Vivemos numa revolução industrial onde a automação é a força motriz em muitos setores. Nos primeiros dias da fabricação de metal, trabalhadores qualificados usavam manualmente várias ferramentas para moldar o metal em designs complexos. Mas isso exigia muita habilidade e experiência. Além disso, o resultado nem sempre foi padrão.
Isso levou a uma revolução liderada pela usinagem CNC, que conquistou a indústria de corte de metal. No guia de hoje, veremos o que é corte CNC de metal e tudo o que você precisa saber sobre esse processo.
O que é corte de metal CNC?
Controle Numérico Computadorizado (CNC) refere-se ao uso de computadores para automatizar o controle, a precisão e o movimento de máquinas-ferramentas. Portanto, o corte CNC de metal é o uso de equipamentos computadorizados para orientar as ferramentas de usinagem na transformação do metal de uma peça em um produto acabado.
O corte CNC de metal é possível através do software CNC. O software CNC é simplesmente um programa feito de um conjunto de códigos que orientam a ferramenta de usinagem para garantir um movimento preciso, repetível e preciso.
Antes do corte de metal CNC se tornar uma realidade, as peças eram cortadas manualmente. Técnicos qualificados usaram ferramentas manuais para cortar e moldar metal em diferentes formas complexas. Mas este processo teve alguns problemas; era altamente impreciso e desperdiçava muito tempo. Além disso, não havia uniformidade ao trabalhar em múltiplas peças.
A usinagem CNC revolucionou a indústria de fabricação de metal ao automatizar os processos envolvidos. As máquinas podem trabalhar em diversos materiais metálicos, como cobre, alumínio e latão. Eles também podem trabalhar em outros materiais, como madeira e placas de acrílico.
Então, como funciona uma máquina CNC?
Como funciona o corte CNC de metal
As modernas máquinas CNC de corte de metal são totalmente automatizadas. Eles só precisam de software CNC para ajudar o computador a instruir a máquina sobre como mover o porta-ferramenta e as direções de corte a seguir.
As ferramentas de usinagem também precisam de vários dispositivos para obter os formatos e cortes necessários. Engenheiros e técnicos criam programas de software que se comunicam com a máquina física para tornar isso possível.
O processo de corte de metal CNC começa com a criação de um modelo de desenho assistido por computador (CAD) . Isso significa usar um programa CAD para criar um modelo 3D que define as medidas e propriedades críticas da peça física.
Alguns desses programas vêm em Design Auxiliado por Computador/Fabricação Assistida por Computador (CAD/CAM) para ajudar a completar todo o fluxo de trabalho em um único programa. Nestes casos, o modelo 3D do programa CAD é alimentado no programa CAM que ajuda a criar as instruções de controle para as ferramentas de usinagem.
Em alguns casos, os arquivos CAD precisam ser importados. Porém, se o CAD e o CAM pertencem à mesma família de itens, o técnico não precisa interpretar os arquivos. O programa CAM começa verificando se há erros e depois cria um programa para a máquina CNC criar a peça física.
O próximo passo é selecionar os parâmetros da ferramenta de usinagem CNC. Esses parâmetros incluem velocidade de corte, RPMs e tensão. Esses parâmetros dependem de alguns fatores, como as máquinas e ferramentas disponíveis, bem como a geometria da peça.
Depois disso, o programa determina o assentamento ou aproveitamento, que consiste em traçar os padrões de um corte para reduzir o tempo gasto e a quantidade de desperdício.
Neste ponto, todos esses dados são reunidos em um conjunto de códigos que a máquina CNC consegue entender. Alguns códigos comuns no corte de metal CNC incluem:
- Código G- Código G é a linguagem mais popular na fabricação de máquinas CNC. Refere-se ao código geométrico que informa à máquina como se mover ao cortar a peça. Também define a velocidade com que a ferramenta de corte deve se mover. Em essência, o G-Code diz à máquina o que fazer e como fazer.
- Código M– Código M refere-se ao código de máquina. Às vezes, também é conhecido como código aleatório. Ele se concentra em todos os detalhes ignorados pelo Código G, que são os detalhes diversos, como ponto de partida e parada.
Os códigos G e os códigos M trabalham basicamente juntos para posicionar uma peça de trabalho e controlar as ações da ferramenta de usinagem.
Existem diferentes processos de corte CNC de metal?
