O que é usinagem CNC?

CNC significa Controle Numérico Computadorizado, então a usinagem CNC pode ser definida como um processo de fabricação em que um código computacional controla os parâmetros do processo, incluindo:

• Movimento do cabeçote da máquina-ferramenta.
• Movimento da peça ou avanço.
• Velocidade de rotação.
• Seleção de ferramentas para cabeçotes multiferramentas.
• Quantidade de líquido de arrefecimento, se necessário.

Em palavras simples, significa usar poder computacional para controlar e monitorar todos os movimentos necessários de uma máquina para fabricar peças a partir de matéria-prima.

Como funciona a usinagem CNC?

Basicamente, o programa CNC fornece comandos que a máquina pode ler e entender. Esses comandos informam aos motores da máquina quando e como mover os componentes correspondentes para alcançar os resultados desejados.

As primeiras máquinas CNC usavam cartões perfurados com código escrito e tinham flexibilidade limitada para o movimento da ferramenta.

No entanto, as máquinas CNC atuais podem ser associadas a softwares CAD/CAM (Projeto Assistido por Computador/Manufatura Assistida por Computador). Isso significa que o projetista pode criar um modelo 3D da peça e, em seguida, traduzir os parâmetros da peça para um programa CNC por meio do software CAM.

Este programa final, criado pelo software CAM, é inserido na máquina e o processo de fabricação tem início. A peça é finalizada quando a máquina termina de executar o programa.

Outro aspecto importante das atuais e mais sofisticadas máquinas CNC é a flexibilidade que elas possuem, pois podem se mover em uma faixa de 2,5 eixos, 3 eixos ou 5 eixos dependendo do tipo de máquina.

Usinagem CNC para madeira
Embora muitos possam pensar que a marcenaria é uma arte reservada apenas aos entalhadores mais habilidosos, a verdade é que a usinagem CNC permite um trabalho mais eficiente, mesmo para os designs mais complexos.

Com a usinagem CNC para madeira, é possível produzir peças maiores em menos tempo. Ela também permite que o marceneiro mantenha intacta a beleza natural e a resistência da madeira utilizada, algo difícil de conseguir com outros tipos de máquinas para processamento de madeira.

Outros benefícios do uso de usinagem CNC para madeira são:

• Formas complexas que são muito difíceis para trabalho manual podem ser obtidas facilmente.
• Maior precisão e tempos de produção mais curtos.
• Maior eficiência e redução de desperdício de material.
• Aumento da lucratividade.

Usinagem CNC para a indústria médica
É sabido que a indústria médica é muito exigente, com todos os padrões que devem ser atendidos. É o caso da usinagem CNC para a indústria médica.

Felizmente, como foi mencionado acima, os principais benefícios da usinagem CNC são alta eficiência e alta precisão, o que quase não deixa espaço para erros.

Isso torna a usinagem CNC para a indústria médica a melhor opção de fabricação no setor, sendo a usinagem de precisão a alternativa escolhida para atender aos rigorosos requisitos de tolerância. Outros requisitos comuns incluem:

• Geometrias complexas que geralmente requerem máquinas de 5 eixos.
• Níveis de limpeza muito altos.
• Possibilidade de usinagem de diferentes materiais especiais.
• Acabamento de superfície de alto nível.

Aplicações comuns de usinagem CNC para a indústria médica incluem:

• Implantes e próteses.
• Instrumentos cirúrgicos.
• Componentes eletrônicos para equipamentos médicos.
• Microdispositivos médicos que requerem microusinagem.

Usinagem CNC para fundição
A fundição é um processo de fabricação que depende de bons moldes para obter os resultados desejados. Isso significa que é necessário selecionar o melhor processo para produzir os moldes.

A usinagem CNC para fundição em máquinas de 5 eixos reduz a chance de erro devido à necessidade de mover a peça fundida entre as operações de usinagem. Essa redução de erro permite que a peça fundida atenda às tolerâncias mais rigorosas.

Outra boa aplicação da usinagem CNC para fundição é que a maioria das peças fundidas requer um pós-processamento para melhorar o acabamento superficial. A usinagem CNC para fundição permite obter o acabamento superficial desejado de forma rápida e eficiente.

Além disso, a usinagem CNC pode lidar com o tipo de materiais comumente usados ​​para peças fundidas, como o alumínio, o que pode ser um problema para outros problemas de fabricação.

Usinagem CNC para alumínio

Por ser um metal leve, o alumínio é o material preferido para muitas aplicações, sendo os setores automotivo e aeroespacial os mais utilizados. No entanto, seu uso em algumas dessas aplicações requer formas muito complexas.

Além disso, podem ser necessárias peças finas, o que aumenta a possibilidade de deformação devido à baixa dureza e alta expansão térmica do material.

