Tudo o que precisa de saber sobre Fresagem CNC
Bem-vindo ao guia definitivo sobre Fresagem CNC! Esta publicação do blogue aborda tudo sobre este processo de fabrico preciso, desde as noções básicas às técnicas avançadas.
Saiba como a fresagem CNC utiliza máquinas controladas por computador com cortadores rotativos para moldar materiais com precisão, criando uma vasta gama de componentes.
Descubra os diferentes tipos de operações de fresagem, os principais componentes da Fresadoras CNCe muito mais.
Vamos começar!
O que é a fresagem CNC?
A fresagem é um processo de fabrico subtrativo que utiliza uma variedade de fresas rotativas para remover material da peça de trabalho, formando componentes com formas complexas e dimensões precisas.
Este processo envolve o movimento de uma ferramenta de corte, normalmente montada num eixo rotativo, sobre a superfície de um material em bloco para remover o excesso de material e criar a forma ou as dimensões desejadas.
É um dos muitos tipos de processos de fabrico disponíveis e pode ser utilizado para tudo, desde simples orifícios a contornos complexos em configurações de múltiplos eixos.
As fresadoras CNC podem produzir resultados eficientes rapidamente, mantendo uma precisão dimensional consistente em todas as séries de produção.
Como é que a fresagem CNC funciona?
A fresagem CNC envolve a utilização de máquinas controladas por computador para cortar materiais com base em instruções programadas em Código G precisamente.
Estas máquinas calculam os movimentos da ferramenta para efetuar cortes precisos em várias profundidades e ângulos. Este método permite a replicação exacta de peças e oferece vantagens como a automatização e uma precisão inigualável em comparação com os métodos de processamento manual.
O sistema CNC utiliza vários eixos para manobrar a ferramenta de corte com uma precisão incrível, permitindo uma remoção eficiente do material e a reprodução de desenhos complexos.
Oito tipos comuns de operações de fresagem
Os tipos mais comuns de operações de fresagem incluem a fresagem em face, a fresagem plana, a fresagem angular, o corte de formas, o corte de engrenagens, a fresagem de straddle, a fresagem de perfis e a fresagem em grupo.
Vamos falar mais sobre esses tipos!
Fresagem de faces
A fresagem de faces é uma técnica de maquinagem utilizada para produzir superfícies planas e niveladas e ranhuras em peças de trabalho.
Uma fresa de facear consiste em múltiplos dentes dispostos num padrão de corte circular à volta do seu corpo, permitindo ao utilizador cortar mais material do que seria possível com uma fresa de topo ou uma fresa lateral numa só passagem.
A operação de fresagem em face utiliza máquinas verticais e horizontais para fornecer taxas de avanço mais elevadas em comparação com outras formas de corte. Este processo eficiente pode terminar rapidamente grandes tarefas, efectuando cortes de profundidade variável quando necessário.
Os tipos de máquinas-ferramentas utilizadas para esta operação dependem do material a ser fresado, bem como do seu tamanho, forma, espessura e acabamento superficial desejado.
Por exemplo, as peças maiores são normalmente fresadas com máquinas CNC horizontais, enquanto os componentes mais pequenos requerem a utilização de fresadoras verticais.
Para além deste tipo de máquinas, podem também ser utilizadas várias fresas durante a fresagem em face, tais como fresas de topo em concha e fresas de topo com dentes escalonados; as configurações específicas dependem dos requisitos de aplicação delineados por cada projeto.
Fresagem plana
A fresagem plana é um dos tipos mais básicos de operações utilizadas no processo de maquinagem CNC. Este tipo de fresagem utiliza fresas de efeito com várias formas e orientações adequadas a diferentes necessidades e resultados.
Geralmente, este tipo de operação utiliza fusos horizontais, que são rodados a altas velocidades para obter um comportamento de corte ótimo para um material.
Ao utilizar estas ferramentas específicas, um operador pode obter resultados altamente precisos, preservando um grande nível de exatidão mesmo para peças complexas.
