Usinagem CNC de metais: Controle Numérico Computadorizado para Peças Metálicas

A produção e a fabricação de metais estão sendo impulsionadas pela usinagem CNC. Como funciona esse metal CNC e como ele utiliza as artes obscuras da codificação? Neste artigo, examinaremos mais de perto a "mágica" da tecnologia CNC, o que ela faz no delicado processamento de peças metálicas e como o faz de forma mais eficaz. Vamos analisar os fundamentos de como o metal é trabalhado por máquinas, além de mostrar o uso da usinagem CNC como a solução adequada no âmbito da manufatura moderna. Para quem é novato na área, ou se você é mais avançado no mundo da usinagem, eles não se decepcionarão. Este artigo explica as aplicações das máquinas CNC, quem pode precisar delas e como a fresagem CNC permite que os clientes obtenham o que solicitaram.

O que é usinagem CNC de metais?

A usinagem CNC (Controle Numérico Computadorizado) de metais é uma instalação de processamento de metais onde uma ferramenta de fabricação é controlada por meio de uma sequência pré-programada de comandos em um software instalado em um sistema. Essa técnica de fabricação permite que os fabricantes gerem formas e formatos precisos e repetíveis de peças muito complexas, pois exige a eliminação cuidadosa de processos de trabalho que não exijam mão de obra especializada. Como a usinagem CNC permite a engenharia de precisão, ela tem sido aplicada em diversos setores, como o automotivo, a aviação e até mesmo em áreas mais avançadas, como a eletrônica, principalmente porque é usada para produzir produtos de qualidade com rapidez e erro mínimos.

O que CNC significa em usinagem?

CNC, sigla para Controle Numérico Computadorizado, nada mais é do que um sistema no qual um computador controla a operação hiperestética de ferramentas de usinagem como furadeiras, tornos, fresadoras, impressoras 3D e quase todas as outras máquinas-ferramentas relacionadas. Esse detalhe tecnológico desnecessário consiste, na verdade, em ler uns e zeros e executá-los em relação à fabricação de objetos ou peças.

Como funciona o processo de usinagem CNC?

Neste artigo, a usinagem CNC envolve diversas máquinas especiais que podem produzir saídas físicas de informações ou solicitações digitais em etapas diferentes e controladas. Ainda assim, o processo começa com um programa de computador. As etapas a seguir ilustram o processo de usinagem CNC:

• Desenvolvimento de Design

O primeiro passo é desenvolver um modelo. É necessário um modelo CAD 3D (Design Assistido por Computador). Este modelo fornece especificações exatas, medidas e a aparência ou geometria do objeto a ser produzido. Em seguida, este modelo é particularizado para a carga da máquina, que é a sigla CNC, que significa o código que a máquina entende, geralmente códigos G ou M.

• Configurando a máquina

Após a conclusão do projeto, a máquina CNC é preparada para uso. Nesta operação, o usuário seleciona as ferramentas corretas, como brocas, fresadoras e fresas, e armazena o material de alimentação (seja metal, plástico ou madeira) na mesa de trabalho ou no mandril da máquina.

• Programação do Equipamento

Fornecer à máquina o projeto editado dos processos anteriores é introduzido como a etapa de programação. Para isso, os programas mais utilizados são softwares cujo sistema é mais bem utilizado para converter os códigos em informações úteis para a máquina, pois possui operações desse outro tipo de instrução, que consiste em operar a máquina e mover algumas partes e aspectos do trabalho de um instante específico para um período apropriado, e até mesmo sob condições ambientais específicas.

• Processo Mecanizado

O estado atual da automação da engenharia é tal que a máquina é precisa. Algumas bandas podem ser necessárias para perfuração, algumas para corte, algumas para fresamento, algumas para torneamento e algumas para a execução de produtos. Essas tintas empurram o material do molde para fora, incentivando o material moldado a assumir a forma programada à medida que a linha do dispositivo de corte se move pelo programa, que conhece a forma definida da máquina com mais precisão. O sistema de orientação remonta o resultado da máquina usando o padrão escolhido. O desenvolvimento de máquinas muito dinâmicas é tal que a máquina pode suportar até mesmo pequenas superfícies planas da ordem de 0.0001.

