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O guia completo para usinagem CNC
Este artigo apresenta o guia completo de usinagem CNC detalhadamente, incluindo vantagens e desvantagens, regras e técnicas de design, seleção de materiais, redução de custos, serviço de acabamento, etc., para ajudar designers de todo o mundo a transformar suas ideias em peças ideais de plástico ou metal. COMO um online serviço de usinagem cnc shop,Acreditamos que encomendar peças personalizadas deve ser simples, rápido e direto. o conceito de DDPROTOTYPE é fornecer a devida contribuição para o mundo fabrica indústria, comprometida com o usinagem de protótipo e Fabricação de baixo volume de metais e plásticos. Temos 20 anos de experiência em usinagem CNC, 3000 metros quadrados de oficina, dezenas de máquinas CNC de 3 e 5 eixos e equipamentos auxiliares da Alemanha, Estados Unidos e Japão, como máquina EDM / WEDM do Japão e Hexagon CMM. Certifique-se de que toda a energia do designer esteja focada no design do produto. A DDPROTOTYPE já atendeu mais de 350 clientes em mais de 50 países ao redor do mundo, incluindo muitas das 500 maiores empresas do mundo, como Areva, Olympus, ABB, etc. .
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O que é processo de usinagem CNC?
A usinagem CNC processa as matérias-primas na forma final, subtraindo e removendo materiais. Perfuração de furos, canais ou vazios para fazer blanks de metal ou plástico em peças com diferentes conicidades, diâmetros e formas. Isso contrasta fortemente com outros tipos de processamento (por exemplo, fabricação aditiva), onde os materiais são adicionados e dispostos em camadas para produzir peças de forma especificada. Isso também contrasta com a moldagem por injeção, na qual um molde é usado para injetar material em diferentes estados de material e formar peças moldadas. A usinagem CNC é amplamente utilizada para vários materiais, incluindo metais, plásticos, madeira, vidro, espuma e outros materiais compostos. Essa versatilidade torna a usinagem CNC uma escolha popular em toda a indústria e permite que projetistas e engenheiros fabriquem peças com eficiência e precisão.
A operação de usinagem CNC segue quatro etapas
Projeto da peça
As peças produzidas por usinagem CNC geralmente começam com o software CAD como projeto inicial. Durante a fase de projeto, o engenheiro considerará cuidadosamente todos os aspectos do produto final necessários, como os parâmetros para otimizar o desempenho, as condições de trabalho da peça final e o nível aceitável de variação de tolerância.
Conversão de projeto
Após a fase inicial de projeto, os modelos CAD devem ser convertidos em programas CNC funcionais usando software de fabricação assistida por computador (CAM). O software CAM pode extrair requisitos geométricos de arquivos de modelo CAD originais e convertê-los em linguagens de programação compatíveis com CNC (como código G ou código M), que determinarão a operação mecânica da máquina.
Preparação de máquinas-ferramentas CNC
Em seguida, o operador da máquina CNC deve configurar a máquina e os materiais de acordo com as especificações exigidas pelo programa CNC. O operador garantirá que a ferramenta de corte ou perfuração correta esteja instalada corretamente e combinada com a broca ou fresa de topo apropriada. O operador também deve configurar a peça de trabalho, geralmente em um dispositivo fixo ou montado diretamente em uma máquina-ferramenta CNC.
Executando operações programadas
Finalmente, os operadores de máquinas CNC realizam os processos mecânicos necessários. Durante a operação, o programa CNC controla com precisão o movimento da máquina-ferramenta.
Vantagens da usinagem CNC: pontual, confiável, precisa e poderosa
Fresagem CNC e torneamento são processos altamente precisos e repetíveis. Uma tolerância de + / – 0.001 “– 0.005” pode ser alcançada de acordo com as especificações. A máquina pode ser programada para funcionar de forma confiável 24 horas por semana, 7 dias por semana, se necessário, então a fresagem CNC é uma das melhores maneiras de produzir peças sob demanda. Usando ferramentas padrão, a usinagem CNC é particularmente valiosa para criar peças descartáveis personalizadas, como substituir peças antigas ou fornecer aos clientes atualizações especializadas. Também pode ser considerado expandir a escala de produção de peça única para mais de 10000 unidades. Dependendo do número, tamanho e complexidade do equipamento, o tempo de resposta dos componentes pode ser tão curto quanto um dia. Por meio de transporte e entrega, o prazo pode ser cumprido em uma semana.
Outra grande vantagem da tecnologia de usinagem CNC são as propriedades mecânicas alcançáveis. Todas as propriedades mecânicas desejáveis do metal ou plástico selecionado podem ser mantidas cortando o material em branco em vez de deformá-lo a quente como na moldagem por injeção ou na fabricação aditiva. O fresamento e torneamento CNC podem processar mais de 50 metais, ligas e plásticos de grau industrial. Esta seleção inclui alumínio, latão, bronze, titânio, aço inoxidável, peek, ABS e zinco. O único requisito de material para usinagem CNC é que as peças tenham dureza suficiente para fixação e corte. Para obter as peças de usinagem CNC mais econômicas, sugere-se expandir a capacidade de produção para dispersar o custo de cada peça. Quando o número de usinagem CNC atinge dezenas ou centenas, o preço unitário diminuirá gradualmente. A produção em massa estruturada e o transporte de peças CNC podem ajudar a reduzir o desperdício ou os custos de estoque.
