Os comentários precisam ser aprovados antes da publicação.