• Melhoria do Produto e Controle de Qualidade

A qualidade é primordial em qualquer acabamento, portanto, após o processo de usinagem, cada peça produzida é inspecionada para determinar se está dentro dos limites ou se está superdimensionada. Há também avanços tecnológicos recentes, com máquinas equipadas com sensores e softwares que monitoram o andamento do processo, com poucos ou nenhum erro, já que o processo é realizado com precisão. A etapa final pode incluir a execução de acabamentos na peça, comentários sobre a qualidade da superfície ou galvanoplastia.

Últimos avanços tecnológicos e dados

A indústria CNC acolheu inovações como a programação com Inteligência Artificial (IA) e a usinagem de 5 eixos. No entanto, a mais importante seria a integração da chamada IoT (internet das coisas). O advento dessas tecnologias trouxe um aumento significativo na eficiência e, à medida que continuam a evoluir, espera-se que os ganhos aumentem. A usinagem CNC, por exemplo, refere-se a um modelo muito complexo. À medida que a necessidade por tais serviços cresce, espera-se que a demanda por usinagem CNC aumente, impulsionando a indústria a níveis mais altos. De acordo com este artigo, espera-se que o mercado de controle numérico cresça a um CAGR de mais de 7.3% de 2023 a 2030, com o crescimento do mercado concentrado nas indústrias de infraestrutura acelerada, aeroespacial, automotiva e de saúde. Além disso, máquinas CNC superlativas atingem velocidades de corte de 20,000 RPM ou até mais. Ao mesmo tempo, o uso viável da automação na manufatura resultou em mais de 95% de eficiência operacional em algumas instalações de usinagem.

Essa abordagem para lidar com o processo de fabricação é uma estrutura que envolve tanto ciência quanto arte — o objetivo é a integração diretiva do conceito de design e da tecnologia.

Quais são os benefícios da usinagem de metais CNC?

O ciclismo é um esporte superdimensionado para pessoas comuns. Ele tem vários benefícios possíveis. Vamos analisar alguns.

• Cada giro em um centavo

Andar de bicicleta tem o potencial de ser algo caro, certo? Seja controverso ou não, eu entendo como bicicletas podem ser generosamente baratas. Se você tem um smartphone com um aplicativo de rastreamento e uma carteira com moedas para alimentar uma máquina de venda automática, as bolsas estão acabadas e minha esposa aguardará sua libertação como uma equipe atrasada. A animação permite que cada dono de bicicleta desanimado filtre a carteira, certo? Foi aí que eu fiz, wud, wud, thud tumble, o dinheiro na minha mão faz um som de palmas, amassando o osso, seguido por ding, diálogo...

• Comece a festa

Outro elemento que surge com o ciclismo é a socialização. Quer você queira socializar ou não, está tudo lá: pessoas ao seu redor, bicicletas por toda parte e corridas, então por que não participar? É um momento antissocial em que você pode matar qualquer um no jogo sem vergonha nem nada enquanto joga. Morrer para matar outros sem lutar de verdade parece o sonho; a violência aqui finalmente pode ser levada a algum lugar", disse uma mulher.

• Entusiasme o quadril

A cada minuto, seu bolso fica extremamente pesado. Bem, talvez seja hora de fazer algo comum: andar de bicicleta. Não se engane, você não pode fazer isso sempre que tiver vontade, mas pode ser caro de outras maneiras para o fã purista do ciclismo. Veja eu, por exemplo. Comprei uma bicicleta de estrada que custa muito dinheiro, mas muito menos do que alguns dos meus amigos usam por um sapato. Foi aí que eu fiz, wud, wud, thud bou, […] o dinheiro na minha mão faz um som de palmas, amassando o osso seguido por ding, diálogo...

