Diversas máquinas e equipamentos precisam de componentes pequenos para funcionar. Usinar essas peças é bastante difícil, exigindo precisão e exatidão. É aí que entra a microusinagem CNC . Neste artigo, discutiremos os fundamentos dessa técnica e como as empresas de microusinagem a implementam. Continue lendo.
O que é micro usinagem CNC?
A usinagem micro CNC consiste na utilização de máquinas de Controle Numérico Computadorizado (CNC) de microescala para fabricar peças em escala micrométrica . Essas peças são tão pequenas que é necessário o uso de um microscópio para observar os detalhes com clareza. Tal nível de detalhamento e precisão torna a técnica ideal para setores como o de inovações médicas e o aeroespacial.
Como funciona a microusinagem?
Podemos resumir o processo de usinagem micro CNC da seguinte forma:
- Design e Programação: A micro usinagem requer projetos auxiliados por computador. Usando qualquer software CAD adequado, você criará o modelo dos componentes que deseja fazer e o programará na máquina CNC.
- Seleção do material: O tipo de design e o caso de uso das peças determinam o material a ser usado para a fabricação. Abordamos os tipos comuns de materiais tipicamente usados em micro usinagem em uma das seções subsequentes deste artigo.
- Corte de ultraprecisão: Nesta etapa, você colocará o material na máquina e iniciará o corte propriamente dito. Peças criadas por meio desta técnica exigem tolerância muito baixa em micrômetros. Isso ocorre devido aos seus tamanhos médios e à sensibilidade de suas aplicações.
Portanto, deve-se tomar cuidado para garantir que cada corte seja o mais preciso possível em relação às dimensões do design. Para atingir isso, as máquinas operam em velocidades incrivelmente altas e com até 5 eixos.
- Monitoramento em tempo real: Como acontece com qualquer outro processo de usinagem CNC, o operador deve estar de prontidão para monitorar as operações. Isso ajudará a promover a garantia de qualidade e evitar quaisquer problemas potenciais.
- Acabamento e Inspeção: Uma vez concluído, você tem que inspecionar o trabalho completamente. Normalmente, você usará microscópios de alta ampliação para visualizar a peça. Isso ajudará você a ver cada detalhe claramente e determinar se você obteve os resultados pretendidos. Se estiver satisfeito, você pode prosseguir para aplicar quaisquer retoques finais adequados ou tratamento de superfície no componente.
Técnicas para micro usinagem CNC
Estas são as três principais operações executadas em um processo de micro usinagem CNC:
Micro Perfuração
A microfuração CNC é usada para perfurar furos de pequenos diâmetros utilizando microbrocas. As brocas são, compreensivelmente, muito pequenas, com diâmetros que variam de 10 a 3,000 mícrons.
Microtorneamento
A microusinagem é outra técnica de micromecanização onde cortamos e moldamos materiais com precisão em escala microscópica. O material que desejamos moldar é colocado em uma peça de trabalho e se move em relação à ferramenta de corte, que permanece estacionária para remover o excesso de material, criando o formato desejado, que geralmente é cilíndrico.
Microfresagem
A diferença entre microtorneamento e microfresagem reside nos movimentos da ferramenta de corte em relação à peça. Na microfresagem, o material é posicionado sobre uma peça fixa. Em seguida, uma ferramenta de corte rotativa remove o excesso de material. Isso faz das máquinas CNC de microfresagem uma verdadeira obra-prima para a produção de designs mais complexos.
Micro Moagem
Micro retificação, assim como retificação regular em microescala, é uma técnica de usinagem usada para obter acabamentos de superfície suaves em operações de microescala. Ela usa ferramentas de usinagem com superfícies ásperas para remover precisamente o excesso de materiais da sua peça de trabalho, criando um acabamento suave. Esta técnica é extremamente benéfica em aplicações médicas como oftalmologia, onde lentes muito suaves são usadas.