Desvantagens: o custo da complexidade geométrica
Uma desvantagem ao usar o alto desempenho da usinagem CNC é que a complexidade geométrica tem um custo. Peças simples e volumosas são o melhor design para fresamento e torneamento CNC. Embora o grau de utilização desta ferramenta esteja relacionado ao número de eixos na máquina-ferramenta, sempre existem algumas limitações de projeto devido à influência da ferramenta. Em outras palavras, quanto mais eixos você usar, mais complexa será a função. Outra desvantagem é que o custo inicial do processamento CNC pode ser alto. Deve haver profissionais treinados para montar, carregar e programar ferramentas em fresadoras e tornos CNC. Felizmente, esse custo é fixo, portanto, será mais econômico usar as mesmas configurações para várias peças. O dinheiro também pode ser economizado reposicionando as peças ao mínimo. A usinagem em eixos de 5 ou mais eixos às vezes é mais econômica na geometria poliédrica porque não requer reposicionamento manual das peças.
Fresagem CNC
Na fresagem CNC, as peças são instaladas na máquina e o material é removido por meio de uma ferramenta de corte rotativa. A seguir, uma visão geral do processo básico de fresagem CNC: Primeiro, o modelo CAD é transformado em uma série de comandos (códigos g) que podem ser interpretados pela máquina CNC. Isso geralmente é feito pelo operador na máquina usando os desenhos técnicos fornecidos. Um pedaço de material (chamado de peça em bruto ou peça de trabalho) é então cortado em um determinado tamanho e depois colocado em uma plataforma construída usando um torno ou montado diretamente na máquina . Posicionamento e alinhamento precisos são a chave para a fabricação de peças precisas, para as quais geralmente são usadas ferramentas de medição especiais.
Em seguida, uma ferramenta de corte especial é usada para girar em uma velocidade muito alta (quilo RPM) para remover o material do blank. Geralmente são necessárias várias passagens para criar uma peça projetada. Em primeiro lugar, o material é removido rapidamente com baixa precisão para fornecer geometria aproximada para o blank. Uma ou mais passadas de acabamento são então usadas para produzir a peça final. repita os passos acima.
Após a usinagem, as peças precisam de rebarbação. A rebarbação é um processo manual para remover pequenos defeitos deixados em arestas vivas devido à deformação do material durante a usinagem (por exemplo, defeitos devido à broca estar localizada longe do furo passante). Em seguida, se as tolerâncias forem especificadas nos desenhos técnicos, as dimensões-chave são verificadas. A peça pode então ser usada ou pós-processada. A maioria dos sistemas de fresamento CNC tem três graus de liberdade lineares: eixos X, y e Z. Sistemas mais avançados com cinco graus de liberdade também permitem que a cama e/ou broca (eixos A e B) gire. O sistema CNC de 5 eixos pode produzir peças com alta complexidade geométrica e eliminar a necessidade de uma variedade de configurações de máquina-ferramenta.
Torneamento CNC
No torneamento CNC, as peças são instaladas no mandril rotativo e as ferramentas de corte fixas são utilizadas para remover o material. Desta forma, podem ser feitas peças simétricas ao longo do seu eixo central. As peças de torneamento geralmente são produzidas mais rapidamente (e mais baratas) do que as peças de fresamento.
Este é um resumo dos passos a serem seguidos no torneamento CNC:
Em primeiro lugar, o código G é gerado a partir do modelo CAD e, em seguida, o cilindro com diâmetro apropriado é carregado na máquina-ferramenta CNC.
A peça começa a girar em alta velocidade e a ferramenta de corte estacionária rastreia seu perfil e remove gradualmente o material até que a geometria do projeto seja criada. Furos ao longo do eixo central também podem ser feitos usando uma broca central e uma ferramenta de corte interna.
Se a peça precisar ser virada ou movida, repita o processo. Caso contrário, as peças podem ser cortadas do estoque e podem ser usadas ou pós-processadas.
Uma peça de torneamento CNC típica é feita removendo o material de uma peça cilíndrica.
Geralmente, os sistemas de torneamento CNC (também conhecidos como tornos) são utilizados para fabricar peças com perfis cilíndricos. As peças não cilíndricas podem ser fabricadas usando um moderno centro de torneamento CNC multi-eixos equipado com ferramentas de fresagem CNC. Esses sistemas combinam a alta produtividade do torneamento CNC com funções de fresamento CNC, podendo produzir diversas geometrias com simetria rotacional, como eixo de comando e rotor de compressor radial. Na operação de torneamento CNC, quando a peça gira em alta velocidade no fuso, a ferramenta de corte permanece estacionária. O torneamento CNC pode produzir rapidamente peças cilíndricas com tolerância estrita. Por exemplo, os tornos CNC ddprototype podem produzir peças de até 152 polegadas de diâmetro e 240 polegadas de comprimento, mantendo uma tolerância estrita de ± 0.001 polegadas.
Como a fronteira entre os sistemas de fresamento e torneamento é difusa, o restante deste artigo se concentra no fresamento CNC, porque é um processo de fabricação mais comum.
Tipos de máquinas-ferramentas CNC
Os tipos mais comuns de máquinas CNC são aquelas que utilizam ferramentas de corte para remover o excesso de material da peça. Embora as máquinas CNC operem com corte a jato de água e usinagem por descarga elétrica (EDM), este guia se concentrará em máquinas CNC de 3 eixos e multieixos.
