Guia para usinagem de alta velocidade e por que você precisa dela para produção de protótipos

Edição em alta velocidade - imagem especial

A usinagem de alta velocidade utiliza altas taxas de avanço e velocidades do fuso para remover material sem comprometer a qualidade e a precisão da peça. A principal vantagem do HSM é o tempo de ciclo rápido e melhor vida útil da ferramenta.

As principais funções do HSM são as seguintes:

Alta taxa de remoção de metal (MRR) e minimização do tempo de usinagem

    O que é usinagem de alta velocidade (HSM)?

    A usinagem de alta velocidade é um processo onde podemos alcançar altas taxas de remoção de metal (MRR), cortes leves e rápidos com altas taxas de avanço e velocidades do fuso.

    É uma combinação de movimentos rápidos e aplicações bem planejadas para obter peças precisas e melhores resultados.

    Alguns fatores principais que você precisa considerar quando se trata de usinagem de alta velocidade e serviços CNC são:

    • Seleção e equilíbrio de ferramentas
    • desbaste de cavacos
    • Requisitos da máquina
    • Rigidez da peça e da ferramenta
    • Estratégia de material e processamento
    • Programação CAM
    • Seleção de cortador

    Técnicas para usinagem de alta velocidade

    A usinagem em alta velocidade é um processo complicado de fabricação de peças e você precisa saber como fazer o HSM. Se uma pessoa inexperiente realizar o processo com a ferramenta certa, não terá sucesso.

    HSM é uma mistura de técnicas usadas para diversas aplicações. Essas coleções de técnicas são fáceis de usar e muito úteis para realizar qualquer operação.

    Algumas das melhores técnicas de usinagem de alta velocidade incluem:

    1: Desbaste em mergulho

    É um tipo de caminho de ferramenta CAM e é programado manualmente. Você poderia chamar isso de arma secreta para salvar sua pele. As duas principais propriedades do desbaste em mergulho são:

    1. Você pode obter um corte mais rígido convertendo as forças do plano XY em forças axiais Z para cima e para baixo.
    2. As brocas helicoidais permitem remover mais material do que uma fresa de topo.

    O desbaste ou fresamento em mergulho é melhor para bolsões profundos quando os bolsões laterais causam maior deflexão da ferramenta. O fresamento em mergulho permite realizar trabalhos de desbaste em máquinas antigas na oficina. Algumas desvantagens do desbaste por mergulho são:

    • Corte central e broca helicoidal convencional
    • Desbaste em mergulho 2D vs. 3D
    • Bordas onduladas

    2: Usinagem/fresamento trocoidal

    Este processo de fresamento CNC pode ser usado para fresar bolsões profundos, cavidades estreitas e ranhuras. A usinagem trocoidal é uma excelente solução para usinagem de canais em materiais exóticos e duros, como titânio e Inconel.

    As principais vantagens da usinagem trocoidal são:

      3: Etapas laterais

      Estas são as conexões que podem ser eficazes para a transição entre caminhos de ferramenta adjacentes em altas taxas de avanço. Eles tendem a produzir um movimento de cruzamento brusco no final do passe. Movimentos circulares simples podem ser mais nítidos em altas taxas de avanço. Na última década, a superfície de linhas de varredura paralelas tem sido usada para finalizar modelos com múltiplas superfícies.

      Uma solução adequada em taxas de avanço moderadas é usar um percurso simples em forma de loop como curvas acentuadas alternativas entre passagens de digitalização.

      Usinagem de alta velocidade-2

      Máquinas para usinagem de alta velocidade

      Antes de iniciar um processo HSM, é importante inspecionar uma máquina, tabela de torque ou ferramenta elétrica. A máquina deve ser capaz de atender a todos os requisitos. Uma máquina de alta velocidade adequada para 300-M pode não ser adequada para outro material como o titânio. Portanto, uma estratégia apropriada deve ser adotada para a operação do HSM para obter peças precisas e de alta qualidade.

      Muitas máquinas são adequadas para usinagem em alta velocidade. Pode ser uma fresadora de 5 eixos ou uma fresadora de 3 eixos. Algumas máquinas que podem ser usadas para usinagem de alta velocidade são as seguintes:

      1: Micron Mill-S-400-U

      Mikron Mill-S-400-U foi especialmente projetado para usinagem em alta velocidade e permite acabamentos superficiais de alta qualidade e alta precisão das peças. O exclusivo sistema inteligente de gerenciamento de temperatura garante que a máquina funcione com precisão durante o tempo de execução e em altas velocidades de fresagem.

      Os centros de fresagem de alta velocidade da Micron são 10 vezes mais rápidos que as máquinas tradicionais. O design compacto oferece acessibilidade excepcional a todas as áreas da máquina para trabalhos de manutenção.

      Os componentes de potência do HSM e da base da máquina são resfriados de maneira ideal, o que melhora a estabilidade térmica no ambiente de produção.

      2:Matsuura LX-160

      É uma máquina linear de alta qualidade com um tempo de ciclo curto. A rigidez otimizada do LX-160 garante um alto nível de precisão e uma plataforma de usinagem estável. O LX-160 reduz o tempo de ciclo e todos os eixos do Matsuura LX-160 são acionados por um motor. Isso permite que você obtenha aceleração rápida e alta velocidade.