Materiais compatíveis com usinagem Micro CNC
Plásticos
Os plásticos são uma excelente escolha de material para usinagem CNC em microescala. Isso se deve à sua fácil usinabilidade e às propriedades mecânicas desejáveis, incluindo alta resistência à tração, resistência ao calor, rigidez, etc. Exemplos de plásticos ideais para usinagem CNC em microescala são náilon , policarbonato, ABS, acrilonitrila, etc.
Metais e Ligas
Metais e suas ligas continuam sendo um dos materiais mais populares compatíveis com usinagem micro CNC por diversos motivos, incluindo sua facilidade de usinagem, resistência, acabamento liso e relação resistência/peso. Os principais metais utilizados nessa área incluem alumínio, aço inoxidável , latão e titânio.
Composites
No mundo da usinagem, compósitos são simplesmente formados a partir da combinação de dois ou mais materiais distintos, cada um com suas propriedades peculiares. Essa combinação é frequentemente composta de fibras diferentes em outra matriz. Compósitos são ideais para uso em processos de micro usinagem CNC porque podem ser ajustados para fornecer propriedades específicas procuradas.
Cerâmica
Os materiais cerâmicos são altamente compatíveis com a usinagem micro CNC, principalmente devido à sua extrema dureza e facilidade de usinagem. Eles também são resistentes ao calor, a produtos químicos e à corrosão, que são alguns dos problemas comuns em outros materiais.
Vantagens da micro usinagem CNC na fabricação de precisão
Completa
Talvez a vantagem mais notável da usinagem CNC de precisão seja a automação. Basta executar o conjunto correto de códigos na máquina, direcionando toda a operação. Isso minimiza a intervenção humana e os erros associados, tornando as operações mais rápidas e eficientes.
Consistência e Reprodutibilidade
Um modelo de design implementado por meio de micro usinagem CNC pode ser usado para produzir produtos em lote de milhares de unidades. É incrível porque cada unidade será uma réplica exata do modelo. Dando, portanto, uma corrida para consistência nos resultados.
Versatilidade
A usinagem de microprecisão é compatível com diferentes materiais, incluindo metais, plásticos, compósitos, etc. Como as máquinas normalmente suportam operações de 5 eixos, elas podem ser usadas em uma ampla gama de aplicações.
Precisão aprimorada
A palavra de ordem para processos de fabricação que empregam micro usinagem CNC é precisão. Essa técnica pode fornecer peças de maior precisão e tolerância ultrabaixa em comparação a outras formas de processos de usinagem CNC. Isso a torna ideal para aplicações em que o detalhe é um pré-requisito.
Fatores a considerar durante a micro usinagem CNC
Controle de velocidade e vibração
Regular a velocidade e o controle de vibração é de suma importância para garantir que alcancemos alta precisão e exatidão. Você pode conseguir isso ajustando diferentes parâmetros de corte, especialmente a velocidade do fuso e a profundidade do corte.
Gerenciamento de temperatura
O gerenciamento adequado da temperatura é necessário em todos os processos de fabricação, e a usinagem Micro CNC não é exceção. Mudanças de temperatura estão associadas à contração ou expansão de materiais, levando a imprecisões que podem ser fatais. O calor excessivo também causa desgaste das ferramentas de corte ao longo do tempo, aumentando o custo de produção.
Seleção e Manutenção de Ferramentas
As ferramentas de corte apropriadas devem sempre ser usadas ao realizar micro usinagem CNC. Isso é importante para garantir que você alcance a precisão desejada. Essas microferramentas de corte também devem ser mantidas adequadamente para preservar sua nitidez e durabilidade.
Software e Programação
Toda operação em micro usinagem CNC requer um programa de computador. Portanto, você deve garantir que o software certo esteja instalado na máquina. Além disso, sua escolha preferida de maquinista deve ser especialista em codificação também.
Corte de alimentação
O avanço de corte refere-se à velocidade e profundidade com que a ferramenta de corte se desloca dentro do material que estamos usinando. Controlar o avanço de corte é importante para evitar danos à ferramenta durante o processo de microusinagem.
Maquinista experiente
Um operador de máquinas experiente não apenas insere os programas necessários para a operação, mas também supervisiona todo o projeto, garantindo o controle de qualidade em diversas etapas da produção.