Os desenhos comuns podem envolver ranhuras angulares que requerem movimentos finamente controlados de fresas e brocas utilizadas por máquinas CNC ou que dependem de brocas para executar peças geométricas intrincadas com níveis de precisão significativos.
Fresagem angular
A fresagem angular utiliza técnicas de corte angular para produzir caraterísticas angulares em peças de trabalho que podem não ser ortogonais ao eixo da ferramenta.
Durante uma operação de fresagem angular, uma ferramenta de corte de disco roda nos seus eixos a velocidades variáveis. A ferramenta entra na peça de trabalho a partir de diferentes ângulos, permitindo a criação de formas únicas de forma rápida e precisa.
A fresagem angular pode ajudar a criar contornos complexos, como o cone, especialmente quando outras operações são combinadas com ela, como perfuração ou rosqueamento.
Em comparação com outros tipos de processos de maquinação, a fresagem angular oferece uma maior flexibilidade, particularmente na criação de peças 3D, uma vez que permite um contorno de maquinação não ortogonal nas três direcções axiais.
Fresagem de formas
A fresagem de formas é uma operação de maquinagem que envolve a utilização de uma fresa com uma forma especial para cortar e moldar os materiais numa peça de trabalho.
A fresagem de formas é mais frequentemente utilizada na criação de formas e caraterísticas complexas, bem como para cortar ranhuras ou ranhuras em componentes para alinhamentos exactos.
Este tipo de maquinagem é efectuado com máquinas horizontais ou verticais, geralmente com controlo CNC, para garantir resultados precisos.
Na fresagem de forma, a fresa roda lentamente em torno do seu eixo central enquanto corta o material ao longo do seu perímetro em ângulos pré-determinados; isto permite que materiais macios e duros, como metais e plásticos, sejam moldados em formas únicas.
Corte de engrenagens
Este tipo de operação envolve a utilização de fresas rotativas, tais como fresas de forma, fresas de facear e serras circulares, para criar formas precisas através de contorno ou corte numa peça de trabalho para produzir peças com dimensões exactas.
O principal objetivo das operações de corte de engrenagens CNC é obter tolerâncias apertadas - isto significa que a forma e o tamanho criados devem ser extremamente consistentes em várias peças produzidas.
Para o fazer eficazmente, são utilizados diferentes tipos de fresas de engrenagens com caraterísticas específicas adequadas para produzir dentes bem formados num ângulo de pressão desejado (normalmente 14,50).
Estas fresas de engrenagens podem variar entre ferramentas com 12 dentes - adequadas para fresagem - e até centenas ou mesmo milhares de dentes - úteis para moldar perfis de dentes complexos, como formas em V, com precisão e repetibilidade.
Fresagem de lâminas
Esta é uma importante operação de fresagem CNC que permite que uma máquina-ferramenta trabalhe em duas ou mais peças de trabalho paralelas com um único corte.
Este processo envolve a utilização de duas fresas lado a lado montadas numa árvore, que criam ranhuras, sulcos ou superfícies paralelas na peça de trabalho.
A fresagem Straddle CNC utiliza normalmente fresas de dentes rectos para o processamento e pode maquinar eficazmente várias peças em simultâneo.
As aplicações do straddle mille vão desde a criação de ranhuras em veios e nervuras para a montagem de rodas de forma confortável até ao fabrico rápido de componentes com medições de alta precisão; a produção de peças em grandes quantidades torna-se muito mais fácil graças a esta operação eficiente e fiável.
Fresagem de perfis
Existem quatro tipos principais de fresagem de perfis: desbaste, semi-acabamento, acabamento e super-acabamento.
Trata-se de operações que envolvem caraterísticas geométricas simples, como perfuração e fresagem de bolsos.
As pastilhas redondas e os conceitos com raio também são utilizados neste tipo de fresagem de perfis, uma vez que permitem um corte eficiente quando se produzem peças com determinadas complexidades geométricas.
