O fabrico moderno conta muito com a tecnologia de Controlo Numérico por Computador (CNC). Os fabricantes de CNC automatizam a construção de componentes personalizados. Conseguem-no com uma precisão espantosa. Estes dispositivos funcionam utilizando software de desenho assistido por computador (CAD) e de fabrico assistido por computador (WEBCAM). Esta aplicação de software permite visualizar ferramentas de redução com elevada precisão. Os produtores utilizam estes sistemas para cortar, formar e contornar superfícies de trabalho em formas precisas e especificadas. Entre a variada gama de máquinas CNC, equipamentos de fresagem CNC e Sistemas de fresagem CNC são duas opções predominantes. Ambas utilizam vários eixos de movimento. Isto permite que os seus dispositivos de corte efectuem cortes precisos e completos. Este artigo fornece uma comparação extensa desses dois tipos básicos de dispositivos CNC. Certamente descobriremos seus principais atributos, distinções operacionais essenciais e considerações vitais para a seleção. Compreender essas distinções certamente incentivará os fabricantes a selecionar o serviço ideal para suas demandas de fabricação exclusivas, incluindo quando um roteador CNC feito sob medida ou um procedimento de transmissão CNC feito sob medida especializado pode ser a opção superior.
A maquinaria CNC oferece uma versatilidade espantosa. O fabricante de CNC adequado pode aumentar consideravelmente a eficiência funcional de uma equipa. Uma caraterística específica destes dispositivos é o seu método de produção subtrativo. Removem sistematicamente o produto de um bloco ou folha forte para obter o tipo desejado. Isto contrasta fortemente com os processos de fabrico aditivo, como a impressão 3D, em que as máquinas desenvolvem produtos camada a camada.
O fabrico subtrativo começa com mais material do que o necessário para a peça final. O equipamento CNC, dirigido pelo seu programa, corta com precisão o material não desejado. Este método é fundamental para a maquinação típica e continua a ser dominante na criação de peças sólidas e resistentes a partir de aços, plásticos, madeira e compósitos. A precisão do procedimento de remoção do produto tem um impacto direto na elevada qualidade e na estabilidade dimensional do produto final.
Todas as máquinas CNC, que consistem em fresadoras e tupias, dependem de operações digitais. Os programadores produzem inicialmente um modelo 2D ou 3D da peça utilizando a aplicação de software CAD. Em seguida, os desenhadores ou programadores utilizam o programa de software da câmara para criar percursos de ferramentas. Estes percursos determinam a forma como a ferramenta de corte irá atravessar a superfície de trabalho. O software da câmara também determina as taxas de corte, as taxas de avanço e as modificações do dispositivo. Em última análise, esta informação é convertida em código G, uma linguagem que o controlador do fabricante de CNC compreende. Esta hierarquia eletrónica garante uma elevada fidelidade desde o esquema até ao componente físico.
Os dispositivos de fresagem CNC são robustos cavalos de batalha no mercado de produção. São bem sucedidos no processamento de materiais resistentes ou duradouros. A sua construção dá prioridade à rigidez e à distribuição do binário para aplicações exigentes.
Os fabricantes utilizam frequentemente dispositivos de fresagem CNC para materiais como:
Os equipamentos de fresagem atingem cortes extraordinariamente finos e exactos. Normalmente, operam com tolerâncias de um milésimo de polegada (0,001 polegadas ou aproximadamente 0,025 mm), ou mesmo mais apertadas para modelos de alta precisão. Isto torna-os excelentes para produzir elementos profundos, intrincados e dimensionalmente cruciais.
Normalmente, as fresadoras CNC funcionam movendo a peça de trabalho nos eixos X e Y (planos), enquanto o fuso (que segura o dispositivo redutor) se move ao longo do eixo Z (verticalmente). As ferramentas de corte rodam a várias velocidades, mas a tónica é frequentemente colocada no binário para eliminar eficazmente o material de substratos difíceis. Muitas fresadoras CNC sofisticadas incluem mais de três eixos. As fresadoras de quatro eixos incluem uma capacidade de rotação da mesa ou do pino. As fresadoras de cinco eixos oferecem atividade sincronizada em três eixos lineares e 2 eixos de rotação. Esta expressão reforçada permite maquinar geometrias complicadas numa única configuração, reduzindo os erros e melhorando o desempenho.
A precisão e a resistência dos equipamentos de fresagem CNC tornam-nos importantes numa série de sectores essenciais:.
