Muitas indústrias no mundo de hoje contam agora com a usinagem de precisão CNC para desenvolver peças personalizadas de alta qualidade que atendam aos requisitos detalhados. A precisão é crítica para diversas aplicações, pois as peças devem atender a requisitos de tolerância rígidos.
A usinagem CNC de precisão usa programas de computador para produzir peças que atendem às especificações exatas. Diferentes técnicas e materiais são usados. Portanto, é necessária uma compreensão detalhada do conceito para tirar o máximo proveito do seu projeto.
Este guia explica o processo de usinagem de precisão, as diferentes máquinas-ferramentas utilizadas, suas vantagens e aplicações. Se você procura peças de precisão personalizadas, leia este artigo até o final.
O que é usinagem de precisão CNC?
A usinagem de precisão CNC refere-se ao processo de fabricação de componentes por meio do corte e modelagem de matérias-primas. Os projetos CAD (Computer-Aided Design) e CAM (Computer-Aided Manufacturing) ajudam a determinar o processo de corte apropriado. Esses programas são cruciais na fase de projeto, pois geralmente contêm contornos 3D detalhados que garantem a criação bem-sucedida das peças.
A usinagem de alta precisão é um aspecto crucial da indústria de manufatura hoje. Requer a colaboração de designers profissionais e engenheiros experientes. Os designers são responsáveis por criar e implementar o design nas instruções de fabricação. O maquinista então envia a instrução codificada final em linguagem de máquina para o equipamento CNC para que o processo de fabricação possa começar.
Além disso, vários componentes precisam ser usinados com precisão, incluindo peças automotivas, dispositivos médicos, componentes elétricos e muito mais. O uso de máquinas-ferramentas modernas no processo de usinagem de precisão ajuda a produzir peças complicadas com geometrias complexas. Máquinas CNC típicas têm padrões de tolerância de +/- 0,005 polegadas. No entanto, com usinagem de precisão CNC, tolerâncias de +/-0,002 polegadas a +/-0,0002 polegadas podem ser alcançadas.
Tipos comuns de máquinas-ferramentas CNC de precisão
O processo de usinagem de precisão envolve muitas técnicas para entregar peças de qualidade. Cada uma dessas técnicas utiliza diferentes equipamentos de processamento para obter resultados de qualidade. Alguns processos requerem uma única máquina CNC, enquanto outros requerem múltiplas máquinas.
As máquinas usadas para usinagem CNC de precisão eficaz incluem, mas não estão limitadas a:
1. Fresadoras CNC
Estes são caracterizados pela sua capacidade de transformar matérias-primas estacionárias usando uma ferramenta de corte rotativa. Essas máquinas podem produzir vários formatos, principalmente fresamento de face e fresamento circunferencial.
Os recursos de fresamento frontal incluem superfícies planas e cavidades rasas, enquanto os recursos de fresamento periférico incluem cavidades mais profundas, como roscas e ranhuras. As fresadoras CNC de precisão ajudam a produzir principalmente componentes quadrados e retangulares com vários recursos.
2. Tornos e tornos CNC
Ao contrário das fresadoras, essas máquinas podem girar (ou girar) matérias-primas enquanto as ferramentas de corte permanecem estacionárias durante o processo. Neste caso, as ferramentas de corte se movem linearmente ao longo do material da barra rotativa. Isso lhes permite remover materiais ao redor desse perímetro para atingir o diâmetro e as características desejadas.
Tornos CNC são tornos CNC. Essas máquinas giram as peças e as empurram axialmente na ferramenta de usinagem através de buchas guia. Com tornos CNC, você pode ter certeza de que a peça ficará melhor apoiada enquanto a máquina molda a peça. Isso resulta em componentes com tolerâncias mais restritas.
Tornos CNC criam recursos externos e internos nos componentes. Esses recursos incluem furos, alargadores e furos, broches, cones e roscas, furos roscados e ranhuras. Os componentes que você pode produzir nessas máquinas são cavilhas, parafusos, placas, eixos, etc.
3. Máquinas de perfuração CNC
A perfuração é um processo de usinagem de precisão que utiliza brocas rotativas para fazer furos cilíndricos em materiais. Essas brocas são ferramentas multiponto que mantêm os cavacos longe das peças para usinagem avançada de furos.
Exemplos comuns de brocas para usinagem de precisão CNC incluem:
- Broca. Eles ajudam na perfuração de furos rasos ou furos piloto.
- Máquinas de perfuração. Estes são importantes para trabalhos de perfuração individuais.
- broca de máquina de parafuso. Eles criam furos sem furo piloto prévio.
- Alargadores de fixação. Eles ajudam a ampliar furos previamente perfurados.
- Broca profunda. Eles reduzem o número de cavacos gerados pelas peças.
