Desde a Revolução Industrial, as empresas têm procurado formas novas e mais eficazes de aumentar a sua produção e de aproveitar ao máximo os seus recursos.
No final dos anos 40, John T. Parsons desenvolveu a noção de "Controle Numérico" (NC) com máquinas que perfuravam fitas, e esse foi o começo de algo que teria um impacto duradouro.
CNC ou 'Controle Numérico Computadorizado' foi o avanço tecnológico desse processo, e existe desde 1952, quando Richard Kegg (em colaboração com o MIT) desenvolveu a primeira fresadora CNC (a Cincinnati Milacron Hydrotel - patenteada em 1958 como 'Aparelho Controlado por Motor para Máquina-Ferramenta de Posicionamento') - esse foi o verdadeiro nascimento comercial da tecnologia, e ela percorreu um longo caminho desde então.
À medida que os avanços na tecnologia informática, a impressão 3D e outras inovações alteram o cenário tecnológico, a complexidade e os detalhes de muitos trabalhos de corte e processamento tornam-se mais complexos e a maquinação CNC teve de se adaptar para acompanhar, especialmente com o advento da impressão 3D (que é sem dúvida um dos seus maiores concorrentes).
CNC é um código programável que é projetado e inserido em máquinas específicas e permite que elas realizem movimentos precisos - pegando um objeto virtual (o design) e transformando-o em um objeto real (o produto).
Como esse código é transformado em "coordenadas cartesianas", as máquinas funcionam quase como robôs, proporcionando um nível superior de precisão e uma qualidade que sempre será tão boa quanto seu projeto original.
Quando falamos de “usinagem” CNC, estamos a falar de fresagem, torneamento e furação – mas no geral, o termo maquinação abrange uma vasta gama de tecnologia mecânica que envolve contacto físico para remover material, utilizando uma gama de ferramentas para o fazer. .
Toda usinagem CNC utiliza máquinas CNC, mas nem todas são para usinagem - e isso se deve ao controle numérico computadorizado e à utilização de sistemas informatizados que permitem a automatização do método - as máquinas CNC podem incluir diferentes tipos de fresas (como como plasma ou laser), dobradeiras e assim por diante, mas também inclui computadores.
Neste artigo, vamos analisar mais profundamente a fresagem CNC e a furação CNC, discutindo o que esses termos significam, como as máquinas funcionam e qual a diferença entre esses dois estilos tecnológicos. Depois, veremos como eles estão sendo usados e o que o futuro reserva para a usinagem CNC à medida que ela compete com outras tecnologias e inovações.
O que é Fresagem CNC?
Quando se trata de Fresagem CNC, o processo é subtrativo, que utiliza o sistema de controle numérico computadorizado para automação, e artesanal retirando materiais até que os projetos finalizados e acabados sejam formulados.
Fresamento é o termo usado para o processo de corte e perfuração de materiais (geralmente madeira, plástico ou metal) e geralmente utiliza uma ferramenta cilíndrica rotativa (uma fresa) que é presa em um fuso. Eles podem variar em forma e tamanho e oferecem a capacidade de se mover ao longo de um eixo diferente para cortar em ângulos diferentes para criar ranhuras, furos e detalhes no material.
Antes da tecnologia CNC, as fresadoras vinham em uma variedade de tipos (variando individualmente de máquinas de 2 a 5 eixos) com cada valor numérico progressivo adicionando um eixo ou função diferente. Como as fresadoras CNC são operadas por computador, elas fazem uso de qualquer número de eixos (de 2 a 5) e não exigem operação manual.
As fresadoras CNC modernas podem ser montadas como centros de usinagem horizontais e verticais - uma máquina vertical tem o eixo orientado na posição vertical e geralmente possui ferramentas de corte longas e finas - geralmente são mais baratas que as fresadoras horizontais (os preços podem chegar a 4- 5x diferentes) e são mais vistos em oficinas (devido à disponibilidade proporcionada pelo preço mais baixo), e são considerados mais fáceis de usar (com maior visibilidade do usuário na zona de trabalho).