• Eles se divertem

A outra parte relacionada ao ciclismo é o elemento diversão, que me empolga. Os jogos atraem o jogador competitivo que existe em todos nós. Há também algo chamado diversão, jogos, onde não sentimos vontade de matar ninguém. Momento antissocial, onde você pode matar qualquer um no jogo sem vergonha nem nada enquanto joga. "Morrer para matar outros sem lutar de verdade parece o sonho; a violência aqui finalmente pode ser levada a algum lugar", disse uma mulher.

• Animar as crianças descoladas

Você já passou por um dia em que seu bolso estava afundando por guardar outras coisas dentro? Bem, talvez seja hora de fazer algo diferente, como respirar ar fresco pedalando. Isso é ótimo. Mesmo assim, quem é purista em relação a bicicletas e ciclismo não consegue fazer isso em casa o dia todo, pois é simplesmente mais tedioso do que ir a uma aula de ginástica com poucos recursos. Por exemplo, eu gasto muito dinheiro comprando uma bicicleta de estrada de alto desempenho do que a maioria das pessoas gasta para comprar um sapato. Foi aí que eu fiz, wud, wud, thud tumble, [...] o dinheiro na minha mão faz um som de palmas, amassando o osso seguido por ding, diálogo...

• PRÓS

Sinto que vou ter experiências do Swing Five presas no bolso, e acho que não vou aguentar esta noite. Elas não te viciarão; elas te convencem a gostar de algo que você nunca gostou.

Tipos de máquinas CNC usadas na fabricação de metais

• Fresadoras CNC

Fresadoras CNC cortam, furam e moldam metal para fabricação. Elas utilizam elementos de corte que podem girar e cortar, resultando em operações altamente aperfeiçoadas, ideais para qualquer peça com múltiplas partes soltas.

• Tornos CNC

A usinagem, que é perpendicular ao eixo de rotação, é feita em tornos CNC. Eles não giram o fuso; apenas o giram. Esses contornos são mais suaves e encontrados em muitas peças. Uma de suas aplicações envolve o torneamento de peças simétricas, como tubos e eixos.

• Cortadores de plasma CNC

Aqui, a tocha de plasma corta grandes peças de metal, possibilitada por altas temperaturas. Quando se trata de cortes muito complexos que exigem o uso de formas e acabamentos complexos na fabricação, corte e conformação — por meio de medidas como escalonamento e encaixe —, os cortadores de plasma são muito populares.

• Cortadores de laser CNC

As máquinas de corte a laser CNC utilizam feixes de laser para cortar materiais com precisão e precisão nos formatos desejados. Formas complexas, como a palavra "Aloha" gravada em uma peça de madeira, não frustrarão a ideia original devido à ausência de bordas, já que um corte a laser eficiente significa que não há espaço para laterais que serão corroídas pelo gás. As máquinas CNC são as melhores para essa precisão e eficiência em ação.

• Retificadoras CNC

Máquinas CNC deste tipo são empregadas na metalurgia para produzir superfícies lisas com texturas suaves. Uma comparação direta dos dois tipos de contornos revela que os contornos das outras máquinas têm uma aparência mais polida e a precisão é mais alcançável.

Cada tipo de máquina CNC desempenha um papel distinto na fabricação de metal, atendendo a necessidades específicas determinadas pela natureza do material e pelo resultado desejado.

Quais são os diferentes tipos de máquinas CNC?

Existem várias máquinas de controle numérico computadorizado conhecidas como fresadoras, tornos, roteadores, cortadores de plasma, cortadores a laser, máquinas de descarga elétrica, cortadores a jato de água, impressoras 3D, retificadoras, furadeiras, máquinas multieixos e trocadores automáticos de ferramentas.

