O que é usinagem CNC?

Uma máquina de controle numérico computadorizado (CNC) é uma ferramenta de usinagem que forma o material em estoque no formato desejado que atenderá às diretrizes de fabricação e aos requisitos de componentes. As máquinas CNC utilizam software pré-programado para controlar os movimentos de máquinas complexas, incluindo retificadoras, tornos, fresadoras e outras ferramentas de corte utilizadas para remover material.

Essas técnicas de fabricação auxiliadas por computador podem executar uma ampla gama de tarefas complexas e precisas de usinagem CNC para criar produtos manufaturados e peças projetadas especificamente para as indústrias automotiva, de defesa e aeroespacial.

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Embora a impressão 3D e outros processos de fabricação aditiva ocupem o centro da produção de componentes feitos com materiais macios no século 21, a maioria dos itens de uso diário ainda é o resultado de técnicas de usinagem subtrativa altamente automatizadas.

Garrafas plásticas de água são produzidas a partir de moldes usando a técnica de afundamento CNC, e os componentes individuais do sistema de acionamento de qualquer carro na estrada são fresados ​​em dimensões precisas para permitir que todas as engrenagens móveis se encaixem perfeitamente para um desempenho mecânico ideal.

“É provável que quase tudo que você toca no dia a dia tenha sido tocado em algum momento por uma máquina-ferramenta”, diz Tony Schmitz, professor de engenharia da Universidade do Tennessee em Knoxville. “Se você já viajou em um avião – um Boeing 747, por exemplo – mais de um milhão de componentes separados foram usinados e depois montados para fazer o avião decolar.”

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As máquinas-ferramentas CNC são tão versáteis e dinâmicas quanto a infinidade de itens que criam. No entanto, a maioria das máquinas CNC funciona dentro de duas estruturas: um sistema de malha aberta ou de malha fechada.

Em sistemas CNC de malha aberta, o operador desenvolverá o controle numérico computacional para a tarefa em questão e gerará o código G ou arquivo de trabalho usando software de design auxiliado por computador (CAD). O computador então transmite as etapas adequadas ao controlador e aos servomotores conectados.

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Esses motores manipulam ferramentas de corte, como tornos ou retificadoras, ao longo de pelo menos dois eixos (X e Y), embora as máquinas CNC de última geração possam aumentar a versatilidade e a precisão ao mover fresas CNC e outros acessórios em torno de vários eixos adicionais.

Os sistemas CNC de circuito fechado fornecem dados de feedback ao monitor para resolver inconsistências enquanto as máquinas CNC movem o material. Esta comunicação motor-monitor permite que sistemas de circuito fechado alterem a velocidade, a posição e a taxa de avanço de tornos e outras máquinas-ferramentas CNC em tempo real.

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Aqui estão algumas das aplicações industriais mais comuns para máquinas CNC:

As máquinas CNC são excelentes ferramentas para projetos que exigem uma velocidade de corte precisa e eficiente e podem acomodar duas das mais avançadas técnicas de corte: EDM de peso (máquina de descarga elétrica) e EDM de fio.

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Um EDM chumbado usa uma erosão térmica a partir da interação entre dois eletrodos – um preso à ferramenta na forma de cobre ou grafite. O outro é o fluido dielétrico no qual o material é banhado. Surpreendentemente, a ferramenta e a peça nunca entram em contato direto durante a produção. Wire EDM funciona da mesma maneira, exceto que utiliza eletrodos de fio como ferramentas de corte precisas.

Este processo preciso de perfuração usa uma ferramenta de corte rotativa, normalmente brocas ou jatos de água de alta velocidade, para produzir furos redondos em uma peça estacionária. Esses orifícios geralmente acomodam parafusos e porcas de montagem.

As máquinas CNC são frequentemente equipadas com discos abrasivos que produzem acabamentos superficiais quase perfeitos. Essa técnica de retificação subtrativa supera em muito a precisão de qualquer processo de fabricação aditiva e pode reduzir imperfeições a tolerâncias tão pequenas quanto 1/10 da largura de um fio de cabelo humano.

Uma fresadora CNC, semelhante às fresadoras básicas e outras fresadoras manuais, usa tornos, jatos de água ou ferramentas de torneamento para remover material de uma peça estacionária. As fresadoras CNC podem se mover ao longo de vários eixos, permitindo que os operadores executem tarefas de fresamento horizontal, vertical, angular e de faceamento com precisão absoluta. Esses recursos multiangulares aumentam a eficiência no processo de fabricação de peças complexas de madeira, metal e plástico, uma vez que o maquinista pode ajustar e fixar novamente o material em estoque menos vezes.