As máquinas horizontais são orientadas com o eixo na posição horizontal e geralmente possuem ferramentas de corte mais curtas e mais grossas. Ao comparar as duas, as máquinas horizontais são consideradas menos versáteis, mas também muito mais adequadas para trabalhos longos com materiais, pois também permitem a criação de peças com menos operações, melhor acabamento superficial e fresamento mais rápido.
Devido à enorme variedade de designs que podem ser criados com uma máquina CNC, não é nenhuma surpresa descobrir que há uma variedade de diferentes tipos de fresadoras CNC disponíveis, variando em tamanho para melhor atender aos trabalhos para os quais são utilizadas - como Fresas de torre, que trabalham verticalmente com um fuso fixo (a mesa se ajusta para fazer o trabalho), que são mais adequadas para trabalhos detalhados, ou Fresas de base que são construídas em estruturas maiores e mais rígidas e são frequentemente utilizadas para produção de médio porte que o A torre seria pequena demais para ser manuseada.
Escolher a máquina certa para o trabalho é uma decisão importante, pois os diferentes tamanhos, funções e capacidades operacionais desempenham um papel importante na adequação ou não da finalidade.
O processo de fresamento tem várias etapas diferentes que o acompanham do início ao fim - projetar a peça necessária em CAD (Computer-Aided Design), traduzir esse arquivo em código de máquina, configurar o maquinário e permitir a criação da peça.
É preciso ter cuidado, especialmente no estágio inicial, para garantir que o modelo que está sendo projetado seja possível de produzir e que a máquina esteja configurada corretamente para manuseá-lo.
O que é Perfuração CNC?
Ao contrário da fresagem CNC, que utiliza múltiplos eixos e movimentos para formar um produto ou peça, a furação CNC é um processo que utiliza uma ferramenta de corte rotativa, que produz furos redondos, isso é feito em uma peça estacionária e é comumente implementado para produção em massa, pois é torna a linha de produção mais eficiente.
Semelhante à fresadora CNC, essas máquinas utilizam código de computador para automatizar o processo de furação, pois trabalham em conjunto com o software CNC que vê um projeto criado em CAD formatado em código e inserido na máquina, onde segue as instruções para furar com aumento precisão e eficiência em comparação com métodos tradicionais.
Embora as máquinas de perfuração CNC sejam mais comumente encontradas em ambientes industriais, uma gama mais ampla de máquinas mais baratas está se tornando disponível e abrindo seu uso para amadores e pequenas empresas.
Essas máquinas são capazes de trabalhar com diversos materiais, como vidro, madeira, plásticos e metais macios. Eles vêm em uma variedade de tamanhos e estilos, incluindo verticais, de bancada e radiais – e há vários elementos em cada máquina, como o fuso (para fixar o mandril e a broca), a mesa (para fornecer o espaço de trabalho para a perfuração). máquina), uma coluna (para suportar os elementos da máquina CNC), broca (para o trabalho real) e interface (para controlar máquinas com entrada do operador).
Há uma variedade de fatores a serem considerados ao olhar para uma furadeira CNC, incluindo o tamanho da área de trabalho disponível, sua compatibilidade com os projetos em questão, durabilidade, nível de torque, velocidade do fuso e usabilidade.
Uma vez configurada a máquina, as fases de usabilidade vão desde o operador carregar o projeto CAD ou CAM (Computer-Aided Manufacturing) para ser convertido em código, instalar a broca correta, fixar a matéria-prima na mesa, iniciar o processo de perfuração através da interface e deixando a máquina trabalhar fazendo furos de tamanhos e diâmetros apropriados.
Usos da fresagem CNC
As fresadoras CNC, com suas versáteis habilidades de corte e precisão superior, são usadas em muitos setores diferentes e para uma variedade de peças ou produtos diferentes.
Existe uma grande variedade de ferramentas de corte disponíveis para a maioria das máquinas, e estas permitem maior flexibilidade e oportunidades de trabalhar com diferentes materiais, o que aumenta ainda mais a usabilidade da Fresagem CNC em diferentes linhas de trabalho.