Formato	Função chave	Material	Eixos	Caso de uso
Fresadora	Corte	Metal, Madeira	3-6	Modelagem de precisão
Máquina do torno	Cortes Rotativos	Metal, Madeira	2-4	Peças cilíndricas
Máquina Router	Roteamento	Madeira, plástico	3-6	Protótipos, Design
Plasma Cutter	Cortes de derretimento	Metal	2-3	materiais pesados
cortador de Laser	Cortes a Laser	Metal, plástico	2-3	Detalhe fino
EDM	Faíscas elétricas	Metal	2-3	Formas complexas
Cortador a jato de água	Cortes de água	Qualquer Material	2-3	Sensível ao calor
Impressora 3D	Construção aditiva	Plástico, Metal	3-5	Prototipagem
Amolador	Cortes Abrasivos	Metal	2-3	Acabamento
Furadeira	Perfuração	Metal, Madeira	2-3	Furos de precisão
Multi-eixo	Cortes Complexos	Metal, plástico	4-12	Aeroespacial, Médica
Trocador de ferramentas	Troca automática de ferramentas	Qualquer Material	N/D	Completa

Qual a diferença entre fresadoras e tornos CNC?

Fresadoras e tornos CNC diferem principalmente em seu mecanismo de operação. Nos tornos CNC, a peça de trabalho é girada contra as ferramentas de corte estacionárias, enquanto nas fresadoras CNC, são as ferramentas de corte que giram contra a peça de trabalho estacionária.

Parâmetro	Torno CNC	Fresadora CNC
Divisão de	A peça de trabalho gira	A ferramenta gira
Shape	Peças cilíndricas	Formas complexas
Ferramentas	Ferramentas de ponto único	Ferramentas multiponto
Eixos	2-4	3-6
Aplicações	Eixos, parafusos	Ranhuras, bolsos
Material	Metal, plástico	Metal, madeira, plástico
Precisão	Alto para peças redondas	Alto para superfícies planas

Qual é o papel dos roteadores CNC na usinagem de metais?

O trabalho das máquinas CNC traz bons resultados nos departamentos de usinagem de metais, pois são muito necessárias na conformação de unidades para desempenhar a função anterior. Quando falamos sobre esse tipo de máquina sendo usada para executar uma atividade específica em uma determinada superfície dentro dessa tecnologia, as chances de que alguns projetos complexos possam ser facilmente definidos sem muitos problemas são muito altas. Essa vantagem é um grande destaque para roteadores CNC no processamento de metais macios como os mencionados acima, devido às altas velocidades e à precisão dos componentes no local. Os roteadores CNC se enquadram nesta última categoria de máquinas-ferramentas e ramos de máquinas-ferramentas devido à sua ênfase e adaptabilidade no mercado. Os roteadores CNC, uma subcategoria de roteadores, tornaram-se parte da classificação do mercado desde o seu início.

Entendendo o processo de usinagem CNC

A usinagem CNC é um método de fabricação que utiliza sistemas computacionais equipados com programas de usinagem para controlar os movimentos de máquinas e ferramentas, criando peças complexas e consistentes. Primeiramente, um software CAD é usado para digitalizar o objeto, que é então convertido para um formato que o CNC entenda. Este arquivo digital informará à máquina como realizar a usinagem, por exemplo, corte, conformação ou furação. O uso de máquinas CNC com maior grau de precisão possibilita a fabricação de componentes de forma econômica devido ao baixo desperdício possível, mas também com precisão e alto nível de precisão, o que é difícil de ser alcançado com métodos tradicionais de usinagem CNC. Este é um método muito apreciado em diversos setores, principalmente devido à velocidade que proporciona, devido a algumas razões, como ser uma única fonte de informações e trabalhar com diversos materiais duros e macios, incluindo metais, plásticos, madeira, etc.

Quais são as principais etapas do processo de usinagem CNC?

• Projeto do modelo CAD

Primeiro, é preciso desenhar explicitamente em CAD (Computer-aided Design) 2D ou 3D todas as dimensões, atribuíveis às formas e até mesmo ao funcionamento de seus recursos, o que será um panfleto para a operação industrial.

• Transformando o arquivo CAD em um programa CNC (CAM)

A próxima etapa do trabalho é uma opção para converter modelos CAD finais em arquivos legíveis por CNC com CAM (Manufatura Assistida por Computador), para que um código G digital ou código M verbal seja criado e carregado na máquina CNC para definir os caminhos das ferramentas, a velocidade na qual o corte deve ocorrer e outras operações de corte.