Os sistemas de fresagem CNC proporcionam um conjunto variado de vantagens, em grande parte centradas na taxa e em envelopes de trabalho maiores, especificamente para produtos mais macios. Embora sejam frequentemente considerados menos duráveis do que as fresadoras, os projectos modernos de fresadoras CNC topo de gama e personalizadas podem apresentar capacidades impressionantes.
Os fabricantes de fresadoras CNC têm geralmente sucesso com:.
Os dispositivos de corte numa tupia CNC (pequenos bits da tupia) rodam a mudanças extremamente elevadas por minuto (RPM), variando normalmente entre 18.000 e 30.000 RPM e até mais. Esta elevada taxa de rotação, em vez de um binário elevado, impulsiona a força redutora. Isto torna-as muito fiáveis para eliminar rapidamente o produto de substratos muito menos espessos.
Num router CNC normal, a cabeça do fuso move-se ao longo dos eixos X, Y e Z sobre uma mesa estacionária onde a peça de trabalho é fixada. Muitos modelos básicos são fabricantes de 3 eixos. No entanto, os sistemas avançados de router CNC, especialmente os router CNC personalizados, podem integrar quatro, cinco e até seis eixos. Essas configurações avançadas permitem esculturas 3D mais complicadas, trabalho de borda e usinagem em áreas de superfície curvas. Os processos de direção CNC personalizados utilizam frequentemente estas capacidades multi-eixo para aplicações especializadas.
A rapidez e a comodidade da tecnologia de fresagem CNC fazem dela uma opção preferida em numerosos sectores:.
Embora as fresadoras e os routers CNC comuns sirvam vários objectivos básicos, a procura de soluções maximizadas alimentou o crescimento do router CNC personalizado. Uma fresadora CNC personalizada é concebida de acordo com os pormenores exigidos pelo cliente, indo para além das configurações de prateleira.
As empresas optam por uma transmissão CNC personalizada quando os fabricantes básicos não conseguem satisfazer necessidades específicas de dimensão, velocidade, potência ou manuseamento de produtos. Isto pode incluir um envelope de trabalho extremamente grande para chapas de grandes dimensões, pinos especializados para produtos especiais, automação integrada para fabrico de grandes volumes ou configurações de eixos especiais para geometrias complicadas. O objetivo é desenvolver um equipamento que se adapte completamente a um determinado nicho específico, optimizando a eficiência e o resultado.
Os produtores de routers CNC personalizados podem adaptar várias facetas:.
Embora tanto as fresadoras CNC como os sistemas de fresagem CNC executem o fabrico subtrativo, existem numerosas diferenças vitais que ajudam o procedimento de opção. Os fabricantes têm de avaliar meticulosamente estas diferenças em relação aos requisitos das suas tarefas.
Fresadoras CNC: Estes fabricantes fornecem normalmente uma precisão notável e resistências mais apertadas. A construção durável, os pinos de menor RPM/maior binário e os elementos retificados com precisão (como os parafusos de esfera) contribuem para a sua capacidade de manter precisões frequentemente aferidas em dez milésimos de polegada (por exemplo, +/- 0,0005 polegadas). Isto torna-os indispensáveis para aplicações em que a exatidão dimensional é crítica, como no sector aeroespacial, clínico e de ferramentas de alta precisão. Routers CNC: Os sistemas de fresas CNC padrão fornecem normalmente uma excelente precisão, frequentemente dentro de alguns milésimos de polegada (por exemplo, +/- 0,003 a 0,005 polegadas). Embora seja adequado para muitas aplicações, como o trabalho da madeira e a produção de indicadores, é normalmente muito menos preciso do que uma fresadora. No entanto, as construções de routers CNC topo de gama ou personalizadas, criadas com maior resistência, sistemas de acionamento muito melhores e peças de precisão, podem atingir uma precisão dramaticamente aumentada, chegando ocasionalmente perto da das fresadoras mais leves. O grau de precisão numa configuração de direção CNC personalizada pode ser um parâmetro de layout detalhado.
