O que significa CNC? Você já se perguntou: “O que significa CNC?” A usinagem CNC, ou fabricação CNC, é um processo que utiliza máquinas de controle numérico computadorizado (CNC), que são ferramentas como fresas e tornos guiados por instruções de computador que controlam a precisão dos instrumentos.

O que é usinagem CNC? CNC significa "Computer Numerical Control" e a usinagem CNC é definida como um processo de fabricação subtrativo, geralmente usando controles de computador e máquinas-ferramentas, para produzir peças personalizadas. Esta é uma forma fundamentalmente diferente de fabricação em comparação com as tecnologias aditivas (impressão 3D) ou formativas (moldagem por injeção). Os mecanismos de remoção de material têm implicações significativas nos benefícios, limitações e restrições de projeto do CNC. A usinagem CNC é uma tecnologia de fabricação digital: produz peças de alta precisão com excelentes propriedades físicas diretamente de um arquivo CAD. Devido ao alto nível de automação, o CNC tem preços competitivos tanto para peças personalizadas únicas quanto para produções de médio volume.

Processo de Usinagem CNC:

A usinagem CNC é um processo de fabricação que utiliza controles de computador para operar e manipular máquinas e ferramentas de corte para moldar matérias-primas, como metal, plástico, madeira, espuma, compósitos, etc., para produzir peças personalizadas.

O processo e as operações de usinagem CNC incluem as seguintes etapas:

Desenhar modelos CAD

Converta arquivos CAD em programas CNC

Equipado com máquina CNC ou centro de usinagem CNC

Execute as instruções de operação de usinagem.

Tipos de máquinas CNC

As primeiras máquinas de controle numérico datam da década de 1940, quando os motores foram empregados pela primeira vez para controlar o movimento de ferramentas pré-existentes. À medida que as tecnologias avançavam, os mecanismos foram aprimorados com computadores analógicos e, finalmente, com computadores digitais, levando ao surgimento da usinagem CNC.

A grande maioria dos arsenais CNC atuais é totalmente eletrônica. Alguns dos processos mais comuns operados por CNC incluem soldagem ultrassônica, perfuração e corte a laser. As máquinas usadas com mais frequência em sistemas CNC incluem as seguintes:

Fresadoras CNC As fresadoras CNC são capazes de executar programas compostos de prompts baseados em números e letras que orientam as peças em várias distâncias. A programação empregada para uma máquina de moinho pode ser baseada no código G ou em alguma linguagem exclusiva desenvolvida por uma equipe de fabricação. As fresadoras básicas consistem em um sistema de três eixos (X, Y e Z), embora a maioria das fresadoras mais novas possam acomodar três eixos adicionais.

Fresagem CNC de 3 eixos As máquinas são muito comuns, pois podem ser usadas para produzir as geometrias mais comuns. Eles são relativamente fáceis de programar e operar, então os custos iniciais de usinagem são relativamente baixos.

O acesso à ferramenta pode ser uma restrição de projeto no fresamento CNC. Como existem apenas três eixos para trabalhar, certas áreas podem ser impossíveis de alcançar. Isso não é um grande problema se a peça de trabalho precisar ser girada apenas uma vez, mas se forem necessárias várias rotações, os custos de mão de obra e usinagem aumentam rapidamente.

Usinagem CNC de 5 eixos descreve um sistema de fabricação computadorizado controlado numericamente que adiciona aos movimentos lineares de 3 eixos da máquina-ferramenta tradicional (X, Y, Z) dois eixos rotacionais para fornecer à máquina-ferramenta acesso a cinco dos seis lados da peça em uma única operação. Ao adicionar um dispositivo de fixação de trabalho giratório e inclinado (ou munhão) à mesa de trabalho, a fresadora se torna o que é chamado de máquina 3+2, ou indexada ou posicional, permitindo que a fresa se aproxime de cinco dos seis lados de uma peça de trabalho prismática a 90° sem que o operador tenha que reajustar a peça de trabalho.

