Quais materiais podem ser usinados no torneamento?

Em sua essência, a Usinagem CNC envolve os processos de tecnologia de usinagem de materiais. Em termos simples, sua tecnologia funciona por meio de mecanismos de remoção de material, que, a partir da entrada de um software auxiliado por computador, cria o produto. Isso é obtido por meio de ferramentas de corte, que modelam e “cortam” o produto final de um bloco sólido, também conhecido como blank ou peça de trabalho. 

Por que a usinagem CNC é tão utilizada?

O crescimento da popularidade da Usinagem CNC deriva da alta precisão e qualidade dos acabamentos que podem ser alcançados. Por quê? Porque a peça final foi criada a partir de um arquivo CAD. Com o projeto auxiliado por computador e, portanto, alta automação, há menos chance de erro.

Por este motivo, os preços do CNC são competitivos, tanto para peças personalizadas pontuais, quanto para produções de médio volume, porém você pode encontrar empresas que trabalharão com você para manter os custos baixos e, ao mesmo tempo, entregar um produto de alta qualidade. 

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A usinagem CNC é usada em várias indústrias devido ao risco reduzido de erro humano e alta precisão, produtos feitos com precisão. Para indústrias onde a produção em massa, eficiência de custos e precisão são essenciais, as técnicas de usinagem CNC são vistas como parte integrante do processo de produção.  

Benefícios da Usinagem CNC

  • Conveniência
  • Precisão 
  • Simplifica processos
  • Custo benefício 

A complexidade e complexidade das peças de engenharia de alto desempenho requerem um sistema complexo e intrincado que está à altura da tarefa. As capacidades de usinagem CNC, são amplamente difundidas e foram projetadas especificamente para atender à demanda por produtos de alta precisão. 

Indústrias que utilizam regularmente a Usinagem CNC em uma base diária:

  • Indústria médica
  • Indústria aeroespacial 
  • Indústria de transporte 
  • Indústria de petróleo e gás 
  • Indústria militar e de defesa 
  • Indústria de eletrônicos 
  • Indústria naval 
  • Indústria submarina 

 Que materiais podem ser usinados em um torneamento?

A usinagem CNC pode usar muitos materiais, desde que os próprios materiais tenham uma certa resistência para suportar o processo. 

Selecionar o material certo é crucial. 

Quase todos os materiais podem ser usinados CNC; os exemplos mais comuns incluem:

  • Metais como alumínio, ligas de aço, aço inoxidável e latão 
  • Plásticos como ABS, policarbonato, náilon, POM e PEEK.

Existem algumas restrições, incluindo uma espessura mínima de parede e uma proporção máxima de aspecto para alguns projetos, pois o material deve ser capaz de suportar a pressão e, às vezes, as vibrações das ferramentas de corte durante o processo de fabricação. 

Qual é o processo de Usinagem CNC?

Em geral, a usinagem CNC pode ser dividida em três etapas principais:

  • Engenheiros projetam um modelo CAD de uma peça
  • O maquinista transformando este arquivo CAD em um programa CNC, configurando a máquina
  • O programa CNC então retransmite as várias etapas para a máquina CNC, que, com pouca supervisão, cria a peça.

Este sistema de entrega é parte da razão pela qual a usinagem CNC é tão popular, já que há pouco espaço para erro humano, como mencionamos anteriormente. Contar com o projeto auxiliado por computador pode garantir a máxima precisão – a fabricação digital, no entanto, pode ter suas limitações (que discutiremos a seguir).

Tipos de usinagem CNC

A usinagem CNC pode ser dividida em vários tipos, incluindo:

  • Fresagem CNC
  • Torneamento CNC
  • Usinagem CNC de 5 eixos (multi-eixos)

 Fresagem CNC 

peça usinada com o fresamento CNC, a peça de trabalho é mantida estacionária na base da máquina e mantida no lugar por meio de um torno. O processo de tecnologia de usinagem subtrativa então funciona com o material sendo removido da peça bruta por ferramentas de corte e brocas. 

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Essas brocas e ferramentas giram em alta velocidade e sua finalidade é remover o material da pastilha de trabalho usando as instruções originadas do projeto CAD nos estágios iniciais de desenvolvimento.

Estas ferramentas são acopladas a um eixo – árvore e, no caso da Fresagem CNC, movem-se ao longo de 3 eixos lineares. 

Ocasionalmente, existem limitações para fresamento CNC – como geralmente existem 3 eixos para trabalhar, pode haver áreas que as ferramentas de corte podem não ser capazes de alcançar. Múltiplas rotações, mão de obra extra e custos de usinagem precisarão ser considerados neste momento. 