Fresadoras CNC: As suas estruturas inflexíveis e fusos de elevado binário são desenvolvidos para reduzir com sucesso produtos difíceis. Produzem pressões de corte significativas, o que lhes permite trabalhar com aços, titânio e outras ligas resistentes de forma eficiente, sem demasiado desgaste ou ruído. Routers CNC: Os sistemas de fresagem CNC são bem sucedidos com materiais mais macios, como madeira, plásticos, espuma e metais não ferrosos (como o alumínio, normalmente com líquido de arrefecimento de névoa). Os seus pinos de alta velocidade são maximizados para uma rápida remoção do produto nestes produtos menos densos. Embora alguns routers robustos consigam efetuar cortes ligeiros em alumínio, normalmente não têm o binário e a rigidez necessários para a eliminação de metais pesados. A tentativa de cortar metais ferrosos difíceis numa fresadora CNC básica pode causar maus resultados, quebra de ferramentas e danos ao fabricante.
Fresadoras CNC: As operações de fresagem, especialmente em produtos duros, implicam frequentemente taxas de pinos mais lentas (RPM), mas preços de avanço mais elevados (a rapidez com que a ferramenta se move através do material) relativamente à velocidade do fuso. A tónica é colocada em cortes controlados e potentes. Embora o procedimento para um componente solitário possa parecer mais lento, a capacidade de produzir componentes muito precisos e complicados, geralmente com menos configurações em equipamentos multi-eixos, aumenta a eficácia geral da tarefa. Routers CNC: As máquinas de fresar CNC ostentam RPMs de fuso extremamente elevadas. Isto permite velocidades de redução incrivelmente rápidas em materiais mais macios. O pórtico pode passar rapidamente por grandes folhas, tornando as fresadoras ideais para o fabrico de grandes volumes de componentes que não necessitam da melhor precisão de uma fresadora. Para aplicações como o fabrico aninhado de componentes de armários, uma fresadora CNC fornece um rendimento excecional.
Fresadoras CNC: Os dispositivos de fresagem têm normalmente um envelope de trabalho X-Y mais pequeno do que as fresadoras, mas geralmente oferecem um melhor curso do eixo Z (profundidade). Esta capacidade de profundidade é crucial para maquinar blocos grossos ou produzir bolsas e cavidades profundas. Routers CNC: Os sistemas de roteadores CNC são bem conhecidos por seus grandes locais de redução, regularmente oferecidos em tamanhos como 4 × 8 pés, 5 × 10 pés ou talvez maiores para desenvolvimentos de roteadores CNC personalizados. Isso os torna adequados para o processamento de folhas completas de produtos como madeira compensada, MDF ou grandes painéis de acrílico. Embora o deslocamento do eixo Z seja normalmente menor do que o de um moinho, geralmente é suficiente para muitos trabalhos de carpintaria, sinalização e construção de plásticos.
Fresadoras CNC: As fresadoras utilizam uma variedade de ferramentas de corte duráveis (fresas de topo, fresas de facear, fresas de cobertura, brocas, torneiras, alargadores) mantidas em proprietários de dispositivos padrão (por exemplo, CAT, BT, HSK). Os pinos são criados para um binário elevado a RPMs inferiores às da ferramenta e são normalmente arrefecidos por líquido para um corte pesado sustentado. Routers CNC: As tupias utilizam pequenas brocas especializadas (brocas rectas, ranhuras em V, pontas redondas, espirais de corte ascendente/descendente, brocas de compressão) normalmente mantidas em pinças. Os fusos são de alta velocidade (frequentemente 18.000-30.000+ RPM), destacando a taxa sobre o binário, e podem ser arrefecidos a ar ou a líquido. Os arranjos de roteadores CNC personalizados podem incluir pinos específicos ou talvez vários pinos para vários trabalhos.
Fresadoras CNC: Estes dispositivos destacam-se na criação de peças de alta qualidade, frequentemente críticas, com especificações exactas. Peças para ferramentas clínicas, aplicações aeroespaciais e instrumentos de precisão requerem as capacidades da fresagem CNC. Routers CNC: Os sistemas de fresagem CNC são especializados na produção de elementos menos vitais, em que as tolerâncias muito apertadas não são o principal problema. São excelentes para peças estéticas, componentes arquitectónicos em madeira ou plástico e artigos de grande formato. No entanto, pode ser estabelecido um procedimento de direção CNC personalizado para peças de maior precisão, se o dispositivo for construído de forma adequada.
