Tipos de máquinas CNC

Controle Numérico Computadorizado (CNC) máquinas revolucionaram a indústria manufatureira, fornecendo precisão incomparável, repetibilidade, e eficiência. Compreender os diversos tipos de máquinas CNC e suas funcionalidades é essencial para escolher a ferramenta certa para um projeto específico ou necessidade de negócio. Este guia completo irá explorar diferentes tipos de máquinas CNC, suas categorias, e como selecionar o melhor tipo para suas necessidades.

O que é uma máquina CNC?

Um CNC (Controle Numérico Computadorizado) máquina é um dispositivo programável que automatiza o processo de fabricação, controlando o movimento de ferramentas e peças usando CAD (Design Assistido por Computador) e CAM (Fabricação Assistida por Computador) software para converter arquivos de projeto em instruções que controlam o movimento da máquina.

As máquinas CNC podem realizar uma variedade de operações com alta precisão e repetibilidade, permitindo a produção em massa e a fabricação de peças complexas. Máquinas CNC são amplamente utilizadas na indústria automotiva, aeroespacial, eletrônica, médico, e outras indústrias.

Elementos básicos do sistema de máquina CNC

Um sistema de máquina CNC normalmente compreende os seguintes elementos:

1. Controlador: O cérebro da máquina CNC que lê e interpreta o código G (a linguagem de máquina) para controlar os movimentos da máquina.
2. Sistema de acionamento: Inclui motores e amplificadores que executam os comandos do controlador.
3. Interface da máquina: Interface Homem-Máquina (IHM) para inserir comandos e monitorar operações.
4. Ferramentas de corte: Fresas finais, exercícios, tornos, e outras ferramentas usadas para cortar e moldar materiais.
5. Sistema de Feedback: Fornece dados em tempo real sobre o desempenho da máquina para posicionamento preciso e correção de erros.

Diferentes tipos de máquinas CNC

Existem vários tipos de máquinas CNC, cada um projetado para tarefas específicas:

1. Fresadora CNC:

• • Função: Usa ferramentas de corte rotativas para remover material de uma peça estacionária, ideal para criar superfícies planas, buracos, e bolsos.
  • Aplicativos: Adequado para criar formas complexas e designs complexos em uma variedade de materiais.
  • Limitação： O tamanho que ela pode usinar depende do tamanho do gabinete que abriga a máquina e da maior distância que as ferramentas de corte podem percorrer.

2. Tornear Máquina CNC:

• • Função: Também conhecidos como tornos CNC, essas máquinas giram a peça enquanto as ferramentas de corte a moldam, perfeito para componentes cilíndricos como eixos, buchas, e parafusos.
  • Aplicativos: Comumente usado para operações de torneamento em materiais como metais e plásticos.
  • Limitação： Devido à forma como esta máquina fabrica produtos, é melhor fazer peças simétricas.

3. Máquina CNC de retificação:

• • Função: Utiliza uma roda abrasiva para alisar e dar acabamento às superfícies, comumente usado em operações de acabamento para alta precisão e qualidade de superfície.
  • Aplicativos: Usado para operações de acabamento e criação de tolerâncias extremamente finas.
  • Limitação： O A retificadora CNC remove materiais de uma peça em um ritmo muito lento. É por isso que ela é usada principalmente como máquina de acabamento ou alisamento.

4. Máquina CNC de perfuração:

• • Função: Projetado para criar furos redondos usando brocas rotativas; frequentemente combinado com rosqueamento para rosquear os furos.
  • Aplicativos: Comumente usado para criar furos precisos em vários materiais.
  • Limitação： Uma grande limitação da máquina é a dimensão do furo que ela pode criar. É um desafio criar furos profundos ou grandes o suficiente sem brocas especializadas.

5. Música eletrônica (Máquina de descarga elétrica):

• • Função: Usa descargas elétricas para erodir o material de uma peça de trabalho, permitindo a criação de formas complexas que são difíceis de conseguir com ferramentas de corte tradicionais. Realiza usinagem sem contato, permitindo-lhe trabalhar com peças de qualquer dureza.
  • Aplicativos: Adequado para usinagem de materiais duros e produção de recursos complexos.
  • Limitação： EDM é limitado a materiais condutores, tornando-o inadequado para materiais não condutores como cerâmica, madeira, e plásticos.

