O que é a fresagem CNC e como ela funciona?

O que é fresamento CNC?

Fresagem é a remoção de uma peça de um material para criar uma forma diferente. As máquinas usadas para esse fim são chamadas de fresadoras. As máquinas antigas e clássicas não tinham sistema computadorizado, portanto, não tinham exatidão e precisão.

A máquina moderna utiliza software baseado em computador para sua funcionalidade. Essas máquinas são conhecidas como Fresadoras CNC. O próprio CNC é uma abreviação de "Computer Numerical Control" (Controle Numérico Computadorizado). As instruções programadas são enviadas para a máquina. Como resultado, a máquina segue as instruções e corta a peça de trabalho.

As instruções programadas geralmente estão na forma de códigos M e G. Ambos variam um do outro e têm funções diferentes. A máquina mantém a peça de trabalho estável. Os cortadores rotativos se movem e cortam o material de acordo com as instruções programadas.

Como o software computadorizado controla a máquina, os fabricantes obtêm precisão 100%. A primeira máquina CNC foi inventada em 1952. Desde então, temos visto avanços no CNC. Agora, estão disponíveis máquinas com versatilidade de primeira linha. Para tarefas simples, são usadas máquinas CNC com movimento de três eixos.

Máquinas com cinco ou até sete eixos de movimento são usadas para trabalhos mais complexos. As ferramentas de corte se movem nesses eixos de acordo com as instruções do software. Devido a esse movimento, as máquinas CNC podem fazer desenhos e formas complexas nas peças. É por isso que elas são populares e mais usadas.

Como funcionam as fresadoras CNC?

Como todos sabemos, as máquinas CNC seguram principalmente a peça de trabalho e os cortadores rotativos a cortam. Entretanto, o funcionamento real dessas máquinas é mais complexo. Seu mecanismo envolve várias etapas. A seção abaixo discutirá as etapas que tornam as máquinas CNC tão precisas.

Etapa 1: Criação do modelo CAD

Primeiro, os engenheiros criam modelos CAD (Computer-Assisted Design) 2D. Há diversos softwares disponíveis para ajudar a criar esses modelos. O Autodesk Fusion 360 é o mais famoso e confiável. Esse design é feito de acordo com o formato necessário da peça.

O processo de criação desse modelo é fundamental. Pequenos erros custarão tempo e dinheiro. Você obterá a forma errada se o modelo CAD for imperfeito. As empresas estabelecidas contratam projetistas de modelos CAD especializados. Eles os ajudam a criar o modelo da peça que desejam da máquina.

Etapa 2: Criar instruções usando o CAM

Quando o modelo CAD estiver pronto, ele será submetido ao software CAM. Esse CAM (manufatura assistida por computador) cria instruções a partir do modelo fornecido. Essas instruções são 100% precisas e atendem à forma e ao design dos modelos.

As instruções criadas pelo CAM fornecem comandos diferentes à máquina para obter a forma ou o design necessário da peça. Essas instruções fornecem as seguintes informações:

• Qual máquina de velocidade deve funcionar?
• Que tipo de ferramentas de corte deve ser usado?
• Em quais eixos e direções uma ferramenta de corte deve se mover?

A funcionalidade do CAM é vital. Essas instruções são então inseridas no computador da máquina. As ferramentas de corte e outros componentes atuam em harmonia. Eles cumprem a tarefa seguindo as informações fornecidas.

Etapa 3: Configuração da máquina de fresagem CNC

O operador da máquina envia as instruções pré-programadas para a fresadora CNC. Lembre-se de que essa máquina consiste em um computador. A peça de trabalho é ajustada na base da máquina. O operador também verifica as dimensões do material a ser trabalhado. É importante garantir que a peça de trabalho tenha o tamanho adequado.

Se o tamanho da peça de trabalho estiver incorreto, o cortador não poderá cortar de acordo com os comandos do software. O posicionamento da peça de trabalho também é fundamental. Ela deve estar sob as ferramentas de corte rotativas. Todos esses pequenos detalhes são verificados durante a configuração da máquina.

Etapa 4: Execução do programa pela máquina

Uma vez concluída a configuração da máquina, é hora de iniciar o processo de corte propriamente dito. O operador executa o programa. O cortador se move e corta a peça de trabalho com precisão. Essa é a etapa final; você obtém uma peça precisa 100%.

A máquina combina a forma e o design do modelo que você fez na primeira etapa. O software do computador controla todo o processo. Entretanto, o operador da máquina ainda é necessário para executar os programas. Entretanto, as fresadoras manuais exigem muitos trabalhadores em comparação com a fresagem CNC.

Informações rápidas: A fresadora CNC trabalha com diferentes materiais. Entre eles estão vidro, madeira, metal e outros. A precisão da máquina não varia, independentemente do material que você usa como peça de trabalho. É por isso que a fresagem CNC é considerada mais confiável do que outros tipos de fresagem.