Existem diferentes processos envolvidos no corte de metal CNC. Eles incluem:
Corte a laser CNC
Enquanto o corte de metal tradicional envolve curvar o design, o corte a laser CNC envolve um laser térmico que corta folhas de metal em produtos acabados. Em vez de uma ferramenta de corte, um feixe de laser de alta energia é altamente focado na chapa metálica, produzindo vapor metálico no processo. Há fluxo de ar de alta pressão para ajudar a expelir o vapor metálico.
Este processo é utilizado principalmente para cortar chapas metálicas e outros materiais planos, como madeira. Se você viu algumas belas letras de metal ou arte em metal em couro, provavelmente elas foram moldadas usando corte a laser CNC.
Esse método não funciona para todos os aplicativos, mas sua principal vantagem é ser altamente preciso. Isso pode ser atribuído ao fato de uma máquina de corte a laser CNC ter larguras limitadas. Por exemplo, o técnico pode definir o raio para apenas 0.1 mm, conseguindo cortes altamente detalhados com a máxima precisão.
Outra vantagem é que proporciona bordas limpas e seladas porque o processo envolve queima. Isso melhora a aparência do produto acabado.
Puncionamento CNC
Como o nome sugere, esse processo envolve fazer furos na peça de trabalho. A ferramenta de usinagem que realiza esse processo é chamada de puncionadeira CNC.
Esta máquina move o metal nas direções X e Y para posicioná-lo diretamente sob a ferramenta de puncionamento. O aríete então faz um furo no metal. Este processo é rápido, preciso e econômico. Também produz consideravelmente menos resíduos.
Corte Plasma CNC
Este processo envolve cortar metal usando um jato de plasma ionizado quente. Um software CNC com código direciona o plasma quente. Como o material deve ser um condutor elétrico, os materiais comuns cortados por esse processo incluem alumínio, cobre e latão.
As máquinas de corte a plasma vêm em diferentes tamanhos e para diferentes funcionalidades. Eles são altamente precisos e resultam em um processo eficiente e de alta qualidade. Eles podem cortar metal fino e grosso rapidamente.
Corte de fresagem CNC
A fresagem CNC é usada principalmente para fazer cortes complexos em metal. Um código de software CNC orienta a ferramenta de usinagem para cortar as partes macias da peça de metal e dar-lhe o formato desejado com alta precisão.
Existem diferentes fresadoras CNC, como fresadoras verticais, horizontais e multieixos, que usam diferentes eixos para moldar o metal. A fresagem pode ser feita em três eixos diferentes; X, Y e Z. No entanto, máquinas CNC avançadas podem fresar em até cinco eixos diferentes, A, B, X, Y e Z.
A fresagem de três eixos é para formas simples, enquanto cinco eixos permitem que fabricantes e fabricantes cortem e modelem peças complexas.
Quais são as vantagens do corte CNC de metal?
A fabricação de metal costuma ser um processo complexo com muitos detalhes intrincados. O modo tradicional de fabricação manual pode exigir muito tempo e mão de obra, mas não garante a mesma qualidade do corte de metal CNC.
Dito isto, o corte de metal CNC oferece inúmeras vantagens e benefícios em relação à fabricação manual de metal. Algumas dessas vantagens incluem:
Custo-eficácia
A fabricação de metal CNC reduz custos, pois você não precisa de muitos trabalhadores manuais para concluir a fabricação. Por exemplo, você só precisa de um técnico qualificado para operar uma fresadora ou torneadora. Além disso, um único técnico pode supervisionar as operações de várias máquinas ao mesmo tempo.
Como as máquinas CNC são precisas e precisas, você também não precisará gastar muito tempo corrigindo erros ou inconsistências nos produtos acabados.
As máquinas CNC também reduzem os custos de fabricação de metal, pois reduzem o desperdício de material. A fabricação manual apresenta um alto grau de erro humano, o que muitas vezes resulta em muito desperdício, o que por sua vez aumenta o custo. Mas o corte CNC de metal otimiza o material e ajuda a economizar custos.
Alto nível de precisão e exatidão
Um dos benefícios mais importantes da fabricação de metal CNC é o alto nível de precisão e exatidão que você pode desfrutar. As máquinas CNC podem fornecer cortes exatos de acordo com o código com um nível de precisão que seria impossível de replicar manualmente. Essa característica garante que o produto final seja de alta qualidade e atenda às expectativas do cliente.
Isso é especialmente importante quando você considera as aplicações de produtos metálicos CNC em diversos setores. Por exemplo, os componentes de motores utilizados nas indústrias automotiva e aeroespacial exigem alta precisão, pois são críticos. Um pequeno erro significaria que o motor ficaria inutilizável ou teria efeitos catastróficos.