Máquina-ferramenta CNC de 3 eixos
As fresadoras CNC de 3 eixos são muito comuns porque podem ser usadas para produzir a geometria mais comum. Eles são relativamente fáceis de programar e operar, então o custo de processamento inicial é relativamente baixo. O acesso à ferramenta pode ser uma restrição de projeto no fresamento CNC. Como apenas três eixos estão disponíveis, algumas áreas podem não estar acessíveis. Se a peça só precisa ser girada uma vez, isso não é um grande problema, mas se ela precisar ser girada muitas vezes, os custos de mão de obra e processamento aumentarão rapidamente. A máquina de 3 eixos permite que a ferramenta de corte se mova ao longo de vetores tridimensionais retos (para cima e para baixo, esquerda e direita, para frente e para trás).
Máquina-ferramenta CNC multi-eixo
A máquina-ferramenta CNC de vários eixos é semelhante à máquina-ferramenta de 3 eixos, mas o grau de liberdade de movimento mecânico é maior. Por exemplo, máquinas-ferramentas multi-eixos podem usar operações de corte rotativo e diagonal. Existem três tipos principais de máquinas-ferramentas CNC de vários eixos:
Indexadora fresadora CNC de 5 eixos
Mesmo que a fresadora possa cortar apenas ao longo de três eixos lineares durante a operação, o operador ainda pode girar a cama e a cabeça de corte para o próximo corte entre as duas operações, melhorando assim a capacidade de conformação.
Fresadora CNC contínua de 5 eixos
Este tipo de máquina permite o movimento contínuo ao longo de três eixos lineares e dois eixos rotativos durante a operação. Isso permite que o operador crie tabelas altamente complexas a partir do artefato de destino.
O centro de torneamento de fresagem
O centro de torneamento de fresamento combina as funções de torno CNC e fresadora CNC. A peça de trabalho pode ser girada em alta velocidade ou posicionada com precisão no fuso para operação de fresamento.
De todas as várias configurações de máquina, a configuração mais simples é a fresagem CNC de 3 eixos, que geralmente é a maneira mais barata de fazer peças simples com altas tolerâncias. Quando são necessárias peças cilíndricas, como parafusos e acoplamentos, o torneamento CNC em torno também é um processo muito competitivo em termos de custos. Geralmente, para peças semelhantes, o custo de um torno é 15% menor que o de uma máquina-ferramenta de três eixos.
Ao usar usinagem CNC de 5 eixos, existem duas opções: fresagem CNC de 5 eixos indexada e fresagem CNC contínua de 5 eixos. Na fresagem CNC de 5 eixos, a peça de trabalho irá girar automaticamente, tornando mais fácil para o cortador usar a função de fresagem. As duas direções extras de movimento são realizadas entre as etapas de fresagem sem remover a peça de sua fixação. A diferença da fresagem CNC contínua de 5 eixos é que a máquina pode se mover em todas as direções ao mesmo tempo ao cortar a peça de trabalho. Ambos os processos eliminam o aumento de custos e possíveis erros humanos associados ao reposicionamento manual da peça de trabalho. Devido a essas vantagens, a usinagem de cinco eixos é a melhor solução para peças complexas. Comparado com a fresadora CNC de 3 eixos “básica”, o custo da usinagem de 5 eixos é aumentado, e a fresadora CNC de 5 eixos de indexação é a mais barata das duas. O custo do fresamento CNC contínuo de 5 eixos é geralmente mais de 20% maior do que o da máquina-ferramenta de indexação de 5 eixos, que é cerca de duas vezes o custo do fresamento padrão de 3 eixos.
Projetar peças de usinagem CNC - design de modelo CAD
O conceito de CAD é ponto de usinagem. Além dos requisitos de projeto diretamente relacionados à aplicação final do produto, o engenheiro também deve estar atento às funções e limitações das máquinas-ferramentas CNC a serem utilizadas nas operações de corte reais. Os engenheiros devem converter o arquivo de modelo CAD original para um formato compatível com CNC, como step de código aberto ou formato IGES, ou para um formato mais restrito, como IPT ou sat. Também é uma prática recomendada para os engenheiros criarem desenhos técnicos que serão enviados com instruções de CAD digital. Esses desenhos são usados para verificar as tolerâncias e a geometria do projeto. Ajude o maquinista a identificar as características salientes da peça; e atuar como a fonte real de validação quando surgem problemas.
Sete regras do processo de usinagem CNC
Regra 1: todas as estradas levam ao raio
Como a maioria das brocas tem design cilíndrico, isso significa que quaisquer cortes internos que você fizer também produzirão cantos/bordas curvas, também conhecidas como cantos arredondados. Ao projetar peças com filete interno, siga o princípio “quanto maior, melhor”. O ângulo resultante será metade do diâmetro da ferramenta utilizada.
Use um raio não padrão, como 1.25 mm em vez de 1 mm, para permitir uma certa folga da ferramenta para cortar cantos. Sempre que possível, diferentes raios de parede e piso também devem ser usados para o projeto, para que a mesma ferramenta possa ser usada durante todo o processo.
A medição precisa do canto interno estará relacionada à profundidade da cavidade a ser usinada. Ao inserir cantos e arestas internos, o raio deve ser maior que um terço da profundidade da cavidade.
Regra 2: rebaixo em ângulo reto
Para criar ângulos retos em peças usinadas CNC, é melhor adicionar rebaixos ao projeto em vez de tentar reduzir o raio dos cantos para obter resultados semelhantes. Para evitar o custo adicional de ferramentas personalizadas, projete ranhuras rebaixadas de tamanho padrão, ou seja, 3 mm a 40 mm de largura em milímetros. Devido ao formato da ferramenta utilizada, o rebaixo deve ser o mais raso possível. A profundidade máxima que a ferramenta de rebaixo pode atingir será duas vezes a largura do cabeçote da ferramenta.