| Caraterística | Fresadora CNC | Router CNC standard | Router CNC topo de gama/personalizado |
|---|---|---|---|
| Principais produtos | Metais (aço, titânio), plásticos resistentes | Madeira, plásticos, espuma, metais não ferrosos macios | Madeira, plásticos, compósitos, alumínio, outros metais não ferrosos |
| Precisão | Extremamente elevado (por exemplo, ± 0,0005″) | Excelente (por exemplo, ± 0,003″ - ± 0,005″) | Elevado (por exemplo, ± 0,001″ - ± 0,003″ ou melhor) |
| Velocidade do pino (RPM) | Inferior (por exemplo, <10.000 RPM) | Muito alta (por exemplo, 18.000-30.000+ RPM) | Extremamente elevado, normalmente com matriz programável |
| Binário | Elevado | Reduzido | Moderado a elevado (dependente da aplicação) |
| Pressão de corte | Elevado | Reduzido a modesto | Moderado a elevado |
| Envelope de trabalho (X-Y) | Geralmente mais pequenos | Normalmente de maiores dimensões (por exemplo, 4′ x8′ comum) | Pode ser grande (especificação personalizada) |
| Deslocação do eixo Z | Normalmente maior | Tipicamente menor | Definido à medida, pode ser substancial |
| Força do fabricante | Extremamente elevado | Modesto | Modesto a elevado (dependente da conceção) |
| Despesas regulares | Mais alto | Reduzido | Médio a elevado (com base na personalização) |
| Sistema de movimento | A peça desloca-se normalmente em X-Y | O pórtico (dispositivo) desloca X-Y, Z | O pórtico (ferramenta) desloca-se X-Y, Z |
| Instâncias de utilização ideais | Componentes metálicos de precisão, moldes e moldes, matrizes | Carpintaria, sinalética, plásticos, espuma | Trabalho especializado em madeira, compósitos avançados, precisão de grande formato, processamento de materiais especiais |
Independentemente das suas distinções, as fresadoras CNC e os sistemas de fresagem CNC partilham várias semelhanças e vantagens cruciais decorrentes da sua tecnologia CNC de base.
Ambos os tipos de equipamentos CNC têm uma relação custo-eficácia substancial no fabrico. Melhoram os procedimentos de produção. Suportam uma precisão avançada. Esta combinação permite um aumento da eficácia. Estes dispositivos podem funcionar continuamente, muitas vezes 24 horas por dia, 7 dias por semana, com a automatização ideal, para maximizar os resultados e reduzir os prazos de entrega. A sua precisão permite que o equipamento CNC diminua o desperdício de material. De igual modo, reduzem as despesas de mão de obra relacionadas com o trabalho manual e o exame. Inevitavelmente, estes elementos contribuem para uma maior produtividade.
Uma vantagem essencial é a sua assimilação com o software CAD e de câmara Web. Esta sinergia melhora as operações de conceção à produção. Os designers e programadores utilizam os computadores para desenvolver rapidamente protótipos electrónicos. Podem afinar rapidamente os projectos antes de os dedicarem ao fabrico físico. As soluções electrónicas avançadas podem fornecer análises de dados. A vigilância em tempo real garante que o dispositivo funciona como pretendido. Isto ajuda a reduzir os erros. Além disso, permite o manuseamento fiável de lotes dos mesmos componentes.
A automatização CNC reduz substancialmente a possibilidade de erro humano no processo de fabrico. Assim que um programa é confirmado, a máquina irá certamente implementá-lo de forma idêntica de cada vez. Esta uniformidade é difícil, ou mesmo impossível, de alcançar com abordagens práticas. As assimilações de software CAD e os percursos de ferramentas automatizados ajudam a eliminar os erros. A descoberta precoce de erros e as lacunas de feedback em alguns sistemas inovadores aumentam ainda mais a integridade. Para as aplicações que implicam a produção de várias peças iguais, as fresadoras e routers CNC eliminam a necessidade de uma disposição prática para cada peça após os primeiros programas. Os operadores estabelecem o programa e o equipamento fornece resultados autónomos e constantes.
O funcionamento de qualquer tipo de dispositivo CNC requer capacidade e adesão a métodos de segurança. Os operadores de fresadoras CNC e de sistemas de fresagem CNC devem utilizar dispositivos de proteção individual (EPI) adequados. Isto inclui proteção para os olhos, segurança auditiva (especialmente para os routers) e, ocasionalmente, proteção respiratória, dependendo do produto a ser maquinado. Apenas funcionários experientes e conhecedores dos melhores métodos de funcionamento devem trabalhar com estas ferramentas. Têm de reconhecer sinais de avaria, tais como sons invulgares, demasiada vibração, queima de produtos ou saltos do aparelho. Os condutores competentes asseguram os resultados mais seguros e mais eficazes das máquinas CNC. São igualmente cruciais para a configuração, programação (ou carregamento de programas) e manutenção regular.