6. Máquina CNC de corte a plasma:

• • Função: Corta materiais usando uma tocha de plasma de alta temperatura, adequado para materiais eletricamente condutores como aço e alumínio.
  • Aplicativos: Ideal para cortar aço e outros materiais condutores.
  • Limitação： Essas máquinas produzem um calor tremendo à medida que cortam materiais, derretendo-os. Este calor muitas vezes afeta o acabamento superficial do material cortado, resultando em zonas afetadas pelo calor. Outra limitação é que esta máquina possui uma gama restritiva de materiais que pode cortar, pois corta apenas metais e outras ligas condutoras.

7. Máquina CNC de corte por jato de água:

• • Função: Utiliza jato de água de alta pressão misturado com abrasivos para cortar materiais sem gerar calor, perfeito para cortar materiais grossos e sensíveis ao calor.
  • Aplicativos: Solução de corte versátil adequada para borracha, couro, fibra de vidro, placas de circuito, espuma, papel, cerâmica, vidro, pedra, e chapa metálica.
  • Limitação： Uma das maiores desvantagens é que a velocidade de corte por jato de água é mais lenta do que outras alternativas de corte. Esta velocidade mais lenta é especialmente evidente em torno dos cortes e cantos curvos.

8. Máquina CNC de corte a laser:

• • Função: Utiliza um feixe de laser focado para cortar ou gravar materiais com alta precisão. O feixe de laser corta os materiais independentemente da sua condutividade para criar o produto ou formato desejado.
  • Aplicativos: Comumente usado para cortar metais, plásticos, madeira, e tecidos.
  • Limitação： Uma das limitações de uma máquina CNC de corte a laser é a espessura máxima de 2,75 polegadas do material que você pode cortar com ela..

9. Máquina roteadora CNC:

• • Função: Frequentemente usado para cortar madeira, plástico, e materiais mais macios, As fresadoras CNC possuem um fuso giratório de alta velocidade para acabamentos suaves.
  • Aplicativos: Adequado para sinalização, armários, e trabalhos decorativos.
  • Limitação： A operação geral da fresadora CNC pode ser bastante barulhenta devido aos seus diferentes componentes.

10. Máquina CNC multieixos:

• • Função: Máquinas CNC multieixos podem se mover em quatro ou mais direções, em comparação com uma máquina de dois ou três eixos, a usinagem multieixos é mais complexa e produz peças mais precisas. Eles oferecem melhor flexibilidade e variam de configurações de 4 eixos a 12 eixos.
  • Aplicativos: Ideal para peças complexas que requerem usinagem em vários ângulos.
  • Limitação： Essas máquinas diferem significativamente de 2 e tipos de 3 eixos e muitas vezes precisam de operadores qualificados para desempenho ideal.

11. 3Impressora D:

• • Função: Um tipo de máquina CNC que constrói peças camada por camada a partir de um arquivo digital, usando materiais como plásticos, resinas, e metais.
  • Aplicativos: Amplamente utilizado em prototipagem, fabricação, e criação de produtos personalizados.
  • Limitação： O custo de aquisição deste equipamento CNC e fabricação de componentes usando este processo é bastante alto. Também, 3A velocidade de impressão D é lenta, especialmente quando usado para processos de produção em massa.

12. Trocador automático de ferramentas CNC:

• • Função: Também conhecido como ATC, aumenta a produtividade permitindo que múltiplas ferramentas sejam usadas em uma única configuração sem intervenção manual.
  • Aplicativos: Aumenta a produtividade e reduz o tempo de inatividade em ambientes de produção.
  • Limitação： Alta taxa de falhas, longos tempos de troca de ferramentas, a capacidade do magazine de ferramentas é pequena.

Tipos de máquinas CNC por número de eixos coordenados

As máquinas CNC podem ser categorizadas com base no número de eixos coordenados que operam:

2-Máquinas CNC do eixo:

2-máquinas CNC de eixo são o tipo mais simples, operando ao longo do X (horizontal) e você (vertical) eixos. Eles são normalmente usados ​​para cortes retos, furos, ou processar uma única superfície sem reposicionar a peça de trabalho.

3-Máquinas CNC do eixo:

As máquinas CNC mais comuns são modelos de 3 eixos, que adicionam um eixo Z para profundidade aos eixos X e Y padrão. Eles trabalham em peças estacionárias e podem realizar tarefas em 2.5 dimensões, tornando-os versáteis para usinagem básica.

4-Máquinas CNC do eixo:

Estas máquinas incluem um eixo A, que permite a rotação ao longo do eixo X, além do X, S, e eixos Z. Este recurso é ideal para tarefas como recortes e corte em arco.