Regra 3: filetes podem causar cáries
A cavidade / profundidade da cavidade geralmente está relacionada ao diâmetro da ferramenta usada para fazer o filete interno. Como guia, a profundidade do canal deve ser de 3 a 4 vezes o diâmetro da ferramenta. Se a profundidade exceder 6 vezes o diâmetro da ferramenta, é necessária uma ferramenta maior. Isso sacrificará seu raio de canto. A largura da cavidade também deve ser considerada ao usinar a cavidade. É melhor manter a profundidade em 4 vezes a largura, o que é um bom guia.
Regra 4: características altas, vibrações ruins
Assim como a profundidade da cavidade e do poço, a altura máxima do recurso alto é no máximo 4 vezes a largura do recurso. Quanto maior o recurso, mais fácil é vibrar, reduzindo assim a precisão de usinagem das peças.
Regra 5: evite paredes finas
De um modo geral, é melhor usar paredes mais grossas no projeto da peça. Tal como acontece com paredes altas, a vibração aumenta quando são feitos recursos de paredes finas. O calor também deve ser considerado ao processar plásticos. Devido ao atrito da cabeça de corte, a parede mais fina será mais fácil de amolecer e deformar. Como guia, a espessura mínima da parede plástica deve estar entre 1.0 e 1.5 mm. A espessura mínima da parede em peças metálicas pode estar entre 0.5 mm e 0.8 mm. Se as paredes forem apoiadas, elas devem ser mais grossas ou mais altas para evitar vibrações e tremores.
Regra 6: siga o padrão ao perfurar
Existem dois tipos de furos para escolher no fresamento CNC: furo cego e furo passante. Independentemente do tipo selecionado, a profundidade e o diâmetro recomendados são os mesmos. O diâmetro do furo deve estar relacionado ao tamanho padrão do bit de 25.5 mm (diâmetro superior a 1 mm) e acima. A profundidade nominal do furo depende do diâmetro máximo do furo. Normalmente, a profundidade do furo é criada igual a 10 vezes o diâmetro nominal do furo.
Regra 7: conformidade com os padrões de rosca
Também é importante manter o tamanho padrão ao criar threads. Quanto maior o fio, mais fácil o processamento. O comprimento máximo deve ser mantido em 3 vezes o diâmetro nominal do furo. Custos adicionais são evitados mantendo o tamanho da rosca pronta na peça.
Diretrizes de seleção de material CNC
A seleção adequada do material é essencial para as operações de usinagem CNC. A escolha depende em grande parte do uso pretendido do produto final. Como processo de fabricação subtrativo, a usinagem CNC utiliza matérias-primas como metais ou plásticos para fazer peças. Este bloco é chamado de material em branco. Independentemente do material usado, é muito importante selecionar o tamanho correto do blank antes do processo de produção. Em geral, é aconselhável selecionar um blank com cada tamanho pelo menos 0.125 polegada (~ 0.3 cm) maior que o tamanho final da peça para resolver qualquer inconsistência na matéria-prima. Ao mesmo tempo, é importante não usar espaços em branco muito grandes para minimizar o desperdício de material. Outra coisa importante a ser lembrada antes de encomendar peças usinadas CNC é que a escolha dos materiais afeta o tempo e o custo de produção. Isso ocorre porque alguns materiais são usinados melhor do que outros, o que significa que são mais fáceis de processar. Velocidades de processamento mais rápidas acabam se traduzindo em custos de produção mais baixos.
Os metais são usados principalmente em aplicações que exigem alta resistência, dureza e resistência ao calor. Os plásticos são materiais leves com uma ampla gama de propriedades físicas, que geralmente são usados devido à sua resistência química e propriedades de isolamento elétrico. As propriedades do material de interesse são a resistência mecânica (expressa como resistência à tração), usinabilidade (a usinabilidade afeta o preço do CNC), custo do material, dureza (principalmente para metais) e resistência à temperatura (principalmente para plásticos).
Você precisa examinar uma variedade de propriedades do material para determinar qual material é mais adequado para seu projeto, como:
resistência à tração
dureza
É fácil de operar
Resistência química
Resistência à corrosão
Performance térmica
partes de metal
Geralmente, metais de alta ductilidade são mais fáceis de processar porque fresas CNC podem cortar metal com mais facilidade e alcançar maior eficiência. Por exemplo, o latão é um dos metais mais fáceis de processar devido à sua boa ductilidade. A liga de alumínio também é muito adequada para usinagem CNC, por isso pode encurtar o tempo de produção. O aço, por outro lado, é um metal sólido com usinabilidade muito menor que o alumínio, o que significa menor produtividade e maiores custos. No entanto, é importante lembrar que diferentes tipos de aço possuem diferentes níveis de trabalhabilidade, dependendo do seu teor de carbono. Aços com teor de carbono muito baixo e muito alto são geralmente difíceis de usinar. Por exemplo, o aço inoxidável 304 com baixo teor de carbono é difícil de usinar porque se torna pegajoso e endurece muito rapidamente. Aditivos como enxofre e fósforo tornam o aço inoxidável mais fácil de processar, como o aço inoxidável 303. Do ponto de vista da usinagem, o aço carbono geralmente leva quatro vezes mais que o alumínio, enquanto o aço inoxidável leva o dobro.
