Tudo o que você precisa saber sobre usinagem CNC

Antes da introdução do controle numérico computadorizado (CNC), o processo de fabricação envolvia trabalho humano extenuante, períodos de produção desnecessariamente longos, desperdício de material e estava repleto de erros. Hoje, a tecnologia melhorou muito o processo de fabricação.

A introdução de tecnologias de usinagem CNC proporciona um alto nível de confiabilidade, tornando os processos iterativos mais automáticos. Mas, o que é usinagem CNC? Quais produtos podem ser feitos com tecnologia CNC? Como funciona a usinagem CNC e quais materiais podem ser usados nos processos de fabricação que usamMaquinas CNC?

Este artigo é um mergulho profundo no que é a usinagem CNC e nos conceitos básicos envolvidos no processo. Discutiremos as vantagens da fabricação CNC em relação à fabricação tradicional e as contribuições do CNC para a fabricação moderna.

Também examinaremos o software CNC. Por último, destacamos o que é exigido das pessoas que desejam treinar para se tornarem maquinistas CNC e discutimos as tendências futuras no mundo da usinagem CNC.

operador de máscara de técnico mecânico entrando

O que é usinagem CNC?

A abreviatura CNC significaControle numérico computadorizado. A usinagem CNC é um processo subtrativo que envolve a criação de designs personalizados a partir de uma peça de trabalho por meio de controles computadorizados. O processo é subtrativo no sentido de que o produto é fabricado cortando o material de uma peça inicial em vez de adicionar material para fazer um produto.

A usinagem CNC pode ser descrita como um processo de fabricação feito por robôs. O processo possibilitou o aumento da produtividade, pois a máquina pode funcionar automaticamente sem a necessidade do operador estar presente continuamente.

Qual é a História da Usinagem CNC?

O predecessor do CNC é o controle numérico (NC), um processodescrito pela Society of Manufacturing Engineerscomo “marcando o início da segunda revolução industrial e o advento de uma era em que o controle das máquinas e dos processos industriais passaria do rascunho impreciso à ciência exata”.

A usinagem CNC começou como uma tecnologia baseada em fita perfurada noAnos 1940 e 1950antes de evoluir rapidamente para tecnologias analógicas e digitais na década de 1960.

John T. Parsonsé considerado o pai da usinagem CNC. Ele desenvolveu o controle numérico, que é o princípio sobre o qual a usinagem CNC é construída. Mas mesmo antes de Parsons, otécnica de usinagem foi inventadaem 1751. Então, em 1952, Richard Kegg, em colaboração com o Massachusetts Institute of Technology (MIT), desenvolveu a primeira fresadora CNC.

Quais são os conceitos básicos de usinagem CNC?

Para entender como funciona o CNC, precisamos entender alguns conceitos básicos.

Controle Numérico

Isso denota o controle automático de máquinas-ferramentas. Essas máquinas-ferramentas variam demoagempara soldadores, moedores, cortadores de jato de água eprensa hidráulica.

Usinagem CNC de mesa

Essas são versões minimalistas de CNCs e são mais bem adaptadas para trabalhar em materiais mais macios como cera, espuma e plásticos. Este tipo de usinagem usa versões menores de máquinas CNC para fazer produtos menores, principalmente por amadores.

CAM

A Usinagem ou Fabricação Assistida por Computador (CAM) usa software para criar código para o funcionamento de máquinas CNC. Para trabalhar com um sistema CAM, você precisa de três coisas:

  1. O primeiro é um software que instrui a máquina sobre as direções em que ela deve se mover.
  2. Você também precisa de uma máquina capaz de receber as instruções.
  3. Finalmente, você precisa ter uma capacidade de pós-processamento para transformar as instruções em uma linguagem que as máquinas possam entender.

Código NC

Esta é uma linguagem de computador básica, porém exclusiva, projetada para que uma máquina CNC compreenda e execute rapidamente o código NC (comumente chamado de código G). Esta é a linguagem que o programador usa para dizer à máquina como fabricar algo.

