O que é usinagem CNC?

Uma máquina de controle numérico computadorizado (CNC) é uma ferramenta de usinagem que molda o material de estoque em uma forma desejada que atenderá às diretrizes de fabricação e aos requisitos do componente. As máquinas CNC usam software pré-programado para controlar os movimentos de máquinas complexas, incluindo esmerilhadeiras, tornos, fresas e outras ferramentas de corte usadas 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 manufatura aditiva ocupem o centro das atenções na produção de componentes feitos com materiais macios no século 21, a maioria dos itens do dia a dia ainda é resultado de técnicas de usinagem subtrativas altamente automatizadas.

Garrafas de água de plástico 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.

"As chances são de que quase tudo em que você toca no seu dia-a-dia foi, em algum momento, tocado por uma máquina-ferramenta", diz Tony Schmitz, professor de engenharia da University of Tennessee Knoxville. "Se você já viajou em um avião - um Boeing 747, por exemplo - mais de um milhão de componentes separados foram usinados e montados para fazer o avião decolar."

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

Em sistemas CNC de circuito aberto, o operador desenvolverá o controle numérico do computador para a tarefa em questão e gerará o código-g ou arquivo de trabalho usando o software CAD (desenho auxiliado por computador). O computador então retransmite as etapas apropriadas para o controlador e seus 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 ponta possam aumentar a versatilidade e a precisão movendo 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 se movem pelo material. Essa comunicação motor-monitor permite que sistemas de malha fechada alterem a velocidade, posição e taxa de avanço de tornos e outras máquinas-ferramenta 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 requerem uma velocidade de corte precisa e eficiente e podem acomodar duas das mais avançadas técnicas de corte: afundamento EDM (máquina de descarga elétrica) e fio EDM.

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Um afundamento EDM usa uma erosão térmica da interação entre dois eletrodos - um ligado 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 de trabalho nunca entram em contato direto durante a produção. Wire EDM funciona da mesma maneira, exceto que utiliza eletrodos de arame como ferramentas de corte precisas.

Esse processo preciso de perfuração usa uma ferramenta de corte rotativa, geralmente 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 geralmente são equipadas com rodas abrasivas que produzem acabamentos de superfície quase perfeitos. Essa técnica de moagem subtrativa supera em muito a precisão de qualquer processo de fabricação aditiva e pode reduzir as 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 intrincadas de madeira, metal e plástico, pois o maquinista pode ajustar e refixar o material de estoque menos vezes.