Os processos de fresagem de perfis fornecem peças de qualidade constituídas por planos intersectados, como zonas ou cavidades, que podem transformar formas estéticas complexas em realidade, assegurando que os produtos finais têm dimensões precisas e uniformidade, mesmo em materiais difíceis de maquinar, como o aço inoxidável, o titânio e as ligas inconel.
Fresagem em bando
A fresagem em grupo é uma subcategoria da fresagem de formas que envolve a utilização de duas ou mais fresas na mesma árvore da máquina com tamanhos, formas ou larguras variáveis. Este processo pode criar padrões e formas complexas ao permitir vários cortes em simultâneo.
Sendo uma forma avançada de maquinagem CNC, a fresagem em grupo oferece maior precisão e eficiência em comparação com os métodos tradicionais, uma vez que corta os materiais mais rapidamente e com maior precisão.
Com este método, os engenheiros podem criar peças complexas de forma muito mais simples do que nunca, bem como reduzir significativamente o tempo de fabrico sem comprometer a qualidade.
Os principais componentes da máquina de fresagem CNC
Uma fresadora CNC é composta por vários componentes essenciais que lhe permitem cortar e moldar uma peça de trabalho de acordo com um programa definido.
Aqui estão eles:
Interface da máquina
A interface da máquina é a principal ligação entre o operador e a máquina.
Fornece aos operadores uma plataforma para introduzir dados, monitorizar o progresso do seu produto enquanto este está a ser maquinado e fazer ajustes, se necessário.
O painel de controlo inclui vários botões, interruptores e botões que permitem aos utilizadores operar com precisão o equipamento CNC e, ao mesmo tempo, acompanhar quaisquer alterações que possam ser necessárias durante a produção.
Coluna
A coluna aloja muitos componentes importantes. Trata-se de uma estrutura vertical ligada à base que se desloca ao longo de um eixo e que contém a torre da ferramenta e a caixa de óleo.
Esta ligação permite ajustes precisos ao cortar ou tornear materiais com variações ou movimentos mínimos em relação ao seu ponto de partida.
Além disso, ao ligar-se à estrutura de base, proporciona estabilidade enquanto o eixo motorizado roda para criar formas complexas com precisão, de acordo com as instruções programadas.
Joelho
O joelho permite a adaptação a condições variáveis e o movimento automatizado. Funciona em conjunto com a coluna, o mecanismo de alimentação eléctrica, a mesa de trabalho e o fuso para assegurar um alinhamento preciso das ferramentas durante as operações de corte.
Esta peça crítica de maquinaria ajusta a sua posição com base no código G fornecido ao controlador CNC, o que ajuda a criar resultados uniformes em todas as séries de produtos.
Sela
A sela ajuda na precisão e na estabilidade. Localizado sob a mesa de trabalho, este componente utiliza o seu movimento paralelo para apoiar as peças durante a maquinação.
Isto permite cortes precisos e pormenores apelativos que não seriam possíveis sem o apoio estável de um selim robusto.
Mesa de trabalho
A mesa de trabalho é feita de ferro fundido e possui ranhuras em T que permitem a fixação segura da peça de trabalho para que esta possa ser posicionada separadamente ou rodada em relação às ferramentas de corte.
Esta mesa de montagem rígida facilita o movimento e a rotação para vários perfis de maquinagem.
Com a sua construção precisa e capacidade de segurar firmemente a peça de trabalho durante os ciclos de funcionamento, uma mesa de trabalho fiável de uma máquina-ferramenta CNC é crucial para resultados de elevado desempenho.
Fuso
O fuso segura e acciona as ferramentas de corte utilizadas durante as operações de fresagem. Controla as RPM e a taxa de avanço na fresagem CNC.
Além disso, quando o bloqueio é colocado numa determinada posição, torna-se responsável pelo posicionamento do eixo Z, permitindo o movimento para cima ou para baixo necessário para manipular as formas concebidas pelos engenheiros.