4. Máquinas de descarga elétrica (EDM)
A retificação por descarga elétrica (EDM) usa faíscas elétricas controladas para moldar os materiais no formato desejado. Muitos maquinistas também se referem a isso como erosão por faísca, usinagem por faísca, afundamento de matriz ou queima de fio. Durante esse processo, o técnico coloca o componente sob um fio eletrodo.
A máquina programada então emite descargas elétricas desse fio, criando um calor intenso. O calor derrete o material e é lavado com um fluido eletrolítico para obter a propriedade ou forma desejada.
Além disso, o EDM pode ser usado para criar ranhuras precisas, microfuros, recursos angulares ou cônicos e muitos outros recursos complexos em peças de trabalho. É o processo ideal para metais duros que normalmente são difíceis de usinar.
5. Máquinas de corte a plasma CNC
Essas ferramentas ajudam a cortar materiais usando uma poderosa tocha de plasma controlada por computador. Essas tochas de plasma podem atingir temperaturas de mais de 50.000 graus Fahrenheit. Isso permite derreter facilmente peças de trabalho e criar cortes no material.
Os materiais usados com máquinas de corte a plasma devem ser eletricamente condutores. Exemplos de tais materiais incluem aço, alumínio, aço inoxidável, cobre e latão.
6. Máquinas retificadoras de precisão CNC
Você precisa de retificadoras de precisão quando precisa de usinagem CNC de precisão que requer rugosidade de superfície lisa. Essas retificadoras são essenciais para produzir peças com precisão excepcional. Em geral, tornos CNC e fresadoras CNC geralmente criam superfícies ásperas primeiro. Em seguida, são necessárias retificadoras para o tratamento final da superfície.
Materiais usados para usinagem de precisão CNC
O processo de usinagem de precisão pode processar uma ampla gama de materiais. Esses materiais de usinagem CNC são geralmente classificados da seguinte forma:
metais
A usinagem CNC de precisão é adequada para muitos metais, independentemente de sua dureza ou resistência. Este processo utiliza tecnologias avançadas que garantem o processamento eficaz desses metais.
Os metais comuns para usinagem de precisão CNC são:
- alumínio
- aço
- aço inoxidável
- cobre
- Latão
- Bronze
- titânio
Plásticos
A usinagem CNC de precisão pode funcionar com materiais plásticos simples ou técnicos. O processo entrega produtos de qualidade a preços competitivos, independente do seu plástico.
Algumas das matérias-primas plásticas para usinagem CNC são:
- Acrilonitrila butadieno estireno (ABS)
- Policarbonato (PC)
- Polimetilmetacrilato (PMMA)
- Polioximetileno (POM)
- Poliamida (PA)
Vantagens da usinagem de alta precisão
Precisão e repetibilidade são requisitos cruciais quando se trata de usinagem econômica e de alta qualidade. Em geral, a usinagem de precisão CNC se destaca em muitos aspectos para atender aos requisitos de desempenho e qualidade. Algumas das vantagens deste procedimento são:
1. Tecnologia de usinagem de alta qualidade
O equipamento de usinagem CNC de precisão é tecnologia de ponta que atende aos padrões da Indústria 4.0. Você elimina o trabalho excessivo e opera máquinas pesadas.
Independentemente da máquina-ferramenta CNC utilizada, os programas de computador agora permitem automatizar a maioria das operações. Eles são “operadores ativos” que manuseiam ferramentas de corte e transformam diversas matérias-primas em produtos finais desejados.
2. Melhor desempenho e confiabilidade
Embora os resultados de usinagem convencional sejam aceitáveis para algumas aplicações, requisitos rígidos de tolerância se aplicam a outras. Esses requisitos exigem usinagem de alta precisão.
Além disso, a maioria das indústrias geralmente exige muitas peças idênticas. Isto só é possível com a repetibilidade da usinagem de precisão CNC. Os processos de qualidade estão sempre em vigor, com máquinas CNC fazendo cortes semelhantes e garantindo a mesma qualidade em todas as peças.
3. Ampla gama de aplicações
Os processos de usinagem de precisão são compatíveis com vários materiais, incluindo metais e plásticos de alta qualidade. Essa flexibilidade ajuda empresas de todos os tamanhos a permanecerem competitivas e a oferecer designs e peças personalizados.
Além disso, alcançar repetidamente tolerâncias técnicas rigorosas pode ajudar a aumentar a confiança do cliente. Numerosas indústrias podem se beneficiar da usinagem CNC de precisão, incluindo automotiva, metalúrgica, aeroespacial, marinha, agricultura, bens de consumo, etc.
4. Qualidade confiável das peças
A qualidade da usinagem de precisão CNC é incomparável. Ao utilizar o controle numérico auxiliado por computador, todos os desvios que ocorrem na usinagem convencional são evitados.