• Preparação de máquinas CNC

As etapas realizadas nesta seção do trabalho incluem a preparação da máquina CNC para uso. Isso envolve principalmente a fixação da peça a ser usinada (peça de trabalho) na base da máquina, a instalação das fresas necessárias e o alinhamento da ferramenta e das peças de trabalho para garantir seu correto funcionamento.

• Aplicando as ferramentas

Uma das etapas mais críticas da sequência é a programação e a operação da máquina CNC. A ação consiste em cortar, furar, fresar ou moldar a peça de acordo com o plano inicial. Essa etapa autorregulada exclui intervenções humanas para eliminar a probabilidade de peças produzidas de forma insuficiente ou imprecisa.

• Check-up final e aprimoramento da aparência

Após a conclusão do processo de corte, o componente usinado é submetido a uma verificação de tolerância para garantir que esteja dentro dos limites dimensionais prescritos no projeto. Além disso, a face da peça pode ser camuflada após lixamento, polimento ou outras operações de revestimento para melhorar seu aspecto visual.

Quão vital é a programação CNC no processo de usinagem?

Na produção de peças e componentes, a recuperação de cada detalhe é essencial, e a codificação CNC ativa a precisão da mesa, a velocidade e a repetibilidade da produção em geral. Além do conhecimento adquirido nas últimas pesquisas no mecanismo de busca Google, tornou-se muito mais fácil para os engenheiros usarem máquinas-ferramentas e executarem operações, baixarem e cortarem peças precisas. Essa cirurgia garante que as peças sejam fabricadas no formato atual com a maior precisão possível, eliminando, em grande parte, o desperdício e o erro humano. Graças a softwares aprimorados, como CAD ou CAM, a indústria atual pode executar essas ações com a programação de ferramentas CNC, o que antes era inviável. A possibilidade de ter uma abordagem de diagnóstico antecipado reduz o tempo e os custos necessários, indicando a natureza imperativa do programa entre as atividades de fabricação atuais.

O que é código G e qual é sua importância na usinagem CNC?

Embora possua toda a gama de atributos geométricos, o código G é a linguagem que instrui os computadores CNC. Trata-se dos comandos específicos aos quais a máquina se refere ao executar qualquer programa, como a forma de executá-lo, a velocidade de execução e até mesmo como manipular a forma dos materiais. Essas instruções básicas são geralmente destacadas pelo "G" na expressão "código G", pois se refere às direções em que cada uma das peças da máquina pode ser movida. Essa linguagem específica tem sido uniforme em todos os sistemas CNC e tipos de máquinas, de acordo com o padrão internacional ISO 6983.

Movimentos rápidos e precisos das máquinas caracterizam a importância do código G. A complexidade dessas restrições de movimento permitiu que o código G atingisse precisões posicionais de até ±0.0005 polegadas, o que é notavelmente benéfico para setores como aeroespacial, saúde ou automotivo. Dados recentes mostram que 8 em cada 10 centros de usinagem operam com o código G como programa de saída terminal. Além disso, devido à flexibilidade paramétrica do código G, a maioria dos técnicos da indústria de usinagem conseguiu produzir seus programas CNC sem recorrer à escrita de programas CNC convencionais, o que, por sua vez, ajudou muito a reduzir o tempo de troca de operação e a minimizar erros que podem ocorrer com operações manuais.

Alguns dos comandos úteis em código G incluem "G01" para movimento em linha reta, "G02" e "G03" para mudanças de orientação no sentido horário e anti-horário, e "códigos M" de uso geral, como parar o fuso da máquina, permitir a inundação de tensão de um OEM, entre outros. Como resultado desses dispositivos, o maquinista adquiriu uma ampla gama de controles flexíveis da máquina, incluindo a rotação da peça, a execução dos movimentos de manobra necessários e a formação de padrões de corte complexos.

Progressos recentes permitiram que a maioria das configurações de fresamento CNC incluísse uma etapa intermediária: a simulação da saída do programa separada do próprio programa. Essa prática visa reduzir os custos de refugo em até 30%, economizar material e facilitar a automação da operação, evitando o início de um projeto sabidamente superestimado por erros. Assim, o código G é um aspecto que certamente permanecerá essencial na usinagem CNC em eras de automação crescente, nas quais projetar e fabricar são atividades integradas.