Componentes da fresadora CNC

Essas máquinas não são simples. Vários componentes trabalham juntos. Qualquer mau funcionamento em uma peça afetará o funcionamento de toda a máquina. Portanto, é fundamental entender esses componentes. Aqui está a lista de componentes das fresadoras CNC:

• Eixo: Usado para girar as ferramentas de corte
• Suporte de ferramentas: Mantenha a ferramenta de corte no lugar
• Mesa de trabalho: Mantém a peça de trabalho no lugar
• Tanque de resfriamento: Armazena o líquido de arrefecimento para resfriar a ferramenta de corte
• Cama de máquina: Contém os componentes de uma máquina
• Componentes do acionamento: Gira motores; ajuda a mover peças com precisão 

Todas essas peças são igualmente importantes. Entretanto, a mesa de trabalho e as ferramentas de corte são partes integrantes do fresamento. A peça de trabalho permanece imóvel na mesa. As ferramentas de corte giram e a cortam conforme o comando do software.

Tipos de fresadoras CNC

Existem Diferentes tipos de fresadoras CNC. Cada uma delas varia em termos de desempenho, velocidade e preço. As empresas estabelecidas preferem usar fresadoras de última geração. O motivo é que elas oferecem melhor desempenho sem exigir manutenção regular.

Os fabricantes menores consideram o orçamento como um fator na tomada de decisões. Portanto, eles escolhem máquinas que funcionam bem e não custam muito caro. A seção abaixo explorará os diferentes tipos de fresadoras CNC. Então, vamos nos aprofundar!

1 - Fresadora vertical CNC

Essas máquinas CNC têm eixos orientados verticalmente. Assim, os cortadores se movem para cima e para baixo com facilidade.

Diferentes máquinas CNC verticais estão disponíveis e variam em seus eixos de movimento. As fresadoras verticais básicas e para iniciantes se movem nos eixos X, Y e Z.

No entanto, algumas fresadoras CNC modernas e de alta verticalidade podem se mover em 5 eixos. Elas são mais compactas do que outros tipos de fresadoras CNC.

O motivo é que seu fuso é fixado verticalmente. Portanto, ele não ocupa espaço algum. Essas máquinas usam sistemas computadorizados, portanto não há problemas com sua precisão.

2 - Fresadora CNC horizontal

Essas fresadoras CNC são opostas às fresadoras verticais. Elas têm um eixo orientado horizontalmente.

A peça de trabalho permanece estável sobre a mesa. Essas máquinas CNC horizontais são geralmente usados para a fabricação de formas complexas.

Sua capacidade de trabalhar com materiais pesados faz com que essas máquinas se destaquem. Como mencionado acima, os fusos dessas máquinas são laterais. Portanto, elas ocupam mais espaço.

Esse é um dos motivos pelos quais elas são consideradas adequadas para fabricantes maiores. Entretanto, elas são mais rígidas do que as fresadoras CNC verticais. Confira a comparação definitiva entre as duas máquinas.

3 - Fresadora CNC de torre

Essas máquinas são únicas e diferentes de outros tipos. O motivo é que suas ferramentas de corte não se movem para cortar.

Em vez disso, a mesa de trabalho, com uma peça de trabalho, move-se para as ferramentas estáveis. Sua compatibilidade com diferentes tipos de material as torna populares.

Eles podem trabalhar em qualquer material. Por exemplo, metais, plásticos e compostos. Além disso, seu uso é comum na produção de diferentes ferramentas menores.

Isso inclui brocas, broches, machos e assim por diante. Elas custam menos do que as fresadoras CNC horizontais.

4 - Fresadoras de leito CNC

Como o próprio nome sugere, eles têm uma grande base que contém a peça de trabalho. O cortador se move em torno do material para moldá-lo de acordo com as instruções.

Você pode se perguntar como o fuso é orientado. Essas máquinas são versáteis em termos de orientação do fuso.

Algumas máquinas de leito CNC vêm com eixos horizontais. Normalmente, elas são mais caras. Algumas dessas máquinas também vêm com eixos verticais.

No entanto, os fabricantes geralmente gostam de máquinas que vêm com orientação de fuso horizontal.

Como ocupam mais espaço, oferecem estabilidade durante o processo de corte. Seu trabalho e precisão são excelentes. Isso se deve ao fato de dependerem de CNC.

Muitos setores, incluindo o aeroespacial e o automobilístico, usam essas máquinas.

Vantagens e desvantagens das fresadoras CNC

As fresadoras CNC oferecem muitas vantagens. O fabricante prefere usá-las por causa de seu rápido retorno.

No entanto, tudo o que é feito neste mundo tem prós e contras.

O mesmo vale para essas fresadoras CNC. A seção abaixo explorará alguns dos aspectos positivos e negativos dessas fresadoras baseadas em computador.