Uma das principais vantagens de lidar com fresadoras CNC e sistemas de fresagem CNC é a sua capacidade de oferecer resultados extremamente consistentes e repetíveis. Este nível de uniformidade é virtualmente difícil de atingir à mão, particularmente para componentes complexos ou grandes séries de fabrico. Estes dispositivos oferecem um melhor controlo de qualidade. Isto permite obter uniformidade do produto e menos defeitos. Menos defeitos e erros indicam um maior rendimento. Isto, por sua vez, leva a uma maior satisfação do cliente. Os dispositivos CNC oferecem previsibilidade e melhor eficiência geral para os procedimentos de fabrico.
A escolha do dispositivo adequado implica uma avaliação cuidadosa de uma série de factores.
Se o seu trabalho principal incluir aços duros como o aço ou o titânio, um dispositivo de fresagem CNC é frequentemente a opção correta. Para madeira, plásticos, espuma e aços não ferrosos mais macios, é geralmente preferível uma fresadora CNC. O grau específico e a solidez do produto influenciarão esta escolha.
Para aplicações que exigem tolerâncias extremamente limitadas (por exemplo, aeroespacial, implantes médicos), é necessária uma fresadora CNC. Se as tolerâncias forem muito mais flexíveis, uma fresadora CNC convencional pode ser adequado. Se for necessária uma elevada precisão em peças de maiores dimensões ou com materiais invulgares muito mais adequados para a transmissão, deve pensar-se numa fresadora CNC de alta qualidade ou personalizada, feita para a precisão.
Para componentes 3D pequenos e muito complexos, uma fresadora CNC de 5 eixos pode ser ideal. Para trabalhos em folha de grandes dimensões ou para fabrico 3D moderadamente complexo em produtos mais suaves, uma fresadora de 3 eixos ou fresadora CNC multi-eixo é mais adequado. Uma fresadora CNC personalizada pode ser construída para gerir componentes de grandes dimensões ou de conceção anormal.
Para o fabrico de grandes volumes de peças a partir de materiais em folha, a velocidade de uma fresadora CNC oferece vantagens significativas. Para um volume reduzido, trabalho de alta precisão, o corte mais lento e mais deliberado de uma fresadora pode servir ou ser necessário.
Os equipamentos de fresagem CNC representam normalmente um primeiro investimento financeiro mais elevado do que os sistemas típicos de fresagem CNC. Tupia CNC feita à medida As opções podem diferir normalmente no preço, desde um preço razoavelmente superior ao de um router convencional até ao preço de alguns moinhos, dependendo do grau de personalização e dos atributos. Uma avaliação detalhada do ROI é crucial.
Considere um router CNC personalizado quando:.
Tanto os dispositivos de fresagem CNC como os sistemas de fresagem CNC são ferramentas poderosas que reinventaram o fabrico moderno. As fresadoras CNC oferecem uma precisão e resistência inigualáveis para o manuseamento de produtos difíceis, tornando-as cruciais para peças essenciais em indústrias exigentes. A inovação dos routers CNC oferece velocidade, grandes envelopes de trabalho e adaptabilidade a uma vasta gama de materiais mais macios, destacando-se em áreas como o trabalho da madeira, a produção de sinais e o fabrico de plásticos.
O aparecimento e a crescente elegância da fresadora CNC personalizada aumentam ainda mais as possibilidades. Ao possibilitar que os fabricantes definam configurações específicas de dispositivos, as soluções de transmissão CNC personalizadas preenchem vazios e satisfazem demandas altamente especializadas que nem um moinho padrão nem um roteador comum podem lidar perfeitamente. A decisão entre uma fresadora CNC, uma fresadora CNC padrão ou uma fresadora CNC personalizada baseia-se numa compreensão abrangente das propriedades residenciais ou comerciais do material, necessidades de precisão, complexidade da peça, quantidade de produção e orçamento. Ao avaliar cuidadosamente essas variáveis, os fornecedores podem adquirir a tecnologia moderna CNC que melhor otimizará seus procedimentos, melhorará a alta qualidade do produto e impulsionará sua superioridade no cenário industrial em avanço.