Eficiência aprimorada
As máquinas-ferramentas CNC podem trabalhar 24 horas por dia, 7 dias por semana, sem necessidade de pausa ou descanso. Por serem totalmente automatizados, não necessitam de supervisão ou intervenção humana. A única coisa que um técnico precisa fazer é inserir o código CNC no computador e executar a função. Essas características resultam em maior eficiência e tempos de produção mais rápidos.
Maior segurança no local de trabalho
Um benefício do corte de metal CNC que muitas vezes é esquecido é o nível de segurança que ele traz ao local de trabalho. A fabricação manual tradicional envolve o uso de máquinas pesadas e ferramentas afiadas para moldar o metal em um produto desejado. Este método não é dos mais seguros, pois expõe o artesão a diversos riscos.
Por outro lado, a fabricação CNC automatiza totalmente o processo e reduz a possibilidade de lesões e acidentes de trabalho.
Produção Idêntica em Massa
As vantagens do corte de metal CNC são mais proeminentes quando a produção em massa está envolvida. A usinagem CNC garante consistência e repetibilidade, o que é importante para a produção de peças em massa. Na fabricação tradicional de metal, cada artesão tem seu jeito de fazer e cortar o metal. Isso significa que muitos produtos terão pequenas variações, mesmo que o design seja o mesmo.
A usinagem CNC resolve isso produzindo sempre produtos idênticos. Lembre-se de que as máquinas-ferramentas CNC dependem de entradas e comandos, e não de habilidades humanas. As entradas direcionam o movimento e garantem que as ações sejam repetidas em loop e em altas velocidades.
Há alguma desvantagem potencial no corte de metal CNC?
A usinagem CNC também tem suas próprias desvantagens potenciais das quais você precisa estar ciente. Eles incluem:
Alto custo inicial
Embora as máquinas-ferramenta CNC tenham custos operacionais mais baixos em comparação com a fabricação manual tradicional, o custo inicial pode ser bastante alto dependendo do tipo de máquina que você está adquirindo.
No entanto, esse custo pode ser considerado um investimento quando você pensa na alta qualidade, nos tempos de resposta rápidos e na repetibilidade que você poderá desfrutar depois de investir nele.
Precisa de treinamento técnico
As ferramentas de usinagem CNC não são plug-and-play, especialmente se você estiver migrando do método tradicional de fabricação manual. Seus técnicos precisarão de treinamento e certificação em CAD para operar computadores e máquinas com eficácia. Eles também precisarão treinar e adquirir habilidades sobre como operar máquinas CNC.
Na maioria dos casos, você precisará de pelo menos dois trabalhadores qualificados para operar os computadores e as máquinas: um programador CNC para inserir o código no computador e outro operador de máquinas para supervisionar os processos das ferramentas.
Se você tem uma pequena empresa de fabricação, talvez precise apenas de um artesão qualificado para realizar ambas as tarefas.
Restrições de material e tamanho da peça de trabalho
Cada máquina e ferramenta CNC tem restrições no que diz respeito aos materiais que pode cortar e às operações que pode realizar. Por exemplo, uma máquina de plasma CNC está limitada à fabricação de metal. Você não pode usá-lo quando quiser trabalhar em outros materiais, como plástico ou madeira.
Outra limitação é o tamanho da saída. O design do seu modelo pode ser o mais complexo possível, mas os tamanhos serão limitados ao que a máquina e a ferramenta de corte podem suportar. Máquinas CNC ainda maiores têm suas próprias limitações.
Este é um fator importante a ter em mente, pois você não quer investir em uma máquina que não consiga trabalhar no material desejado e fornecer o resultado desejado.
Problemas de compatibilidade
Você pode enfrentar problemas de compatibilidade entre suas ferramentas de corte de metal CNC e sua configuração atual. Se você usar dois modelos CNC diferentes, também poderá considerá-los incompatíveis. Resumindo, existem muitos fatores que podem levar a problemas de incompatibilidade.
É por isso que é importante consultar um especialista em CNC. É aqui que entra o hmaking. Ajudaremos você a avaliar a situação e lhe daremos soluções sobre o que pode ser feito.
Onde é aplicado o corte de metal CNC?
As aplicações de corte de metal CNC abrangem diversos setores.
Indústria automotiva e de transporte
Máquinas CNC são utilizadas para produzir peças automotivas que precisam ser da mais alta qualidade. Isso ocorre porque a maioria das peças automotivas precisa atender a requisitos específicos e ser rígida. Essas peças incluem componentes da caixa de câmbio e do motor, como blocos do motor, carcaça da caixa de transmissão e componentes da suspensão.