Pós-processador

Um pós-processador é um tradutor que converte o código G escrito para uma máquina CNC em código que pode ser compreendido e executado por outra máquina CNC.

Como funciona a usinagem CNC?

As máquinas CNC operam tendo suas instruções programadas em software alimentadas em computadores usando um pequeno teclado conectado à máquina. O sistema CNC então realiza essas tarefas programadas de maneira semelhante aos robôs.

Quais são os diferentes tipos de máquinas CNC?

Diferentes máquinas CNC atendem a diversos propósitos. Alguns dos tipos mais comuns de máquinas CNC são fresadoras, tornos, roteadores, cortadores de plasma e cortadores LaserJet. Você pode ver mais exemplos dos diferentes tipos de máquinas CNC e o que elas fazemaqui.

O que as máquinas CNC podem fazer?

As máquinas CNC podem produzir uma ampla variedade de produtos a partir de uma ampla variedade de materiais, incluindo metais, plásticos, espuma e madeira. Desde que um material possa ser cortado, ele pode ser usado para fabricar produtos em uma máquina CNC. CNCtornos de metalpode ser usado para usinar hastes redondas, roscas e círculos externos. As fresadoras CNC podem ser usadas para processar superfícies, rasgos de chaveta e outras formas irregulares. Uma máquina de perfuração pode fazer furos:aqui.

Software CNC

Software CNC são pacotes de aplicativos que escrevem código G que uma máquina CNC pode ler. Este software é chamadoFabricação auxiliada por computador (CAM)ouDesign auxiliado por computador (CAD). Este software é responsável pelo controle numérico das máquinas CNC. Ajuda a criar projetos que o programa de computador na máquina CNC possa interpretar.

Os diferentes tipos de software CNC têm usos específicos:

Desenho Assistido por Computador (CAD):Isso é usado para criar projetos 2D e 3D e documentação técnica.

Fabricação auxiliada por computador (CAM):Permite que os usuários configurem o trabalho em ramos para atender a várias tarefas, como fluxo de trabalho, caminhos de ferramentas e simulações de corte.

Engenharia Assistida por Computador (CAE):São programas usados em todo o processo de desenvolvimento durante os estágios de pré-processamento, análise e pós-processamento.

Quais são as vantagens e desvantagens da usinagem CNC?

Assim como qualquer outra tecnologia, a usinagem CNC vem com prós e contras específicos. Vemos alguns deles abaixo.

Vantagens da Usinagem CNC

A usinagem CNC possui uma vantagem de custo significativa sobre a fabricação tradicional, pois reduz os custos de mão de obra. Diminui drasticamente a margem de erro na fabricação. Além disso, torna a manufatura em massa uma tarefa muito mais fácil do que nunca devido à sua capacidade de fornecer resultados uniformes de forma consistente.

O CNC também oferece flexibilidade no projeto que permite que o software seja reprogramado rapidamente para criar peças totalmente novas ou corrigir erros.

Desvantagens da Usinagem CNC

Uma desvantagem da usinagem CNC é o custo de configuração inicial. As empresas podem até precisar contrair empréstimos para adquirir tecnologia CNC. Mas, se a empresa puder aumentar os lucros por meio da usinagem CNC, esse investimento pode ser recuperado rapidamente.

A usinagem CNC vive da suposição da infalibilidade dos computadores. Isso significa que algumas pessoas que usam sistemas de usinagem CNC podem ignorar a possibilidade de erros, tornando mais fácil que as falhas passem despercebidas. No entanto, com treinamento adequado, isso pode ser atenuado.

Por fim, por ser um processo subtrativo, a usinagem CNC gera resíduos, que podem ter alguns efeitos adversos ao meio ambiente. No entanto, processos de gerenciamento de resíduos podem ser implementados para garantir que os resíduos produzidos durante a fabricação em máquinas CNC possam ser reciclados.