Ferramentas e Tecnologia CNC para Corte de Metais

Ferramentas de corte de metal em usinagem CNC podem ser discutidas por categorias, como material da ferramenta, geometria da fresa e uso de um tipo específico de fresa, como torneamento, mandrilamento, fresamento, furação, etc. Outra maneira de classificar é por corte de ferramentas em um torno, faceamento, fresamento simples, fresamento de topo, fresamento de ferramentas, pastilhas e fresas montadas em eixo. Etapas apropriadas são selecionadas dependendo do trabalho, tamanho e materiais. Novas substâncias e técnicas de fabricação são desenvolvidas, como dentes e cascas de corte a laser que incluem nitreto de titânio (TiN). Esse revestimento, por exemplo, evita o desgaste e a quebra das arestas de corte. Além disso, os equipamentos CNC atuais possuem sistemas de troca de ferramentas e fusos para corte de alta velocidade, que permitem a troca de operações em um piscar de olhos e esquecem os problemas de precisão. Eles entram em fluxo frio e garantem que as tarefas de corte sejam feitas de forma rápida e precisa.

Que tipos de ferramentas de corte são usadas na usinagem CNC?

A máquina-ferramenta CNC utilizada para o processamento de corte consistirá em uma peça de trabalho que será cortada em velocidades e profundidades específicas necessárias usando fresas como brocas, fresas de topo, fresas de face, alargadores, fresas de engrenagem, fresas ocas, fresas de rosca, fresas de placas, fresas voadoras, fresas de topo esférico, fresas em formato T e fresas escareadoras.

Tipo de ferramenta	função	Material	Shape
Brocas	Furação	Metal, plástico	Cônico
Moinho de fim	Corte versátil	Metal, plástico	Cilíndrico
Moinho de Rosto	Achatamento de superfície	Metal, plástico	Plano
Escareadores	Redimensionamento de furos	Metal	Cilíndrico
Cortadores de engrenagens	Forma de engrenagem	Metal	Variado
Moinho oco	Cortes cilíndricos	Metal	Em forma de tubo
Moinho de rosca	Corte de linha	Metal	Cilíndrico
Moinho de lajes	Cortes planos	Metal	Plano
Cortador de mosca	Suavização de superfície	Metal	Ponto único
Fresa Esférica	Superfícies curvas	Metal, plástico	Esférico
Moinho em forma de T	Rebaixos	Metal	Em forma de T
Fresa de escareamento	Chanfrar	Metal, plástico	Cônico

Como o software CAD e CAM facilita a usinagem CNC?

Aplicações CAD (Computer-Aided Design) e CAM (Computer-Aided Manufacturing) desempenharam um papel crucial na implementação da usinagem CNC, encurtando o ciclo de projeto e fabricação. O CAD auxilia engenheiros e projetistas a construir modelos digitais exatos de quaisquer peças ou detalhes, por mais complexos que sejam. Essas montagens incluem os valores, limites e outras especificações corretos, sem os quais a usinagem seria de baixa qualidade. Nesse ponto, esses dados são processados com transferência dessas técnicas de CAD com códigos G, à medida que esses dados comandam diferentes máquinas para mover, girar ou executar diversas outras atividades.

Deixados por conta própria, os sistemas CAD e CAM permitem uma transição ininterrupta entre o projeto e a fabricação, praticamente eliminando o erro humano e mantendo uma continuidade clara no projeto, na construção e em muitas peças idênticas. Uma grande adição funcional às ferramentas CAD/CAM atuais é a incorporação de simulação avançada, que permite ao usuário realizar análises 3D do percurso da ferramenta e análises tridimensionais da peça a ser usinada antes do corte físico. O impacto alcançável permanece mais sofisticado do que nos casos familiares, quando a taxa de processamento e a seleção de ferramentas e estratégias de corte são otimizadas diretamente devido a um compromisso entre duas forças opostas. Isso se refere efetivamente à alta precisão, adaptabilidade e automação alcançadas por meio de partes de programas CAD e CAM aplicadas em metodologias de usinagem CNC.