No entanto, não é exatamente uma fresadora de 5 eixos, porque o quarto e o quinto eixos não se movem durante as operações de usinagem. Acrescentar servomotores aos eixos adicionais, mais o controle computadorizado para eles – a parte do CNC – o tornaria um. Essa máquina - que é capaz de contornos simultâneos completos - às vezes é chamada de fresadora CNC de 5 eixos "contínua" ou "simultânea". Os dois eixos adicionais também podem ser incorporados no cabeçote de usinagem ou divididos – um eixo na mesa e outro no cabeçote.

Os tornos CNC são amplamente utilizados, porque podem produzir peças a uma taxa muito maior e a um custo unitário menor do que as fresadoras CNC. Isso é especialmente relevante para volumes maiores.

A principal restrição de projeto dos tornos CNC é que eles só podem produzir peças com perfil cilíndrico (pense em parafusos ou arruelas). Para superar essa limitação, os recursos da peça geralmente são usinados em CNC em uma etapa de usinagem separada. Como alternativa, os centros CNC de torneamento fresado de 5 eixos podem ser usados para produzir a mesma geometria em uma etapa.

Máquinas de descarga elétrica

A usinagem por descarga elétrica (EDM) — também chamada de usinagem por imersão e faísca — é um processo quemolda peças de trabalho em formas específicas com faíscas elétricas. Com EDM, ocorrem descargas de corrente entre dois eletrodos, e isso remove seções de uma determinada peça de trabalho.

Quando o espaço entre os eletrodos torna-se menor, o campo elétrico torna-se mais intenso e, portanto, mais forte que o dielétrico. Isso permite que uma corrente passe entre os dois eletrodos. Consequentemente, partes de uma peça de trabalho são removidas por cada eletrodo. Os subtipos de EDM incluem:

Wire EDM: Wire EDM usa erosão por faísca para remover porções de um material eletronicamente condutor.

Sinker EDM: O Sinker EDM utiliza um eletrodo e uma peça de trabalho embebidos em fluido dielétrico para fins de formação da peça.

Em um processo conhecido como flushing, os detritos de cada peça de trabalho acabada são levados por um dielétrico líquido, que aparece quando a corrente entre os dois eletrodos é interrompida e destina-se a eliminar quaisquer cargas elétricas adicionais.

Cortadores a Jato de Água

Na usinagem CNC, os jatos de água são ferramentas que cortam materiais duros, como granito e metal, com aplicações de água em alta pressão. Em alguns casos, a água é misturada com areia ou alguma outra substância abrasiva forte. As empresas geralmente moldam peças de máquinas de fábrica por meio desse processo.

Os jatos de água são empregados como uma alternativa mais fria para materiais que não suportam os processos intensivos em calor de outras máquinas CNC. Devido à sua natureza mais fria, diversos setores como o aeroespacial e o de mineração contam com jatos d'água, onde os utilizam para talha e corte, entre outras funções. As empresas também usam cortadores de jato de água para aplicações que exigem cortes muito complexos no material, pois a falta de calor evita qualquer alteração nas propriedades intrínsecas do material que podem resultar do corte de metal sobre metal.

Materiais de Usinagem CNC

O processo de usinagem CNC é adequado para uma variedade de materiais de engenharia, incluindo:

Metal (por exemplo, alumínio, latão, aço inoxidável, liga de aço, etc.)

Plástico (por exemplo, PEEK, PTFE, nylon, etc.)

Madeira

Espuma

Compósitos

O material ideal para seleção a ser aplicado a uma aplicação de fabricação CNC depende muito da aplicação de fabricação específica e de suas especificações. A maioria dos materiais pode ser usinada, desde que possam suportar o processo de usinagem, ou seja, tenham dureza suficiente, resistência à tração, resistência ao cisalhamento e resistência química e à temperatura.