Peças plásticas
Embora os plásticos termoplásticos possam ser usinados, as propriedades do material dos polímeros podem representar desafios para a usinagem CNC. Em primeiro lugar, devido à baixa condutividade térmica, muitos plásticos termoplásticos derreterão ou deformarão ao entrar em contato com a fresa CNC ou broca. Para peças que não exigem resistência e rigidez do metal, o termoplástico oferece uma opção mais barata. Na faixa de termoplásticos, Delrin (POM), polietileno de alta densidade (PEAD) e ABS apresentam boa usinabilidade. Embora peek, ULTEM, nylon e muitos compósitos sejam populares por sua resistência e durabilidade, eles são mais difíceis de processar.
Liga de alumínio
A liga de alumínio possui excelente relação resistência/peso, alta condutividade e condutividade térmica e resistência natural à corrosão. Eles são fáceis de processar e de baixo custo de lote, por isso geralmente são a opção mais econômica para criar peças de metal personalizadas e protótipos. As ligas de alumínio geralmente têm menor resistência e dureza do que o aço, mas podem ser anodizadas para formar uma camada protetora superfície.
A liga de alumínio 6061 tem a resistência de corte mais excelente do que outras ligas de alumínio.
A composição e as propriedades do material do alumínio 6082 são semelhantes às do 6061. Ele atende aos padrões europeus e, portanto, é mais comumente usado na Europa.
O alumínio 7075 é a liga mais comumente usada em aplicações aeroespaciais porque possui excelentes propriedades de fadiga para o aço e pode ser tratado termicamente para obter alta resistência e dureza, por isso é essencial reduzir o peso.
O alumínio 5083 tem maior resistência e excelente resistência à água do mar do que a maioria dos outros Usinagem CNC de alumínio e, portanto, é comumente usado em aplicações arquitetônicas e marítimas. Também é uma ótima opção para soldagem.
Propriedades do material:
Densidade típica da liga de alumínio: 2.65-2.80 g/cm3
Pode ser anodizado
Não magnético
aço inoxidável
As ligas de aço inoxidável têm alta resistência, alta ductilidade, excelente resistência ao desgaste e resistência à corrosão, e são fáceis de soldar, usinar e polir. Dependendo de sua composição, eles podem ser (basicamente) não magnéticos ou magnéticos.
O aço inoxidável 304 é a liga de aço inoxidável mais comum com excelentes propriedades mecânicas e boa usinabilidade. É resistente à maioria das condições ambientais e meios corrosivos.
O aço inoxidável 316 é outra liga comum de aço inoxidável com propriedades mecânicas semelhantes ao 304. Embora tenha maior resistência à corrosão e química, especialmente para soluções salinas (por exemplo, água do mar), geralmente é preferido para uso em ambientes agressivos.
Aço inoxidável O aço inoxidável duplex 2205 é a liga de aço inoxidável de maior resistência (duas vezes de outra liga de aço inoxidável comum) e possui excelente resistência à corrosão. É usado em ambientes agressivos e tem muitas aplicações na indústria de petróleo e gás.
O aço inoxidável 303 possui excelente tenacidade, mas possui resistência à corrosão inferior ao 304. Devido à sua excelente usinabilidade, é frequentemente utilizado em aplicações de massa, como porcas e parafusos para aplicações aeroespaciais.
As propriedades mecânicas do aço inoxidável 17-4 (grau SAE 630) são comparáveis às do aço 304. Pode ser endurecido por precipitação em um grau muito alto (comparado ao aço ferramenta) e possui excelente resistência química, tornando-o adequado para aplicações de alto desempenho, como a fabricação de pás de turbinas.
Propriedades do material:
Densidade típica: 7.7-8.0 g/cm3
Liga de aço inoxidável não magnética: 304, 316, 303
Liga de aço inoxidável eletromagnética: 2205 duplex, 17-4
Aço de baixo carbono {aço macio}
O aço de baixo carbono, também conhecido como aço de baixo carbono, possui boas propriedades mecânicas, boa usinabilidade e boa soldabilidade. Devido ao seu baixo custo, podem ser utilizados para fins gerais, incluindo a fabricação de peças mecânicas, acessórios e acessórios. O aço de baixo carbono é suscetível à corrosão e ao ataque químico.
O aço de baixo carbono 1018 é uma liga geral com boa usinabilidade e soldabilidade, além de excelente tenacidade, resistência e dureza. É a liga de aço de baixo carbono mais comumente usada.
O aço de baixo carbono 1045 é um aço de médio carbono com boa soldabilidade, boa usinabilidade, alta resistência e resistência ao impacto.
O aço de baixo carbono A36 é um aço estrutural comum com boa soldabilidade. É adequado para várias aplicações industriais e arquitetônicas.
Propriedades do material:
Densidade típica: 7.8-7.9 g/cm3
magnético
liga de aço
Os aços de liga contêm outros elementos de liga além do carbono, melhorando assim a dureza, tenacidade, fadiga e resistência ao desgaste. Semelhante ao aço de baixo carbono, o aço de liga também é suscetível à corrosão química e à corrosão.
O aço de liga 4140 possui boas propriedades mecânicas gerais, bem como boa resistência e tenacidade. Esta liga é adequada para muitas aplicações industriais, mas não é recomendada para soldagem.
O aço de liga 4340 pode ser tratado termicamente para obter alta resistência e dureza, mantendo boa tenacidade, resistência ao desgaste e resistência à fadiga. Esta liga é soldável.
Propriedades do material:
Densidade típica: 7.8-7.9 g/cm3
magnético
Aço ferramenta
O aço ferramenta é um tipo de liga metálica com alta dureza, rigidez, resistência ao desgaste e resistência ao calor. Eles são usados para criar ferramentas de fabricação (daí o nome), como moldes, matrizes e moldes. Para obter boas propriedades mecânicas, deve ser tratado termicamente.