Os quatro principais tipos de cobertura de fresagem:
- Moagem Simples
- Também conhecido como fresamento de laje ou superfície, é usado para criar uma superfície plana
- Fresamento de face
- O eixo rotativo é posicionado perpendicularmente à superfície do material e combinado com ferramentas de corte de dentes para cortar matérias-primas, sendo aquelas em contato com o material plano utilizadas para acabamento.
- Moagem Angular
- Como você pode esperar pelo nome, isso envolve o eixo da ferramenta sendo definido em um ângulo em relação à superfície da matéria-prima, e isso fornece um ponto médio entre o fresamento simples e o fresamento de face.
- Fresagem de Formulário
- É a fresagem utilizada para criar peças que não possuem superfícies planas, e as máquinas envolvidas muitas vezes são equipadas com múltiplas ferramentas diferentes durante a tarefa, para obter as curvas ou formas desejadas.
Devido à versatilidade que o processo de fresamento CNC traz (você é basicamente limitado apenas pela trabalhabilidade do design), as técnicas são usadas para um grande número de projetos. Elas são talvez mais comumente associadas às indústrias automobilística e aeroespacial (criando peças de carro e avião, respectivamente), mas devido à sua compatibilidade com uma variedade de materiais (como aço, alumínio, cobre, titânio, bronze, madeira, náilon, poliuretano extrudado, pedra e plástico), o processo também é usado para projetos como:
- escultura
- Protótipo e Modelagem
- Carpintaria
- Instrumentos
- Usinagem de Alumínio
- Usinagem de Plástico
- Mobiliário
- Signage
- Armário e estantes
Dependendo do projeto, do uso (seja para um hobby ou um complexo industrial) e da escala do projeto, há uma enorme variedade de usos que as fresadoras CNC podem oferecer.
Usos da perfuração CNC
Para projetos que exigem maior grau de precisão, maior versatilidade e maior reprodutibilidade, as furadeiras CNC são uma opção inteligente – porque trabalham sob medida, não há erro humano envolvido no processo, as máquinas criarão peças que replicam o CAD / Design CAM, que permite obter alta consistência durante e entre lotes – isso fez com que a perfuração CNC se tornasse uma opção popular para a criação de peças como cubos, eixos de máquinas, peças brutas de engrenagens, perfis de alumínio ou plástico e muito mais.
As máquinas de perfuração com CNC são usadas principalmente para alargamento, chanfro e perfuração - e são amplamente utilizadas pelas indústrias automobilística, aeronáutica, astronáutica, construção naval e engenharia para peças complexas.
As aplicações comuns dessas máquinas incluem:
- Fabricação de metal
- Furos de precisão são feitos em materiais metálicos sólidos para criar peças de precisão. Essas técnicas são frequentemente encontradas em projetos da indústria automobilística, aeroespacial e de construção para produzir peças finais.
- Fabricação de Madeira
- A máquina CNC faz parte das operações padrão dos fabricantes de madeira (como marceneiros, marceneiros, etc). A furadeira é frequentemente usada em conjunto com outras máquinas CNC para fornecer níveis padronizados de torneamento, fresamento e retificação.
- Fabricação de componentes e peças.
- É comum que os fabricantes usem uma máquina CNC para furar, especialmente em indústrias onde a precisão e a repetibilidade não são apenas algo agradável de se ter, mas também essenciais para o sucesso dos produtos (como a informática).
- Fabricação de Plásticos
- Devido à sua versatilidade e capacidade de trabalhar com diferentes estilos e ferramentas para criar produtos padronizados, os fabricantes de diferentes plásticos também utilizam a perfuração CNC para fabricar peças eletrônicas.
- Aplicações Elétricas
- A Furação CNC (e outras máquinas CNC) são essenciais para os negócios da Indústria Elétrica. Com uma máquina de perfuração, os fabricantes são conhecidos por usá-las como máquinas de descarga elétrica em vários casos.