      Os recursos raros e o sistema de proteção inteligente tornam o LX-160 fácil de usar e permitem a implementação ideal de operações e técnicas de alimentação HSM.

      Ferramentas para usinagem de alta velocidade

      O HSM requer ferramentas de edição avançadas. Existem diferentes tipos de ferramentas de usinagem de alta velocidade para diferentes aplicações. Os requisitos são diferentes em cada indústria, por exemplo na indústria automóvel; Ferramentas de usinagem horizontal são usadas para produção em grande volume.

      Por outro lado, na indústria de moldes e moldagem por injeção, a qualidade da superfície, a exatidão e a precisão das peças são de grande importância e requerem um conjunto diferente de ferramentas de alta velocidade.

      A escolha da ferramenta depende de muitas coisas. Isso depende de

        Esses fatores determinam a melhor ferramenta para usinagem de alumínio em alta velocidade. O mais importante é a estabilidade e ferramentas bem equilibradas. Caso contrário, poderá ocorrer vibração e a vida útil da ferramenta poderá ser reduzida.

        A seleção da ferramenta HSM começa e termina com uma peça de trabalho. O equilíbrio da ferramenta é muito importante e afeta indiretamente a vida útil da ferramenta e do fuso. Algumas etapas para o equilíbrio da ferramenta são

          É necessário selecionar a ferramenta certa com tolerâncias e velocidade restritas. O sucesso da operação do HSM depende de muitos fatores, como:

            As ferramentas HSM devem ser projetadas para altas velocidades e algumas regras práticas de alta velocidade podem ser aplicadas. Uma pequena alteração percentual no diâmetro da ferramenta seria eficaz no desbaste de cavacos. Isso também permite velocidades mais altas.

            Material para usinagem CNC de alta velocidade

            Muitas indústrias usam HSM, como aeroespacial, medicina e aviação. A HSM possui uma ampla gama de materiais para atender às necessidades de cada aplicação. Alguns tipos de materiais comuns são:

            1: Óxido de alumínio

            É um dos materiais básicos de ferramentas de corte para usinagem de alumínio em alta velocidade. É utilizado devido à sua estabilidade química em altas temperaturas e dureza superior. Possui baixa resistência à ruptura.

            2: Ferramenta de corte de cerâmica

            A cerâmica é extremamente resistente à abrasão e às altas temperaturas. Estes são materiais não metálicos que estão disponíveis em duas classes:

              3: Diamante

              Possui alta dureza, excelente estabilidade química e condutividade térmica. O material de ferramenta mais caro é o diamante natural porque possui lâminas afiadas. Os diamantes naturais são usados ​​principalmente em:

                Existem quatro tipos de diamante que podemos usar em usinagem CNC de alta velocidade e usinagem de alumínio em alta velocidade.

                Aplicações de usinagem de alta velocidade

                A usinagem de alta velocidade pode ser usada para produzir diretamente protótipos, componentes de baixo volume e ferramentas de corte para a produção de peças de motores. O principal objetivo do HSM é reduzir os custos de produção através do aumento da produtividade.

                O outro objetivo do HSM é aumentar a competitividade global através de prazos de entrega e prazos de entrega curtos.

                Usinagem de alta velocidade para dispositivos médicos

                1: Indústria da aviação

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                Os requisitos da indústria da aviação são alta durabilidade e confiabilidade, e o processo de fabricação e projeto de aeronaves tem muitas limitações. A aviação é uma das tecnologias mais complicadas e complexas, e as técnicas HSM são utilizadas principalmente na indústria da aviação. O uso de ligas de alumínio de alta resistência também está aumentando para implementar os processos e técnicas mais recentes. A principal razão para escolher o HSM na aviação e na fabricação de aeronaves é:

                  Esses fatores tornam o HSM uma escolha melhor para a indústria aeroespacial do que outras técnicas e métodos de fresamento.

                  2: Indústria médica

                  Instrumentos, ferramentas e peças médicas exigem maior precisão e exatidão, e você pode atingir esse alto nível de precisão com usinagem CNC de alta velocidade. Pode ser utilizado para implantes ortopédicos, implantes articulares, moldes ou instrumentos cirúrgicos. Os requisitos de material podem variar de acordo com altos padrões de qualidade.

                  Muitos provedores de serviços CNC atendem à indústria médica e possuem amplo conhecimento em usinagem CNC de alta velocidade e avanços de usinagem de alta velocidade.

                  Os fabricantes de peças médicas estão se tornando mais eficientes sem comprometer a qualidade.

                  3: Usinagem de alta velocidade para indústria automotiva

                  A usinagem de alta velocidade oferece uma ampla gama de produtos e usos para diversas aplicações. Nos últimos anos, a usinagem de alumínio em alta velocidade foi aumentada para reduzir peso e custo na indústria automotiva.

                  É usado principalmente para produção de pequenos lotes, peças complexas e fabricação de moldes. A indústria automotiva exige fresamento de alta velocidade e produção de peças em alto volume, e o HSM é uma boa opção para atender a esses requisitos.

                  O foco da indústria automotiva está na produção de veículos rápidos e baratos. Altos investimentos exigem a implementação de diferentes métodos.

                  As autopeças são fabricadas com usinagem de alta velocidade e muitas empresas que oferecem serviços CNC podem ser uma boa opção para a fabricação de suas autopeças.

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