Para o bom funcionamento de uma máquina CNC, componentes como os pilares são também aspectos importantes que impedem que o fuso tombe devido às forças do seu peso durante a rotação, bem como melhoram a precisão ao trabalhar com materiais que utilizam definições de binário mais elevadas nos fusos.
Árvore
Um mandril, também conhecido como fuso, mantém e fixa a ferramenta de corte no lugar durante as operações de maquinagem.
O tamanho e o design de um mandril variam consoante o tipo de operação de fresagem que está a ser realizada.
A rigidez também deve ser considerada para eliminar o movimento durante as cargas de binário das forças de corte, o que pode levar a cortes imprecisos ou danificar as suas peças e ferramentas em casos extremos.
Ao fornecer suporte e estabilidade em vários ângulos, a construção de um fuso estável pode reduzir a vibração e aumentar a suavidade e a precisão ao longo do tempo de processamento - todos os factores críticos para uma produção bem sucedida com fresadoras CNC.
Carneiro
O aríete está situado na parte superior da coluna. É uma peça ajustável em forma de braço que pode ser movida para cima ou para baixo para se posicionar corretamente para qualquer trabalho que precise de ser feito.
Mantém a cabeça de fresagem - uma ferramenta rotativa utilizada para cortar o material de uma peça de trabalho - no lugar. Permite-lhe mover-se em todas as direcções conforme necessário, tornando possíveis cálculos e movimentos precisos através do controlo numérico computorizado (CNC).
Máquina-ferramenta
A máquina-ferramenta é geralmente constituída por um fuso, que segura e faz rodar as ferramentas de corte utilizadas para retirar material da peça, e por uma superfície de trabalho ou um dispositivo de fixação sobre ou no qual a peça é colocada.
A capacidade dos diferentes tipos de máquinas-ferramentas de se articularem em várias direcções permite-lhes executar padrões de corte complexos com exatidão e precisão.
Por exemplo, algumas podem ser articuladas verticalmente e horizontalmente, permitindo-lhes criar mais ângulos para cortes mais profundos que não são possíveis com os métodos tradicionais de trabalho manual da madeira.
Conclusão
A fresagem CNC é um processo de fabrico preciso que utiliza máquinas controladas por computador para cortar materiais com precisão.
Oferece versatilidade através de várias operações de fresagem, tais como fresagem de face, plana, angular, de forma, de engrenagens, de straddle, de perfil e de grupo.
Os serviços de fresagem CNC da DEK optimizam a engenharia de precisão, utilizando maquinaria avançada e medidas de controlo de qualidade para uma produção de componentes rentável e complexa.
Contacto DEK a qualquer altura!
Perguntas frequentes
A maquinagem CNC é o mesmo que a fresagem?
Não, a maquinagem CNC não é exatamente a mesma coisa que a fresagem. Embora sejam processos relacionados, na medida em que ambos envolvem a remoção de material de uma peça de trabalho com ferramentas de corte, existem distinções importantes entre eles.
A fresagem CNC é um subconjunto específico da maquinagem CNC que envolve a utilização de ferramentas de corte rotativas para remover material e criar componentes detalhados ou precisos.
A fresagem CNC centra-se em fresas rotativas que trabalham ao longo da superfície de um material para obter o produto final desejado, o que é particularmente útil para caraterísticas ou texturas complexas sem depender de métodos de acabamento químico, como jato de areia ou revestimento.
Quais são as utilizações mais comuns da fresagem CNC?
A fresagem CNC é amplamente utilizada nos domínios aeroespacial e médico para peças complexas, metalurgia, prototipagem e fabrico automóvel, entre outros.
Mesmo no fabrico de objectos como instrumentos ou mobiliário, a fresagem CNC garante formas precisas.
Por exemplo, na medicina, fabrica implantes com precisão para uma inserção segura.
No sector aeroespacial, garante segurança e peças leves que outros métodos não conseguem igualar.
Fresagem CNC vs Torneamento CNC, qual é o melhor para si?