Quais avanços na tecnologia CNC estão moldando a fabricação de metal?

O setor de fabricação de metais passará por mudanças irreversíveis após a adoção da tecnologia de controle numérico computadorizado (CNC). A estrutura complexa da fresadora padrão foi bastante aprimorada pela tecnologia CNC. Outro ponto positivo relacionado ao controle numérico computadorizado é seu uso em metalurgia e processamento, que pode ser transformado usando sistemas inteligentes e aprendizado de máquina. As inovações tecnológicas aprimorarão a inteligência, impulsionando a perambulação em um determinado momento de restauração. Ao trabalhar com um espaço de alta dimensão, onde é necessário otimizar uma função objetivo multicritério, o surgimento de ferramentas projetadas para melhorar a convergência e o foco no polígono em direção à otimização espacial de implementações viáveis é bem-vindo. Como resultado, foram feitas tentativas para criar centros de controle numérico equipados com duas, três ou mais máquinas-ferramentas para executar processos específicos. Este é um método de produção genuinamente revolucionário usando robôs.

Fontes de Referência

1. Investigando o desempenho da 'tecno-eco-eficiência' de impulsores de bombas: impressão 3D de metal vs. usinagem CNC
   • autores: H. Jayawardane e outros.
   • Publicado em: 23 de julho de 2022
   • Diário: O Jornal Internacional de Tecnologia de Manufatura Avançada
   • Principais conclusões:
     • O estudo compara a tecnoecoeficiência de peças metálicas impressas em 3D com peças usinadas em CNC, com foco no desempenho técnico, econômico e ambiental.
     • Foi descoberto que os impulsores impressos em 3D apresentaram impactos ambientais normalizados menores (54.6% menos) em comparação aos equivalentes usinados em CNC, indicando uma maior ecoeficiência.
     • A pesquisa utilizou uma nova tecnologia de impressão 3D por extrusão de metal para criar impulsores de bombas centrífugas em aço inoxidável 316L.
   • Metodologia:
     • O estudo avaliou a geometria, o material de construção, a mecânica, a morfologia e o desempenho funcional dos impulsores.
     • A ecoeficiência foi avaliada por meio da avaliação do ciclo de vida ambiental, do custo do ciclo de vida e da análise de portfólio(Jayawardane et al., 2022, pp. 6811–6836).
2. Projeto de centro de fresamento vertical CNC 3GDL semi-industrial de baixo custo com capacidade de usinagem de metais não ferrosos
   • autores: S. Shimabukuro et al.
   • Publicado em: 1 de Setembro de 2020
   • Conferência: 2020 IEEE XXVII Conferência Internacional sobre Eletrônica, Engenharia Elétrica e Computação (INTERCON)
   • Principais conclusões:
     • O artigo apresenta um projeto para um centro de fresamento vertical CNC semi-industrial de baixo custo, capaz de usinar metais não ferrosos.
     • O projeto aborda altos custos e problemas de transporte associados a máquinas CNC comerciais e industriais.
   • Metodologia:
     • O projeto inclui especificações para motores de passo, sistemas de controle usando firmware de código aberto e uma área de trabalho de 320x180 mm com precisão de 100 mícrons(Shimabukuro et al., 2020, pp. 1–4).
3. Otimização das variáveis de usinagem em torneamento CNC de compósitos de matriz metálica híbrida à base de alumínio
   • autores: Ravi Butola e outros.
   • Publicado em: 8 de julho de 2020
   • Diário: SN Ciências Aplicadas
   • Principais conclusões:
     • O estudo se concentra na otimização de parâmetros de usinagem para melhorar o desempenho de processos de torneamento CNC para compósitos de matriz metálica híbrida à base de alumínio.
     • Ele destaca a importância de otimizar a velocidade de corte, a taxa de avanço e a profundidade de corte para melhorar o acabamento da superfície e a taxa de remoção de material.
   • Metodologia:
     • A pesquisa empregou técnicas de projeto experimental para analisar os efeitos de vários parâmetros de usinagem no desempenho do processo de torneamento CNC(Butola et al., 2020, pp. 1–9).
4. Otimização de parâmetros do processo CNC de EDM com corte a fio para usinagem de compósitos de matriz metálica de alumínio 6063-B4C
   • autores: N. Gurusamy e outros.
   • Publicado em: 18 de fevereiro de 2020
   • Diário: Transações da Famena
   • Principais conclusões:
     • O artigo discute a otimização de parâmetros de usinagem por descarga elétrica com fio (WEDM) para usinagem de compósitos de matriz metálica de alumínio.
     • Ele identifica configurações ideais para parâmetros como servotensão e tempos de ativação/desativação de pulso para maximizar a taxa de remoção de metal e minimizar a rugosidade da superfície.
   • Metodologia:
     • O estudo utilizou o método Taguchi baseado em cinza para otimização multiobjetivo, com foco em características de desempenho como rugosidade da superfície e largura do corte(Gurusamy et al., 2020, pp. 91–108).