Vantagens

• Precisão e exatidão: As fresadoras baseadas em CNC seguem as instruções do computador. Assim, elas atingem uma precisão ideal de 100%. Seu resultado é exatamente semelhante aos modelos CAD perfeitos criados pelos engenheiros. As chances de erros são insignificantes nessas máquinas.
• Rápida resposta: Para empresas maiores, o cumprimento de prazos é importante. Por isso, elas utilizam as máquinas CNC para fabricar peças em minutos. As máquinas manuais levam muito tempo. Por outro lado, quando o modelo está pronto, a máquina CNC cria as peças rapidamente. Assim, ela ajuda as empresas de grande porte a cumprir os prazos de forma eficaz.
• Não há trabalho extensivo: Ao contrário da fresagem manual, as fresadoras CNC não requerem muitos funcionários. Em vez disso, poucas pessoas são mais do que suficientes para operar essas máquinas. Dessa forma, isso evita que os fabricantes contratem muitos trabalhadores.
• Automação: Como dito anteriormente, as fresadoras CNC são baseadas em sistemas computadorizados. O programa de software controla seu trabalho. É necessária mais automação para aumentar a eficiência dessas máquinas. Independentemente da complexidade das peças que você precisa fabricar, essas máquinas podem atender facilmente às suas expectativas. 
• Maior segurança: As fresadoras manuais são operadas por trabalhadores. Portanto, as chances de lesões trabalhistas também são altas. Entretanto, esse não é o caso das máquinas CNC. Isso se deve ao envolvimento de um sistema computadorizado. O operador fica longe e controla a máquina por computador. Isso evita que os trabalhadores se aproximem da máquina quando ela está funcionando.

Desvantagens

• Custo de configuração inicial: As fresadoras CNC são caras. As pequenas empresas precisam fazer grandes investimentos em sua instalação. Sua manutenção também gera despesas. Lembre-se de que essas máquinas usam sistemas complexos. Portanto, consertá-las também é um processo complexo e requer mecânicos especializados.
• Requisito de habilidade: As fresadoras CNC são complexas e seu trabalho não é simples. Portanto, elas exigem operadores com experiência e o conjunto de habilidades adequado. Uma pessoa sem conhecimento prévio não conseguirá operar essas máquinas. Recomenda-se que os operadores tenham experiência com máquinas CNC.

Apesar das desvantagens, as fresadoras CNC são bem aceitas pelos fabricantes.

Graças à sua precisão, flexibilidade e versatilidade. Seu custo inicial pode ser uma barreira para novos fabricantes.

No entanto, essas máquinas são benéficas em longo prazo.

Perguntas frequentes

Q1: O que significa CNC?

CNC significa "Computer Numerical Control" (Controle Numérico Computadorizado). É usado com fresadoras que são controladas por software programado. Confira o guia definitivo para Máquinas CNC.

P2: Para que é usada uma fresadora CNC?

Essas máquinas são usadas para cortar e moldar materiais. Os fabricantes as utilizam para produzir peças para diferentes veículos. Elas oferecem design e forma precisos no processo de fabricação. Tudo isso graças à sua integração com sistemas automatizados.

Q3: As fresadoras CNC valem a pena?

Essas máquinas valem a pena devido à sua precisão e rapidez de execução. Seu uso evoluiu em muitos setores, incluindo o automobilístico e o aeroespacial. A tarefa que costumava ser feita em dias agora é concluída em minutos. Tudo isso graças a essas fresadoras CNC.

Q4: Qual é a diferença entre fresamento CNC e torneamento CNC?

O fresamento e o torneamento CNC diferem em termos de funcionamento. No fresamento, a peça de trabalho permanece estável enquanto as ferramentas de corte se movem. No torneamento CNC, a peça de trabalho gira em vez das ferramentas de corte. Essa rotação da peça de trabalho permite que o cortador dê forma ao material.

Q5: Máquinas de torno CNC de 3 eixos versus 5 eixos: Qual é a diferença entre elas?

Em um torno mecânico de 3 eixos, a ferramenta de corte se move em três eixos (X, Y e Z). Entretanto, em uma máquina de 5 eixos, a ferramenta se move em cinco eixos. Isso dá à ferramenta de corte mais liberdade e independência para cortar o material com mais eficiência. Veja mais diferenças.

Conclusão

Sem dúvida, as fresadoras CNC evoluíram o processo de fabricação. Atualmente, muitos setores utilizam essas máquinas para obter maior precisão em menos tempo. Não é errado dizer que sua usabilidade e adaptabilidade estão se tornando cada vez mais famosas.

Há algumas desvantagens, mas elas geralmente são ignoradas. Neste guia, exploramos tudo relacionado à máquina CNC e como ela funciona. Se você deve usar uma fresadora CNC ou manual é mais claro para você. Analise os prós e os contras de ambas e tome decisões sábias.