As peças  e materiais que requerem fresamento CNC geralmente serão produzidas se tiverem geometrias simples, com as quais uma máquina de 3 eixos pode trabalhar confortavelmente. É fácil programar e operar uma fresadora de 3 eixos, o que significa excelente precisão e baixo custo.

Torneamento / Tornos CNC 

A peça usinada de trabalho é mantida em posição no fuso enquanto gira em alta velocidade. As técnicas de torneamento CNC têm o menor custo por unidade e são adequadas apenas para peças geométricas com simetria rotacional. Por exemplo, arruelas e parafusos podem ser produzidos em massa usando tornos CNC.

O torneamento CNC é uma opção econômica se você estiver produzindo peças simétricas em massa. Tornos CNC são amplamente usados ​​para produzir peças a uma taxa muito mais alta e menor custo por unidade. 

Processo de Torneamento CNC 

A barra ou peça de trabalho é mantida no fuso enquanto gira em alta velocidade, enquanto a ferramenta de corte ou broca central traça o perímetro interno / externo da peça, formando a geometria. 

A ferramenta não gira com o Torneamento CNC, e sim se move ao longo de direções polares radialmente e no sentido do comprimento. 

Usinagem CNC de 5 eixos (multi-eixos)

Projetos mais complicados e intrincados que podem não seguir os projetos simples de uma fresadora CNC de 3 eixos podem precisar do uso de uma fresadora CNC de 5 eixos. Como o nome sugere, esta máquina opera através do uso de 5 eixos, ao invés de 3. Devido a um maior número de eixos, modelos de design mais complexos podem ser configurados. 

No entanto, isso tem um custo mais alto! 

Com mais liberdade e mais flexibilidade de rotação dos materiais, recursos avançados podem ser alcançados. No entanto, máquinas e operadores especializados podem custar mais caro, então, quando você estiver no estágio CAD de seu produto, faça com que seus projetistas tornem os vetores o mais simples possível. 

O acesso à peça de trabalho pode ser obtido de um ângulo diferente com o modelo de 5 eixos, o que significa que a base da máquina e o cabeçote da ferramenta também podem se mover junto com os três pontos de acesso. 

Use 5 eixos de usinagem para:

  • Recursos complexos
  • Designs orgânicos
  • Contornos suaves

 Quais são as limitações da usinagem CNC?

A geometria interna oculta pode ser problemática, com um limite para a profundidade máxima do rebaixo. As peças de trabalho também podem deformar e vibrar durante a produção, o corte força uma mudança de temperatura que pode resultar em deformações, o que significa que, em alguns casos, um design pode ser muito complicado para os processos CNC de 5 eixos padrão. 

Cavidades profundas, da mesma forma, não podem ser facilmente usinadas por CNC, as ferramentas podem defletir e vibrar durante a usinagem (conhecido como vibração) e, com tolerâncias mais frouxas, pode ocorrer quebra da ferramenta. Além disso, o reposicionamento manual pode ser necessário. 

Em essência, a geometria de uma peça determina a maneira como será realizada na máquina CNC, refletindo o número de configurações necessárias. Embora a automação seja hoje considerada muito mais eficiente do que os processos humanos, o fato de ser automatizada não deixa um caminho claro para projetos mais complicados. 

Tendo isso em mente, ao projetar uma peça, você provavelmente deve considerar:

  • Profundidade do buraco 
  • espessura da parede
  • Raios internos
  • Profundidade de corte
  • Tipo de canto, cantos quadrados são mais caros porque as ferramentas de corte são arredondadas

Fatores que afetam o processo de usinagem CNC

Ao desenvolver seu modelo CAD 2D, é importante considerar fatores como:

  • Espessura mínima da peça
  • Tamanho máximo da peça
  • Complexidade de cavidades / características internas

Acabamentos de usinagem CNC

Ao lado do próprio material, haverá diferentes acabamentos de superfície, incluindo:

  • Esmerilhamento
  • Polimento
  • Jateamento
  • Galvanoplastia
  • Knurling
  • Honing
  • Anodização
  • Cromagem
  • Revestimento em Pó

Dependendo do destinatário na cadeia de abastecimento, seja outro fornecedor, cliente ou cliente, o acabamento da peça provavelmente será diferente. Por exemplo, em alguns casos, o acabamento padrão de fábrica será aceitável; no entanto, em alguns casos, um acabamento ou revestimento de mais alta qualidade pode ser necessário. Isso vai depender da indústria também. Os acabamentos de superfície irão alterar fatores como:

  • A aparência do produto
  • A textura da superfície
  • Rugosidade / dureza de acabamento
  • Resistência química

 

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