Os fabricantes de automóveis também preferem máquinas CNC para a produção de componentes, uma vez que podem criar peças personalizadas exclusivas para determinadas marcas de automóveis. As máquinas CNC também são importantes na construção de veículos elétricos, pois permitem que os fabricantes produzam peças leves e complexas.
O mesmo é replicado na produção de componentes e peças para trens, ônibus, caminhões e embarcações.
Indústria Médica e de Saúde
A indústria médica depende muito de exatidão e precisão. A demanda por alta qualidade na indústria médica é enorme. Alguns dos equipamentos médicos produzidos por meio do corte de metal incluem implantes, dispositivos eletrônicos, instrumentos cirúrgicos, dispositivos odontológicos e muitos outros instrumentos médicos.
Indústria aeroespacial e de aviação
A indústria aeroespacial tem condições extremamente rigorosas. Os componentes e peças precisam ser da mais alta qualidade para suportar pressões extremas em altas velocidades. Além dos componentes do motor, o corte CNC de metal também é utilizado para produzir componentes do trem de pouso, bem como buchas e aerofólios.
Além disso, profissionais da indústria aeroespacial utilizam máquinas CNC para criar protótipos de peças para testes. Se os protótipos passarem nos testes e atenderem aos regulamentos, as máquinas CNC também ajudarão na produção em massa.
Indústria de eletrônicos
A indústria eletrônica também depende fortemente da fabricação CNC para a produção de componentes elétricos, como placas de circuito. O processo é usado para cortar e fazer furos em placas de circuito, produzir dissipadores de calor, moldar conectores e criar protótipos.
Por sua capacidade de trabalhar com cortes complexos e precisos, a usinagem CNC auxilia na produção de componentes elétricos pequenos e delicados.
Indústria Marítima
Os componentes utilizados na indústria naval precisam ser confiáveis. Eles devem ser resistentes às intempéries e à água, bem como rígidos o suficiente para resistir ao desgaste. A fabricação de metal CNC é usada para construir motores e componentes eletrônicos, hélices, caixas de isolamento e muitos outros.
Indústria de energia
O corte de metal CNC é amplamente aplicado nos setores de petróleo, gás e energia. As peças utilizadas nessas indústrias são utilizadas em condições extremas e precisam ser rígidas o suficiente para resistir ao desgaste. Os componentes criados com a ajuda de máquinas CNC incluem peças hidráulicas e de elevação, sistemas de válvulas, estruturas para painéis solares, colares de perfuração, tubulações, sistemas submersíveis e turbinas.
Além disso, a fabricação de metal CNC é usada para criar estruturas offshore
Indústria Militar e de Defesa
A fabricação CNC é usada na indústria militar e de defesa para produzir equipamentos de alta precisão que podem suportar uso pesado e ambientes extremos. Isso inclui armaduras, componentes de veículos de combate e equipamentos de comunicação. Assim como a aviação, a indústria de defesa pode usar a fabricação CNC para criar protótipos para testes.
Como cortar metal usando uma ferramenta de usinagem CNC
Veja como você garante um produto excelente ao trabalhar com peças de metal:
Use uma ferramenta de usinagem CNC forte
O primeiro passo para obter um corte limpo ao trabalhar com metal começa com a escolha da máquina certa. As máquinas básicas são mais adequadas para cortar e furar peças mais macias, como madeira.
Se você pretende trabalhar em metal, você precisa escolher uma fresadora CNC rígida. Esteja você comprando ou fazendo um DIY, você precisa garantir que o chassi seja forte, pois ele abriga outros componentes e acomoda cortes potentes sem quebrar ou dobrar.
Prenda a peça de trabalho com firmeza
A ferramenta de corte é poderosa e exerce muita pressão. Um leve movimento na peça pode alterar todo o resultado. Como tal, é importante fixar firmemente a peça de trabalho para evitar o deslocamento da ferramenta de corte. Algumas abordagens comuns de fixação de peças de trabalho incluem o uso de grampos L, grampos T, grampos Cam e fita dupla-face.
Os grampos são mais adequados para metal e fita dupla-face para peças leves. Você também pode usar uma poderosa base de vácuo para fixar o metal, dependendo do tamanho e peso da peça de trabalho.
Lembre-se de que a maioria das máquinas CNC não vem com mesas-cama a vácuo. Talvez você precise comprá-lo como um acessório.
Escolha uma ferramenta de corte adequada
A ferramenta de corte utilizada para fabricar metal é importante porque determina a velocidade de corte e o acabamento do corte. Também afeta outros parâmetros de fabricação CNC, como velocidade, carga de cavacos, avanços e profundidade de corte.