5-Máquinas CNC do eixo:

5-máquinas CNC de eixo introduzem um eixo C, permitindo que a ferramenta de corte gire. Esta configuração permite a usinagem de cinco superfícies simultaneamente, produzindo peças altamente precisas, ideais para equipamentos médicos.

7-Máquinas CNC do eixo:

7-máquinas de eixo possuem três eixos para rotação da peça, três para movimento da ferramenta, e um eixo E adicional para rotação do braço. Sua capacidade de criar peças complexas os torna adequados para a indústria aeroespacial, médico, e componentes militares.

9-Máquinas CNC do eixo:

Combinando uma fresadora de 5 eixos e um torno de 4 eixos, 9-As máquinas CNC de eixo lidam com recursos de peças internas e externas com eficiência. Eles são comumente usados ​​​​para fabricação de implantes dentários, ferramentas médicas, e componentes aeroespaciais avançados.

12-Máquinas CNC do eixo:

Estas máquinas possuem duas cabeças de corte, cada um capaz de se mover ao longo do X, S, Z, UM, B, e eixos C. Esta configuração permite uma produção mais rápida com precisão excepcional, ideal para grandes volumes, tarefas de usinagem complexas.

Tipos de máquinas CNC divididas por servo sistema

As máquinas CNC também podem ser classificadas com base em seus servossistemas:

Sistema de controle de malha aberta: Sistema de controle básico sem mecanismo de feedback; menor custo, mas menos precisão.

Sistema de controle de circuito semifechado: Usa algum feedback para corrigir erros; uma opção intermediária em termos de custo e precisão.

Sistema de controle de circuito fechado: Sistema avançado com feedback completo, oferecendo alta precisão e erro mínimo.

Tipos de máquinas CNC de acordo com a trilha móvel

Diferentes máquinas CNC são projetadas para seguir caminhos específicos:

Controle de ponto: Controla os pontos inicial e final do percurso, focando no posicionamento e não no caminho percorrido.

Controle Linear: Garante movimento linear entre pontos, comumente usado para operações de perfuração e rosqueamento.

Controle de contorno: Controla o percurso continuamente, permitindo a criação de superfícies curvas ou contornadas.

Como selecionar o melhor tipo de máquina CNC?

Ao escolher a máquina CNC certa para o seu negócio, vários fatores devem ser levados em conta. A máquina ideal depende da natureza do seu negócio, o tipo de produtos que você fabrica, e a escala de produção. Aqui estão as principais considerações para selecionar uma máquina CNC:

Tipo de negócio

O tipo de negócio que você dirige restringirá significativamente suas escolhas. Para uma pequena oficina CNC, alguns roteadores CNC podem ser suficientes. Por outro lado, uma operação de fabricação em grande escala pode exigir maiores, máquinas CNC multifuncionais mais versáteis.

Disponibilidade de peças sobressalentes

Máquinas CNC, como qualquer outro equipamento, pode desgastar ou quebrar. É importante escolher uma marca ou modelo que seus técnicos possam reparar facilmente, com peças de reposição prontamente disponíveis. A disponibilidade de peças impacta diretamente o tempo de inatividade e a rapidez com que a produção pode ser retomada.

Requisitos do produto

A máquina CNC específica que você precisa depende muito da complexidade dos produtos que você fabrica. Produtos simples podem exigir apenas um torno CNC ou uma fresadora de 3 eixos. No entanto, para itens mais complexos, uma máquina CNC de 5 eixos que pode realizar múltiplas operações em uma configuração seria mais eficiente. Máquinas especializadas, como tornos suíços, são ideais para produzir grandes volumes de pequenos, peças cilíndricas complexas.

Requisitos de energia

Máquinas CNC geralmente consomem muita energia, muitas vezes exigindo energia trifásica para operar com eficiência. É crucial garantir que sua instalação possa fornecer a energia necessária para qualquer novo equipamento CNC. Você também deve avaliar o uso atual de energia para evitar ultrapassar a capacidade da fonte de alimentação ao adicionar novas máquinas..

Material a ser usinado

O material que você planeja usinar é um fator crítico. As máquinas devem ser robustas o suficiente para fresar ligas duras com precisão. Por outro lado, materiais mais macios, como o aço-carbono, podem precisar apenas de máquinas de precisão capazes de manter as tolerâncias exigidas.

Ao considerar esses fatores, você pode selecionar uma máquina CNC que melhor atenda às suas necessidades de produção e requisitos de negócios.

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Referência de conteúdo：https://waykenrm.com/blogs/types-of-cnc-machines/