O tipo e tamanho da máquina, a ferramenta ou broca usada e a complexidade do trabalho desempenham um papel na escolha da máquina de perfuração que funciona melhor para o trabalho em questão, mas com peças intercambiáveis e a capacidade de criar peças de precisão fina com repetição confiável, a furadeira CNC é certamente uma ferramenta valiosa nas oficinas de muitas empresas.
A diferença entre fresamento CNC e perfuração CNC
Fresamento e furação CNC são tecnologias subtrativas, que exigem uma porção maior de materiais para reduzi-los ao produto final. As tecnologias não são mutuamente exclusivas e seu uso depende em grande parte do que precisa ser feito.
Embora as máquinas tenham aparência e operação semelhantes, suas funções são muito diferentes.
A principal diferença entre Fresamento CNC e Perfuração CNC é a funcionalidade, o movimento e o resultado desejado – para projetos que requerem apenas furos, então a furação é a opção mais adequada para escolher, mas se o projeto for mais complexo e exigir diferentes formas ou superfícies , então uma fresadora CNC é a melhor escolha.
Brocas CNC são usadas para pressionar o material e criar furos de precisão a partir de uma superfície plana, enquanto a fresagem corta a partir de vários eixos e pode criar uma variedade de formatos de corte no material devido à sua mobilidade ao longo desses eixos.
As fresadoras podem permitir que você use brocas para cortar para cima e para baixo, mas as furadeiras não permitem cortar horizontalmente com brocas.
A maioria das fresadoras CNC tem mesas integradas para fixar os materiais e o projeto no lugar, mas esse nem sempre é o caso das furadeiras CNC. Elas podem vir com um torno, o que pode torná-las mais flexíveis para instalação em áreas onde restrições de espaço são um problema.
As furadeiras também têm a vantagem de serem muitas vezes consideravelmente menos volumosas que as fresadoras, embora nenhuma delas seja particularmente adequada para operações móveis.
Existem prós e contras em ambas as tecnologias, e ao decidir se uma furadeira ou fresadora CNC é a mais apropriada, isso dependerá muito do tipo de trabalho que será contratado para realizar, da quantidade de espaço disponível para configurá-la, a velocidade e qualidade da interface computacional e das conexões disponíveis (como velocidade da internet) e as restrições orçamentárias da empresa.
Também é importante observar que muitos dispositivos CNC podem trabalhar em conjunto (além da fresadora e da furadeira) e ter espaço e orçamento para se estender a outras áreas e máquinas pode aumentar muito as opções produtivas e criativas disponíveis.
Fresagem CNC e Perfuração CNC em Conclusão
Os avanços tecnológicos continuam a alterar o cenário da indústria, e as técnicas subtrativas podem não ser mais tão desejáveis como eram antes, especialmente com opções disponíveis como a impressão 3-D, que constrói um padrão, em vez de descartar materiais para criá-lo. .
Mas isso não quer dizer que o futuro da fresagem ou perfuração CNC seja limitado – a tecnologia ainda está evoluindo e mudando, à medida que a programação de computadores se torna mais flexível, designs anteriormente inalcançáveis tornam-se fabricáveis e diferentes materiais são introduzidos no uso comum.
O CNC ainda oferece melhorias significativas na velocidade com que pode produzir produtos metálicos e, para peças maiores, as máquinas ainda operam além das capacidades de seus concorrentes tecnológicos mais próximos.
O futuro do CNC passa por uma maior integração e sincronização entre diversas máquinas, para aumentar a eficiência e capacidade de todo o processo de criação de peças, o que naturalmente verá diminuir os tempos de produção, sem o correspondente impacto na qualidade.
À medida que as ferramentas se tornam mais especializadas e personalizadas, haverá um aumento na produtividade, precisão e menor necessidade de tempo de inatividade ou de reflexão, à medida que esta tecnologia continua a promover o avanço de produtos mais criativos e especializados.
Porém, quando se trata de processos de fabricação, o velho ditado ainda é extremamente apropriado: “Você tem que escolher a ferramenta certa para o trabalho certo”.