O aço ferramenta D2 é um tipo de liga resistente ao desgaste, sua dureza pode ser mantida a 425°C. Geralmente é usado para fazer ferramentas de corte e matrizes.
O aço-ferramenta A2 é um tipo de aço-ferramenta geral endurecido a ar, que possui boa tenacidade e excelente estabilidade dimensional em alta temperatura. Geralmente é usado para fazer moldes de injeção.
O aço ferramenta O1 é uma liga endurecida a óleo com alta dureza de 65 HRC. Comumente usado para ferramentas de corte e ferramentas de corte.
Propriedades do material:
Densidade típica: 7.8 g/cm3
Dureza típica: 45-65 HRC
Resina
O latão é uma liga metálica com boa usinabilidade e excelente condutividade, muito indicada para aplicações que requerem baixo atrito. Também é frequentemente usado na arquitetura para produzir peças com aparência dourada para fins estéticos.
O latão c36000 é um tipo de material com alta resistência à tração e resistência à corrosão natural. É um dos materiais mais fáceis de processar, por isso é frequentemente usado em aplicações em massa.
Propriedades do material:
Densidade típica: 8.4-8.7 g/cm3
Não magnético
ABS
O ABS é um dos materiais termoplásticos mais comuns com boas propriedades mecânicas, excelente resistência ao impacto, alta resistência ao calor e boa usinabilidade.
A baixa densidade do ABS o torna muito adequado para aplicações leves. As peças de ABS usinadas por CNC são geralmente usadas como protótipos antes da produção em massa por moldagem por injeção.
Propriedades do material:
Densidade típica: 1.00-1.05 g/cm3
Nylon
O nylon, também conhecido como poliamida (PA), é um tipo de termoplástico amplamente utilizado em aplicações de engenharia devido às suas excelentes propriedades mecânicas, boa resistência ao impacto, alta resistência química e resistência ao desgaste. Embora seja fácil de absorver e absorver a umidade.
Nylon 6 e nylon 66 são as classes mais usadas na usinagem CNC.
Propriedades do material:
Densidade típica: 1.14 g/cm3
Fibra de policarbonato
O policarbonato é um termoplástico de alta tenacidade, boa usinabilidade e excelente resistência ao impacto (melhor que o ABS). Pode ser colorido, mas geralmente é opticamente transparente, por isso é muito adequado para uma ampla gama de aplicações, incluindo equipamentos de fluidos ou vidro automotivo.
Propriedades do material:
Densidade típica: 1.20-1.22 g/cm3
POM (Delrin)
O POM, cujo nome comercial é Delrin, é conhecido como um termoplástico de engenharia com a maior processabilidade entre os plásticos.
O POM (Delrin) geralmente é a melhor escolha na usinagem CNC de peças plásticas com alta precisão, alta rigidez, baixo atrito, excelente estabilidade dimensional em alta temperatura e absorção de água muito baixa.
Propriedades do material:
Densidade típica: 1.40-1.42 g/cm3
PTFE (Teflon)
O PTFE, comumente conhecido como Teflon, é um termoplástico de engenharia com excelente resistência química e ao calor e o menor coeficiente de atrito em qualquer sólido conhecido.
O PTFE (politetrafluoretileno) é um dos poucos plásticos que pode suportar temperaturas acima de 200 OC e é um excelente isolante elétrico. No entanto, possui propriedades mecânicas puras e geralmente é usado como revestimento ou inserto em uma montagem.
Propriedades do material:
Densidade típica: 2.2 g/cm3
Polietileno de alta densidade
O polietileno de alta densidade (HDPE) é um tipo de termoplástico com alta relação resistência/peso, alta resistência ao impacto e boa resistência às intempéries.
O HDPE é um termoplástico leve, adequado para uso externo e transporte por dutos. Como o ABS, é frequentemente usado para criar protótipos antes da moldagem por injeção.
Propriedades do material:
Densidade típica: 0.93-0.97 g/cm3
PEEK
Peek é um termoplástico de engenharia de alto desempenho com excelentes propriedades mecânicas, estabilidade térmica em uma ampla faixa de temperatura e excelente resistência à maioria dos produtos químicos.
Peek é frequentemente usado para substituir peças de metal devido à sua alta relação peso/peso. Ele também fornece um nível médico que torna o peek adequado para aplicações biomédicas.
Propriedades do material:
Densidade típica: 1.32 g/cm3
Resumo da regra
O alumínio 6061 é o material de usinagem CNC mais comum com o menor custo.
Devido à sua excelente processabilidade, o POM (Delrin) é o plástico CNC mais econômico.
Selecione uma liga metálica para aplicações que exijam alta resistência, dureza e/ou resistência ao calor.
Escolha plásticos com requisitos de materiais especiais para aplicações leves ou protótipos de pré-injeção.
Faixa de aplicação de vários materiais
Alumínio
Desempenho chave: o alumínio é altamente valorizado pela sua relação resistência/peso e resistência à corrosão. Ele também tem boa condutividade térmica e condutividade.