A ferramenta de corte precisa ser forte o suficiente para não quebrar ao cortar metal. Além disso, lembre-se de que o número de canais também influencia o processo de corte. Menos flautas limpam melhor os cavacos. Uma ferramenta com menos canais é ideal para metais.
Use um percurso adaptativo
Devido à alta velocidade e pressão envolvidas no corte de metal CNC, a peça e a ferramenta de usinagem podem ser danificadas pelo alto impacto. É por isso que você precisa usar um percurso adaptativo.
Um percurso é um conjunto de instruções que definem o movimento da ferramenta de corte de uma máquina CNC. Um percurso adaptativo ou dinâmico ajusta automaticamente os parâmetros de corte ou furação com base no engate da ferramenta e na geometria da peça de trabalho.
Um percurso adaptativo reduz o desgaste da ferramenta, mantendo a precisão e a qualidade. Isso aumenta a vida útil da ferramenta e mantém o acabamento superficial.
Aplicar fluido de corte CNC
A fabricação de metal CNC envolve fricção que produz calor excessivo. Para evitar danificar a ferramenta de corte e o metal, use fluido de corte CNC. Atua como refrigerante e lubrificante para regular a temperatura e melhorar a qualidade dos cortes.
O que você deve considerar ao comprar uma máquina CNC de corte de metal?
Aqui estão alguns fatores a serem considerados antes de comprar uma máquina CNC de corte de metal.
Custo da máquina
Este é talvez o factor mais importante, uma vez que o seu orçamento determina as suas opções. É importante saber que as máquinas CNC de corte de metal são mais caras do que as máquinas para madeira ou plástico. Isso ocorre porque eles precisam de mais força e potência para cortar metal. Além disso, mais área de trabalho significa um preço mais alto.
Por esse motivo, é importante que você determine suas necessidades antes de comprar uma ferramenta CNC para corte de metal. Se você descobrir que usará a ferramenta apenas ocasionalmente, pode fazer mais sentido terceirizar a fabricação do metal para um serviço CNC profissional, em vez de comprar uma máquina cara.
Força do chassi
Os chassis das máquinas CNC são feitos de diferentes materiais. Os chassis feitos de metal tendem a ser mais resistentes do que aqueles feitos de madeira. Além disso, as máquinas básicas com chassi de alumínio podem ser fortes, mas sofrerão flexão ao trabalhar em metais duros, como o aço.
Como tal, é importante determinar as suas necessidades antes de comprar esta máquina. Geralmente, uma máquina CNC com chassi de aço oferece maior rigidez.
Além disso, você também pode aumentar a capacidade de corte de metal da máquina usando peças tratadas termicamente, como aço recozido.
Potência do roteador
Os roteadores têm inúmeras características. Os que devem ser considerados são a potência e as revoluções por minuto (RPM). Os fusos de alta rotação têm tempos de corte rápidos. Isso os torna adequados para usinagem de materiais macios, como madeira e plástico.
Por outro lado, as ferramentas de corte de metal necessitam de torque maior que o RPM. Assim, se você está procurando uma ferramenta de usinagem para corte de metal, opte por uma com mais potência que RPM.
Usar uma ferramenta com RPM mais alto para fabricar metal pode causar superaquecimento e acúmulo de arestas. Esses problemas podem reduzir consideravelmente a vida útil da ferramenta.
Área de trabalho da máquina
Uma máquina CNC cuja área de trabalho é pequena pode fazer sentido, especialmente se você não tiver grandes necessidades comerciais. No entanto, é importante manter o futuro em mente. Comprar um com uma grande área de trabalho ajudará você a expandir perfeitamente, sem ter que comprar uma máquina maior.
Conclusão
O corte de metal CNC já percorreu um longo caminho desde os dias da fabricação tradicional, que envolvia bater manualmente em uma peça de metal usando ferramentas afiadas. Esse processo era tedioso, demorado e não garantia a alta qualidade do produto final. Mas as máquinas CNC automatizaram o processo.
As ferramentas de usinagem CNC são rápidas, precisas e precisas. Eles garantem que o produto acabado seja de alta qualidade e reduzem os custos comerciais, pois precisam apenas de dois técnicos para operar. Além disso, eles também mantêm a repetibilidade, o que é importante na produção de produtos metálicos a granel.
Analisamos os fatores a serem considerados ao comprar uma máquina CNC de corte de metal. No entanto, é importante trabalhar com especialistas para garantir que você acertou. Fale com a Hmaking hoje mesmo.