O processo pode durar várias horas e requer manutenção mínima e software avançado para atender aos requisitos do projeto. Isto significa que mesmo as peças mais complexas podem ser criadas utilizando processos avançados para garantir a mais alta qualidade que excede as expectativas do cliente.
5. Tempos de ciclo reduzidos e custos trabalhistas mais baixos
A usinagem CNC de precisão pode atender às maiores demandas de produção sem interromper o uso da máquina, graças à automação aprimorada da usinagem e aos recursos de programação. Máquinas de alta precisão são projetadas para alta exatidão e fornecem resultados repetíveis.
No entanto, a usinagem convencional requer monitoramento e ajuste manual de ferramentas e velocidades de operação. Uma máquina CNC, por outro lado, pode executar programas criados offline. Um operador de máquina pode mudar de centro de usinagem e realizar diversas produções. O operador mantém as peças e ferramentas de carregamento e realiza rebarbação off-line e controle de qualidade.
Portanto a estrutura exige poucos operadores para o processo de monitoramento, o que reduz os custos trabalhistas. Também garante a criação mais rápida de componentes, independentemente da quantidade.
Aplicações de usinagem de precisão CNC
A usinagem CNC de precisão é uma técnica bem conhecida em vários setores devido à produção mais rápida, eficiência de custos, ampla gama de aplicações e alta qualidade do produto. Suas vantagens entram em jogo nesses setores.
1. Indústria automotiva
A indústria automotiva é um campo revolucionado no mundo de hoje. Todos os dias chegam ao mercado novas peças automóveis inovadoras, com versões de veículos atuais. As empresas automotivas preferem a usinagem CNC de precisão para desenvolver protótipos de alta qualidade antes de iniciar a produção em massa. Isso permite testes funcionais de mercado e alterações de design, se necessário.
2. Indústria médica
Os dispositivos no setor da saúde exigem a mais alta precisão devido aos seus requisitos de tolerância. Ferramentas como órteses, caixas de segurança, implantes, ajustes de ressonância magnética e mais frequentemente têm tolerâncias restritas. Somente a usinagem CNC precisa pode ajudar a conseguir isso.
3. Indústria aeroespacial
Tal como acontece com os carros, os aviões e outras aeronaves e naves espaciais exigem um alto nível de precisão. Qualquer defeito nestas peças pode colocar vidas humanas em perigo. Portanto, a usinagem de alta precisão auxilia na produção de peças para essa indústria. Esses componentes incluem aberturas do trem de pouso, buchas, distribuidores, asas, etc.
4. Indústria eletrônica
A indústria electrónica de consumo está actualmente a registar grandes reduções na força de trabalho e necessita de componentes mais pequenos e mais potentes. Essas peças foram projetadas para serem compactas e leves. A usinagem de precisão CNC pode atender a esses requisitos, mantendo tolerâncias muito rígidas, mesmo em produção de alto volume. As máquinas CNC podem produzir componentes como semicondutores, dissipadores de calor, placas de circuito e outros componentes eletrônicos de consumo.
5. Indústria militar e de defesa
Os sistemas de defesa de diferentes países agora têm novos projetos de sistemas de defesa, e a usinagem CNC de precisão é o principal processo para dar vida a esses projetos. Vários componentes podem ser fabricados usando vários materiais e técnicas disponíveis, incluindo munições, componentes de comunicações, peças planas, etc.
Concluindo
A usinagem de precisão CNC é uma técnica eficiente para a produção de peças de precisão personalizadas. Ela não apenas produz componentes excelentes, mas também economiza custos e ajuda você a colocar seus produtos no mercado com mais rapidez. Uma oficina de precisão CNC pode, portanto, garantir um melhor desempenho das peças, melhorando os resultados financeiros da sua empresa.
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Perguntas frequentes
Quão precisa pode ser uma máquina CNC?
As máquinas CNC podem oferecer um nível muito alto de precisão e ajudá-lo a atender a requisitos de tolerância extremamente rígidos. Independentemente da complexidade de suas peças, a usinagem de precisão CNC é a técnica preferida.
Quais limites de tolerância se aplicam à usinagem de precisão CNC?
O limite de tolerância padrão para usinagem CNC é de aproximadamente +/- 0,005 polegadas (0,127 mm). Com usinagem de precisão, entretanto, tolerâncias de até +/-0,0002 polegadas (0,00508 mm) podem ser alcançadas.
Qual é a máquina CNC mais precisa?
As máquinas CNC de 5 eixos são as fresadoras CNC mais precisas e rápidas do mercado. A usinagem CNC de 5 eixos usa os eixos lineares x, y e z e eles podem girar em torno de dois eixos diferentes (A e B). Portanto, a ferramenta pode moldar peças em qualquer direção.