Manutenção regular
A manutenção regular é essencial em todo processo de fabricação. Isso não só garante que as ferramentas estejam nas melhores condições necessárias para precisão, mas também preserva a vida útil desses materiais.
Outros Fatores
Alguns outros parâmetros a serem considerados incluem a taxa de avanço, o avanço de corte, a profundidade do corte, o diâmetro da ferramenta, a pressão do líquido de arrefecimento, etc. Todos eles têm papéis a desempenhar na determinação do resultado final da operação.
A importância das tolerâncias rigorosas na micro usinagem CNC
Tolerância se refere à quantidade de erro ou variação que é aceitável durante o processo de usinagem. Devido à natureza miniatura das peças, a tolerância também é relativamente baixa. O objetivo geralmente é almejar um valor tão baixo quanto 0.01 mm ou até menor, se possível. Isso garante um alto grau de precisão, ao mesmo tempo em que reduz significativamente os erros.
Aplicações da micro usinagem CNC
Indústria aeroespacial
Sem dúvida, segurança e precisão são palavras de ordem no setor da aviação. Consequentemente, a indústria aeroespacial depende fortemente dessa técnica devido à precisão que ela oferece. Isso possibilita a produção de diversos componentes que se adequam aos projetos complexos necessários para o voo de aeronaves.
Indústria médica
A lista de itens na área médica produzidos por meio dessa técnica é interminável. A usinagem de microprecisão também é compatível com diversos materiais biocompatíveis, como titânio, aço inoxidável, plásticos de alta resistência, etc., tornando-se uma excelente opção para fabricantes do setor.
Indústria automobilística
A usinagem micro CNC é importante na criação de várias peças pequenas, porém essenciais, de carros e outros veículos, como componentes do motor, escapamento, sensores, etc. Isso porque a precisão oferecida por essa técnica é necessária para garantir a eficiência do veículo.
Indústria de eletrônicos
A indústria eletrônica depende fortemente da usinagem micro CNC devido à precisão que ela oferece em detalhes intrincados. Essa precisão é importante na fabricação de produtos como placas de circuito impresso, semicondutores, eletrônicos de consumo e até mesmo telefones celulares.
Indústria Fotônica
A microusinagem CNC é uma técnica crucial usada na indústria fotônica para produção detalhada e precisa de componentes complexos usados em dispositivos fotônicos, como cabos de fibra óptica e espelhos ópticos.
Limitações da micro usinagem CNC
Complexidade
A micro usinagem CNC é um processo complexo que requer ferramentas automatizadas, o conjunto correto de programas de computador e o conhecimento técnico necessário para supervisionar a operação. Então, embora possamos todos concordar que essa técnica é benéfica, ela também é muito complexa e representa uma limitação, especialmente para fabricantes iniciantes que se aventuram no mundo da usinagem.
Investimento inicial
Até agora, podemos concordar que a micro usinagem CNC requer ferramentas complexas e especializadas adequadas para o processo de usinagem. Essas ferramentas também são frequentemente personalizadas, aumentando o custo de produção. Esse investimento inicial frequentemente desencoraja potenciais investidores, servindo como uma limitação da micro usinagem CNC.
Falta de Flexibilidade
A falta de flexibilidade neste contexto mostra a incapacidade do processo de usinagem CNC de se adaptar facilmente a mudanças durante o processo de fabricação. Isso ocorre porque essas operações são programadas e, portanto, mudanças devem ser feitas no computador antes que as mudanças sejam feitas. Isso invariavelmente aumenta a duração da produção, pois cada design requer mudanças.
Conclusão
A usinagem micro CNC continua a se destacar como uma excelente técnica de fabricação, encontrando aplicações em diversos setores. No entanto, é fundamental utilizar apenas os melhores materiais para esse processo delicado, e é por isso que você deve confiar na Hmaking para seus serviços de usinagem micro CNC. Entre em contato conosco agora mesmo para obter as melhores peças usinadas por micro CNC.