A fresagem CNC é ideal para formas intrincadas e curvas pormenorizadas devido à sua capacidade de lidar eficazmente com superfícies complexas e tridimensionais, utilizando múltiplos eixos de movimento. É recomendada quando a modelação precisa é crucial e gera menos desperdício do que o processamento manual.
Por outro lado, Torneamento CNC é adequado para peças mais simples, como círculos ou cilindros, necessitando muitas vezes de menos ferramentas, especialmente para projectos com arestas curvas ou ranhuras/profundidades fresadas.
A fresagem CNC é cara?
Os custos da fresagem CNC variam consoante o tamanho da máquina, a complexidade e as necessidades de precisão.
As máquinas variam entre alguns milhares de dólares (para os modelos de passatempo) e centenas de milhares para as de nível industrial, com custos de manutenção semelhantes.
Factores adicionais como o tipo de máquina, mão de obra especializada e processos de fabrico complexos podem aumentar as despesas.
As taxas horárias variam entre $10-$150, mas as empresas podem implementar estratégias para reduzir estes custos quando integram a maquinagem CNC nas suas operações.
O que são as fresadoras de 3, 4 e 5 eixos?
A fresagem de 3 eixos move-se ao longo dos planos X, Y e Z para cortar e moldar.
A fresagem de 4 eixos acrescenta a rotação da ferramenta de corte em torno do seu próprio eixo (eixo A) para uma maior precisão no alcance de vários pontos no espaço.
A fresagem de 5 eixos incorpora a fresagem CNC de índice 3+2 e a fresagem CNC contínua, permitindo a rotação simultânea da peça de trabalho e do fuso. Isto oferece resultados extremamente precisos em superfícies complexas ao empregar dois eixos de rotação juntamente com os três eixos lineares, ideais para desenhos complexos e formas curvas ao longo de vários planos.
Quais são as vantagens da fresagem CNC?
A fresagem CNC é muito melhor do que a maquinagem manual porque é super precisa e exacta.
Os computadores controlam as ferramentas, de modo a que as peças saiam exatamente como os planos de design, o que poupa muitos materiais e dinheiro ao reduzir os erros.
Além disso, é fantástico para grandes produções, porque é mais rápido e mais consistente do que os métodos tradicionais, e também poupa nos custos de mão de obra.
Que sectores necessitam de fresagem CNC?
Indústrias como a aeroespacial, médica, de engenharia, automóvel e outras dependem fortemente da fresagem CNC para o fabrico de precisão.
É crucial para a criação de peças complexas na indústria aeroespacial (como as pás das turbinas), para garantir a precisão do equipamento médico e para a criação de protótipos em vários sectores industriais para produtos de metal ou plástico.
Como é que se pode tirar o máximo partido da fresagem CNC com a DEK?
Os serviços de fresagem CNC da DEK oferecem uma solução inovadora para componentes complexos e necessidades de remoção de material.
Combinando maquinaria avançada com experiência em processos de maquinação, a DEK oferece aos clientes resultados de produção rentáveis que realizam designs complexos dentro de parâmetros específicos.
Para maximizar os benefícios desta engenharia de precisão, mantendo-se dentro do orçamento, os engenheiros devem utilizar uma série de estratégias:
- A utilização de software CAD/CAM avançado permite aos engenheiros gerar modelos 3D e obter feedback em tempo real
- A seleção estratégica das ferramentas de corte adequadas para cada peça, de acordo com as especificações de tamanho e conceção, contribui significativamente para minimizar a formação de impurezas ou peças defeituosas
- A integração de medidas de controlo de qualidade nos ciclos de fabrico de produtos não só garante um desempenho ótimo, como também valida produtos bem criados e produzidos com tolerâncias apertadas.
Em última análise, estes são apenas alguns passos para otimizar os projectos de fresagem CNC com a DEK.
A DEK presta apoio contínuo em todas as fases do processo, desde o planeamento ideal dos projectos até à verificação da garantia de qualidade para além das expectativas.