O material da peça de trabalho e suas propriedades físicas são usados para determinar a velocidade de corte ideal, taxa de avanço de corte e profundidade de corte. Medida em pés de superfície por minuto, a velocidade de corte refere-se à rapidez com que a máquina-ferramenta corta ou remove material da peça de trabalho. A taxa de avanço – medida em polegadas por minuto – é uma medida da velocidade com que a peça de trabalho avança em direção à máquina-ferramenta, e a profundidade de corte é a profundidade com que a ferramenta de corte corta a peça de trabalho. Normalmente, a peça de trabalho primeiro passa por uma fase inicial na qual é usinada grosseiramente para a forma e dimensões aproximadas e personalizadas e, em seguida, passa por uma fase de acabamento na qual experimenta taxas de avanço mais lentas e profundidades de corte mais rasas para atingir seu formato mais preciso e especificações precisas.

Aplicações da usinagem CNC

Uma das melhores coisas sobre a usinagem CNC é a ampla gama de aplicações que ela encontrou ao longo dos anos.

Aqui, reunimos alguns exemplos recentes para ilustrar como os profissionais exploraram os benefícios da usinagem CNC para obter os melhores resultados em diferentes situações industriais. Use-os como inspiração para seus projetos.

Aeroespacial

Aeroespacial foi uma das primeiras indústrias a usar usinagem CNC. Isso se deve à sua capacidade de fabricar peças leves com excelentes propriedades físicas e tolerâncias muito rígidas. A usinagem CNC é usada tanto para peças de aeronaves quanto durante as fases de desenvolvimento.

Automotivo

A usinagem CNC tem aplicações na indústria automotiva quando é necessária a fabricação de peças personalizadas de alto desempenho.

Elétrico

A usinagem CNC também ajuda na prototipagem e produção de eletrônicos de consumo. Esses eletrônicos incluem laptops, smartphones e muitos outros. O chassi de um Apple MacBook, por exemplo, vem da usinagem CNC do alumínio extrudado e depois anodizado.

Médico

A usinagem CNC oferece seu uso em vários materiais medicamente seguros. Como o processo é adequado para peças customizadas únicas, ele tem muitas aplicações na indústria médica. As tolerâncias rígidas oferecidas pela usinagem CNC são essenciais para o alto desempenho dos componentes médicos usinados.

Equipamento de comunicação

As empresas de comunicação contam com peças de qualidade premium no design de seus equipamentos. A qualidade inferior pode causar falha no equipamento, levando a chamadas interrompidas, transmissão de vídeo ruim e blecautes de transmissão via satélite. A usinagem CNC é uma das melhores maneiras de garantir equipamentos de telecomunicações fabricados com precisão. A tecnologia de computador permite o design e a produção de peças especiais intrincadas. Os mecânicos CNC têm acesso a uma série de técnicas de usinagem inovadoras quedeixe-os produzir até as peças mais complexas.

robótica

A precisão dimensional é vital na robótica. Os robôs geralmente trabalham entre pontos fixos no espaço e não podem aceitar grandes desvios na precisão dimensional. Na GT, oferecemos usinagem CNC com tolerância padrão de ±0,05 mm e tolerâncias maiores mediante solicitação. Isso é crucial para aplicações que exigem movimentos precisos e altamente repetíveis.

A usinagem CNC permite que o acabamento da superfície seja controlado com precisão. Em muitos casos robóticos em que é necessário agarrar ou aspirar, a planicidade da peça e a rugosidade da superfície são propriedades críticas. A usinagem CNC pode produzir peças com uma rugosidade superficial de Ra 0,8 μm e ainda menor com processos de acabamento adicionais.

Palavras Finais

O fresamento CNC é um processo extremamente eficiente que ajuda a remover o material de uma peça de trabalho com complexidades geométricas variadas. Portanto, você deve tomar uma decisão de compra com cuidado com base em seus requisitos, orçamento e horas de trabalho.

A maioria das pequenas fábricas de máquinas não precisa trabalhar em padrões geométricos intrincados; portanto, uma máquina de 3 eixos faz o trabalho por eles. Para aplicações especializadas, como trabalhar em geometrias complexas, os maquinistas devem adquirir uma máquina de 4 eixos. Se você precisa de máxima precisão em suas peças usinadas e está trabalhando em geometrias complexas e inclinadas, uma máquina de 5 eixos é a certa para você.

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