Perguntas Frequentes (FAQs)

P: O que é usinagem CNC de metal?

R: A usinagem CNC de metais é um processo de fabricação que utiliza o controle numérico computadorizado (CNC) para automatizar a operação de máquinas-ferramentas. Isso permite a produção de peças metálicas precisas e complexas a partir de peças brutas de metal.

P: Como a fabricação CNC difere da usinagem manual?

R: A fabricação CNC automatiza o processo de usinagem usando máquinas CNC, que são controladas por programas de computador, enquanto a usinagem manual depende de um operador para controlar a máquina manualmente. Isso permite que a usinagem CNC alcance maior precisão e eficiência do que os métodos manuais.

P: Quais são os benefícios de usar fresamento de metal na usinagem CNC?

R: A fresagem de metais é um processo essencial na usinagem CNC que remove material de uma peça metálica usando ferramentas de corte rotativas. Seus benefícios incluem a capacidade de criar formas complexas, alta precisão e um acabamento superficial suave em peças metálicas.

P: O que está envolvido na programação de máquinas CNC?

R: A programação de máquinas CNC envolve a escrita de instruções que determinam a taxa de avanço, as trajetórias de corte e outros parâmetros de corte para máquinas CNC. Essa programação garante que as máquinas CNC possam produzir as peças metálicas desejadas com precisão e eficiência.

P: Como é uma carreira como operador de máquinas CNC?

R: Uma carreira como operador de máquinas CNC envolve operar máquinas CNC, configurar máquinas, programar e monitorar processos de produção. Operadores de máquinas CNC podem trabalhar com diversos materiais, essenciais na indústria de manufatura, especialmente em setores como o aeroespacial.

P: Que tipos de materiais podem ser usinados usando serviços CNC?

R: Os serviços CNC podem trabalhar com diversos materiais, incluindo metais como alumínio, aço, titânio e outros. Esses materiais são comumente usados em processos de fabricação aeroespacial, automotiva e de dispositivos médicos.

P: Como a força de corte e a taxa de avanço afetam a usinagem de metais?

R: A força de corte e a taxa de avanço são parâmetros de corte críticos na usinagem de metais. A força de corte afeta a capacidade da ferramenta de cortar o material, enquanto a taxa de avanço determina a velocidade com que a ferramenta se move através da peça. O ajuste adequado desses parâmetros garante a eficiência ideal da usinagem e a qualidade da peça.

P: Quais são os últimos avanços na tecnologia CNC moderna?

R: A tecnologia CNC moderna inclui máquinas avançadas com automação aprimorada, precisão aprimorada e capacidade de lidar com tarefas de usinagem mais complexas. Esses avanços permitem tempos de produção mais rápidos e peças metálicas de maior qualidade.

P: As máquinas CNC podem produzir peças metálicas personalizadas?

R: As máquinas CNC podem produzir peças metálicas personalizadas, adaptadas a projetos e especificações específicas. Essa flexibilidade torna a usinagem CNC ideal para a fabricação de componentes exclusivos em diversos setores.