É aqui que a usinagem CNC para alumínio se torna importante. A usinagem CNC de 5 eixos para alumínio oferece benefícios como:

• É simples de configurar, o que reduz os prazos de entrega e melhora a eficiência
• Permite trabalhar com geometrias complexas graças à capacidade de evitar colisões com o porta-ferramentas ao inclinar a mesa do wok ou a ferramenta de corte.
• Ele pode usar ferramentas mais curtas e mais rígidas, algumas com altas velocidades de rotação do eixo, o que é obtido pela redução da carga na ferramenta de corte.
• As peças não precisam passar por diferentes estações de trabalho, o que significa que os erros são reduzidos, a precisão é aumentada e a qualidade é garantida.
• Essas máquinas podem utilizar outras alternativas, como corte a jato de água ou corte a laser, que eliminam os problemas de trabalhar com peças de alumínio muito finas.

Usinagem CNC para peças aeroespaciais

Com o número de componentes necessários para montar uma aeronave e a complexidade desses componentes, fica claro que a indústria aeroespacial exige a maior precisão e eficiência possíveis em um processo de fabricação.

Portanto, a usinagem CNC para peças aeroespaciais cresceu em popularidade e agora é a opção preferida para a fabricação de componentes aeroespaciais.

A usinagem CNC para peças aeroespaciais precisa lidar com requisitos complexos como:

• Trabalhando com paredes finas.
• Limitar a deformação do material, por exemplo, ao trabalhar com alumínio e outros materiais leves.
• Trabalhando com geometrias curvas e complexas.

Por outro lado, a usinagem CNC é a melhor opção para a produção de peças aeroespaciais, pois oferece os seguintes benefícios:

• É um processo econômico.
• Pode fornecer resultados de alta qualidade.
• Pode trabalhar com designs personalizados.
• Ele fornece alta precisão e engenharia de exatidão.
• Reduz e, às vezes, elimina erros humanos.
• Pode produzir geometrias complexas.

Usinagem CNC para joias

No passado, as joias eram feitas à mão apenas por artesãos qualificados. No entanto, isso não é mais o caso, pois cada vez mais produtores de joias estão implementando métodos para melhorar sua eficiência e aumentar sua lucratividade.

A usinagem CNC para joias auxilia artesãos e produtores de joias em geral de diferentes maneiras. Os benefícios mais comuns encontrados são:

• Crie facilmente modelos mestres para fundir as joias.
• Crie moldes de fundição rapidamente com alta precisão.
• Crie joias finas para uso final usando máquinas CNC sofisticadas.
• Crie gravações personalizadas com rapidez e precisão.
• Acabamento fácil de joias com processos de lapidação de mármore e polimento de joias.

Tolerâncias de usinagem CNC

É verdade que a usinagem CNC elevou a precisão da fabricação a níveis altíssimos. No entanto, como acontece com outros processos de fabricação, as dimensões do produto final nunca são perfeitas. E é aqui que as tolerâncias da usinagem CNC desempenham um papel importante.

É importante lembrar que as tolerâncias representam a variação máxima permitida para as mesmas dimensões de duas peças da mesma série. Elas geralmente são definidas na fase de projeto.

Há diferentes aspectos a serem considerados ao definir as tolerâncias necessárias:

• Componentes de acoplamento.
• Tipo de materiais.
• Processos de fabricação disponíveis.
• Tolerâncias mais rigorosas costumam ser mais caras de serem alcançadas.

As tolerâncias são geralmente classificadas de acordo com o quão rígidas elas são nos seguintes grupos:

• Tolerâncias finas.
• Tolerâncias médias.
• Tolerâncias grosseiras.
• Tolerâncias muito grosseiras.

Em geral, os limites para cada grupo são definidos com base em Normas Internacionais, incluindo ANSI B4.1, ANSI B4.2, ISO 286, ISO 1829, ISO 2768, EN 20286 e JIS B 0401.

Para tolerâncias de usinagem CNC, os limites padrão estão na faixa de ± 0,005" ou 0,13 mm. No entanto, alguns serviços muito sofisticados afirmam que podem fornecer tolerâncias de usinagem CNC de até ± 0,0025 mm.

Aqui estão algumas tolerâncias padrão de usinagem CNC, dependendo do processo CNC:

• Torno — ±0,005″ (0,13 mm)
• Roteador — ± 0,005″ (0,13 mm)
• Fresamento de 3 eixos — ± 0,005″ (0,13 mm)
• Fresamento de 5 eixos — ± 0,005″ (0,13 mm)
• Gravação — ± 0,005″ (0,13 mm)
• Planicidade — ± 0,010″ (0,25 mm)