O alumínio 6061-t6:6061 é uma das variedades de alumínio mais usadas e tem sido amplamente utilizada. A marca T6 confere ao material uma resistência à tração de 276 MPa. Aplicação comum: Geral
Alumínio 7075: a resistência à tração final é de 572 MPa, comparável ao aço. Útil para aplicações de alto estresse, seu uso é limitado pelos altos custos. Aplicações comuns: aeroespacial, automóvel, navio
Alumínio 2024-T3: liga da série 2024-T3 2000 tem relação de peso de alta resistência, resistência à tração é 400-430 MPa, força de rendimento é de pelo menos 270-280 MPa. Certificação T3, tratamento térmico de solução e trabalho a frio foram realizados. Aplicações comuns: produtos industriais, aeroespaciais, médicos, eletrônicos.
Alumínio 5052: a 117 MPa, a resistência à fadiga deste tipo de liga de alumínio é superior à da maioria das ligas de alumínio. Também possui excelente resistência à água do mar e ao spray de sal. Aplicações comuns: navio, aeroespacial, eletrônica.
Alumínio mic-6: semelhante à liga de alumínio da série 7000, o mic-6 é um material de placa fundida comumente usado em moldes e substratos. Aplicações comuns: aeroespacial, eletrônica, engrenagem.
Latão, bronze e cobre
Principais características: o cobre puro é um metal macio e maleável com alta condutividade térmica e elétrica. Latão e bronze são ligas de cobre. O latão é uma mistura de cobre e zinco, e o bronze é principalmente cobre e estanho. Em geral, o latão é valorizado por sua usinabilidade e alta retenção de resistência. Bronze tem baixo desempenho de atrito e alta resistência à corrosão. Latão, bronze e cobre são geralmente escolhidos para fins estéticos.
Latão C360: O C360 é um material altamente usinável com o menor custo de todas as ligas de latão. Indústria: indústria, comércio.
Latão 260: a liga de latão mais maleável 260 é mais utilizada do que outros produtos similares. Indústria: indústria, comércio.
C932 M07 rolamento bronze: para aplicações leves, esta liga é fácil de processar e resistente à corrosão. Indústria: geral.
ETP cobre C110: esta liga tem a maior condutividade elétrica (100% IACS) de todos os metais, exceto prata (105% IACS). Indústria: energia, construção, médica.
Cobre 101: material base para muitos latão e bronze, o cobre 101 possui alta ductilidade (alongamento de 5% a 50%) e resistência ao impacto. Indústria: eletrônica, automobilística.
Aço
Principais características: pode-se dizer que fornece a mais ampla gama de materiais de usinagem CNC, o aço possui opções de aço inoxidável, liga, ferramentas e aço de baixo carbono. Em geral, o aço tem boas propriedades mecânicas e é fácil de processar.
Aço 1018: este aço de uso geral de baixo carbono é dúctil e adequado para conformação e soldagem. Indústria: geral, engrenagem, parafuso, porca.
ASTM A36: um exemplo de aço de baixo carbono, o A36 é uma liga de baixo custo com boas propriedades mecânicas, incluindo resistência à tração final de 400-550 MPa e alongamento na ruptura de 20%. Indústria: engrenagem, construção.
Liga de aço 4130: esta liga de aço multifuncional é otimizada em termos de composição (limite de resistência (670 MPa), tenacidade (limite de resistência 435 MPa) e usinabilidade). Indústria: aeroespacial, óleo e gás, automotiva.
Aço inoxidável 304: a variedade de aço inoxidável mais comum e representativa da qualidade básica do aço, a liga possui maior resistência à corrosão e menor condutividade do que a maioria dos outros aços. Não é adequado para aplicações que requerem soldagem. Indústria: alimentícia, parafuso, automóvel.
Aço inoxidável 17-4: este aço inoxidável endurecido por precipitação é conhecido por sua alta resistência e propriedades mecânicas e pode ser desenvolvido por tratamento térmico. Tem boas propriedades mecânicas mesmo a 600 graus Fahrenheit e tem alta resistência à corrosão. Este material pode funcionar bem em ambientes agressivos. Indústria: nuclear, marinha, alimentícia e médica.
Titânio
Características principais: Embora o titânio seja mais pesado que o alumínio (mas ainda mais leve que o aço), o titânio também é conhecido por sua excelente relação peso/resistência. Devido à sua dureza, muitas variedades de titânio são consideradas difíceis de processar.
Titânio grau 2: O grau 2 é uma forma comum deste metal com alta resistência (limite de 344 MPa) e excelente resistência à corrosão. Geralmente é usado para fazer trocadores de calor. Indústria: aeroespacial, automotiva, química.
Titânio 6Al-4V: outra variedade de titânio comumente utilizada, esta liga é a melhor escolha quando se exige baixa densidade (4.429 – 4.512 g/cm3) e excelente resistência à corrosão. Indústria: médica, aeroespacial, marinha, gás natural.
Liga de zinco
Característica principal: o zinco não é comumente usado na usinagem CNC porque a maioria das variedades é muito frágil para processamento. Em algumas formas específicas, o material torna-se fácil de processar e fácil de manusear.
Placa de liga de zinco 500: uma liga de fundição contínua com zinco usinável com boa condutividade elétrica e alta resistência à corrosão. Setor: arquitetura.
Material Plástico
Principais características: leves e robustos, alguns plásticos industriais podem ser considerados alternativas de baixo custo às peças metálicas. Os plásticos são amplamente utilizados em todas as indústrias.
Abs: este termoplástico comum de alta resistência com isolamento elétrico é ideal para moldes e protótipos leves e de baixo custo. Indústria: geral, médica, automotiva, eletrônica.
Acetal: Delrin é o plástico mais fácil de processar. Possui excelente rigidez (resistência à flexão 82.7 MPa), baixo atrito e boa resistência à umidade. Indústria: geral, engrenagem, eletrônica, médica, construção.