Quão vital é a usinagem CNC na fabricação moderna?

A usinagem CNC inaugurou uma nova forma de fabricação moderna por meio de suas ofertas de maior eficiência e precisão, oferecendo, assim, melhorias significativas em relação aos métodos convencionais de fabricação moderna. Isso significa que as empresas que utilizam a usinagem CNC reduzem os custos em termos de mão de obra e tempo, aumentando a lucratividade no longo prazo.

O CNC também tornou os processos de fabricação (soldagem de chapas de metal, cisalhamento, puncionamento e corte à chama) mais seguros. É uma opção ideal para fabricação porque as máquinas são flexíveis e podem ser reprogramadas.

O CNC é melhor do que a impressão 3D?

Impressão 3D e usinagem CNC são métodos de fabricação. A diferença crítica entre eles é que a usinagem CNC é um processo subtrativo, enquanto a impressão 3D é um processo aditivo. Isso significa que o primeiro cria produtos lascando o material de uma peça original, enquanto o último cria o produto adicionando material.

Qual é o melhor entre os dois métodos? Depende de vários fatores, como os materiais que estão sendo usados, a complexidade das peças, as habilidades dos funcionários, o que está sendo criado e as considerações financeiras. Assim, um método pode ser excelente para um trabalho específico e não outro.

Maquinista de fresadora cnc

Tornando-se um Maquinista CNC

Os futuros maquinistas CNC requerem algum nível de treinamento e educação para entrar na profissão.

Quais habilidades você precisa para ser um maquinista CNC?

Maquinistas CNCrequer um mínimo de um diploma do ensino médioou um Desenvolvimento Educacional Geral (GED) antes de poderem adquirir habilidades específicas do CNC em escolas técnicas. O GED é um conjunto de testes usados para determinar se um indivíduo nos Estados Unidos ou Canadá possui habilidades acadêmicas de nível médio.

Maquinistas CNC, que possuem certificação de instituições como aInstituto Nacional de Habilidades Metalúrgicas(NIMS), têm uma vantagem sobre aqueles sem certificação.

Onde posso obter treinamento para ser um maquinista CNC?

As pessoas que escrevem os programas que as máquinas CNC seguem são conhecidas comoProgramadores CNC, enquanto aqueles que participam do funcionamento das máquinas no chão de fábrica são conhecidos comoOperadores CNC.

Se você deseja ser um programador CNC, normalmente passaria muito tempo como aprendiz ou em uma instituição de ensino superior formal. Os operadores de CNC geralmente concluem cursos de curta duração e ganham a maior parte de sua experiência no trabalho.

Muitas escolas oferecemTreinamento específico para CNC. Entre eles estáGoodwin University, uma instituição que se descreve como uma “escola de operadores CNC” que é “projetada para que os alunos sejam certificados e trabalhem em campo em um curto período, em um horário flexível”.

A usinagem CNC é adequada para o meu projeto?

A usinagem CNC é versátil e sua aplicação abrange muitos setores, incluindo aeroespacial, agricultura, construção, impressão, manufatura, militar e transporte. Portanto, se o seu projeto exige muita consistência, precisão e eficiência, o CNC é a sua melhor escolha.

Qual é o futuro da usinagem CNC?

Como tecnologias comointeligência artificialeaprendizado de máquinatornar-se mais popular, também se espera que a popularidade das máquinas CNC aumente. Mesmo que alguns possam temer que essas máquinas sofisticadas tirem empregos dos humanos, esse geralmente não é o caso quando as tecnologias melhoram, porque elas criam mais empregos em novas áreas.

A proliferação do uso da usinagem CNC trará benefícios tanto para funcionários quanto para fabricantes. Para os primeiros, os processos não são tão difíceis e a segurança é aprimorada. Para este último, os lucros aumentarão devido à eficiência. Os clientes, por outro lado, se beneficiarão com mais produtos de qualidade.