Nylon 6/6: poliamida comum, nylon 6/6 (ou 66 para abreviar) possui alta resistência mecânica (66 MPa), rigidez e estabilidade sob ação térmica e química. Indústria: automóvel, eletrônica, engrenagem, tubulação.
Peek: este termoplástico avançado pode ser usado em todos os tipos de ocasiões com altas exigências mecânicas. Indústria: médica, aeroespacial, automotiva, eletrônica.
Policarbonato: comumente conhecido como PC, este plástico transparente possui excelentes propriedades ópticas. É robusto, leve e robusto com alta resistência ao impacto (600 – 850 J/M). Indústria: geral, eletrônica, aviação, automobilística, gasoduto.
Serviços de acabamento
O serviço de acabamento após usinado pode alterar a aparência, rugosidade superficial, dureza e resistência química das peças produzidas. A seguir, uma breve visão geral dos tratamentos de superfície mais comuns para usinagem CNC.
usinado
As peças usinadas têm as tolerâncias mais rigorosas porque nenhum trabalho adicional é necessário. No entanto, a marcação ao longo do caminho da ferramenta de corte é visível. A rugosidade da superfície padrão das peças usinadas é de 3.2 μ m (125 μ in), que pode ser reduzida para 0.4 μ m (16 μ in) por operação adicional.
A tolerância dimensional mais rigorosa.
Sem custo adicional (tratamento de superfície padrão).
Jateamento de contas
O jateamento de esferas adiciona um acabamento fosco ou acetinado uniforme às peças usinadas, eliminando todas as marcas de ferramentas.
O jateamento de esferas é usado principalmente para fins estéticos, pois a rugosidade da superfície obtida não pode ser garantida. As principais superfícies ou recursos, como furos, podem ser mascarados para evitar alterações dimensionais.
Um agradável acabamento fosco ou acetinado.
Tratamento de superfície de baixo custo.
Fornecer rugosidade diferente.
Anodização (transparente ou colorida)
A anodização adiciona um revestimento cerâmico não condutor fino e duro na superfície das peças de alumínio para melhorar sua resistência à corrosão e ao desgaste.
As áreas críticas podem ser mascaradas para manter tolerâncias estritas. As peças anodizadas podem ser tingidas para produzir uma superfície lisa e bonita.
Durável, aparência bonita.
Pode ser aplicado no lúmen.
Pode ser colorido em qualquer tonalidade Pantone.
Anodização de revestimento duro
A anodização de revestimentos duros produz revestimentos cerâmicos espessos e de alta densidade que proporcionam excelente resistência à corrosão e ao desgaste.
A anodização de revestimento duro é adequada para aplicações funcionais. Uma espessura de revestimento típica de 50 μ m normalmente não é aplicada. As áreas críticas podem ser mascaradas para manter tolerâncias estritas.
Revestimento de alta resistência ao desgaste para aplicações de engenharia de ponta.
Pode ser aplicado no lúmen.
Bom controle dimensional.
revestimento em pó
O revestimento em pó adiciona uma camada de revestimento de polímero protetor forte, resistente ao desgaste e à corrosão na superfície das peças.
Pode ser aplicado em peças de qualquer material e tem uma variedade de cores para escolher.
Revestimentos robustos, resistentes ao desgaste e corrosivos para aplicações funcionais.
Tem maior resistência ao impacto do que a anodização.
Compatível com todos os materiais metálicos.
Serigrafia
A serigrafia é uma maneira barata de imprimir texto ou logotipo na superfície de peças de usinagem CNC para fins estéticos.
Pode ser usado em adição a outros acabamentos, como anodização. Somente o conteúdo impresso pode ser aplicado na superfície externa da peça.
Imprima texto ou logotipo personalizado a baixo custo.
Disponível em uma variedade de cores.
Dicas para reduzir o orçamento do seu projeto CNC
O custo das peças de usinagem CNC depende dos seguintes fatores:
Tempo de processamento e complexidade do modelo: quanto mais complexa a geometria da peça, maior o tempo de processamento e maior o custo.
Custos iniciais: estão relacionados à preparação do arquivo CAD e ao planejamento do processo, mas o custo é basicamente fixo. Há oportunidades para reduzir os preços unitários por meio de economias de escala.
Custo do material e tratamento de superfície: o custo dos materiais a granel e a facilidade de processamento dos materiais afetam muito o custo total.
Vamos resumir
A fresadora CNC de 3 eixos pode fazer peças com geometria relativamente simples a baixo custo e com excelente precisão.
O custo unitário do torno CNC é o mais baixo, mas só é adequado para peças com simetria rotacional.
As peças feitas pela fresadora CNC de 5 eixos com índice têm as características de não se alinharem rapidamente com um dos eixos principais e têm alta precisão.
As peças fabricadas por fresadora CNC contínua de 5 eixos possuem geometria “orgânica” de alta complexidade e contorno suave, mas o custo é alto.
O centro CNC de fresamento combina as vantagens do torneamento CNC e do fresamento CNC em um sistema para fabricar peças complexas a um custo menor do que outros sistemas CNC de 5 eixos.
As peças de usinagem CNC são amplamente utilizadas em todas as esferas da vida. Na ddprototype, atendemos uma ampla gama de áreas, incluindo:
cuidados médicos
automóvel
Bicicleta
robô
Indústria aeroespacial
navio
maquinaria agrícola
produto eletrônico
Câmera e outras peças de fabricação de precisão de todas as esferas da vida