O roteamento CNC pode ser usado para concluir o trabalho de fabricação com um alto grau de precisão e uso de automação. Algumas das vantagens são custos, velocidade e aplicabilidade em diferentes campos. Nesta postagem do blog, falaremos sobre o mundo do roteamento CNC, seus componentes, tipos, materiais que ele compreende e vantagens do processo.
O que é roteamento CNC?
Em palavras simples, é uma tecnologia controlada por computador de corte de material usando uma ferramenta rotativa. Este dispositivo funciona de acordo com as instruções digitais fornecidas, conhecidas como código G, para marcar e moldar diferentes materiais, como madeira, metal ou plástico. Este sistema automatizado fornece melhor precisão e qualidade de resultados do que pode ser obtido manualmente.
Principais partes de uma fresadora CNC
A funcionalidade de uma fresadora CNC depende de muitas partes necessárias trabalhando juntas em harmonia. Alguns de seus principais componentes são dados como.
Corpo ou estrutura
No centro de uma fresadora CNC está sua estrutura. Ela é feita de materiais fortes, como alumínio ou aço, e dá a estabilidade e o suporte necessários à peça de trabalho. Ela garante corte exato ao diminuir as vibrações.
Responsável pelo Tratamento
O controlador é o principal sistema de controle para o roteador CNC; ele transmite o Gcode para a máquina e controla todas as peças mecânicas. Ele controla as velocidades de corte, posições e profundidades da ferramenta para obter resultados de usinagem precisos.
Acionamentos e Motores
Os roteadores CNC usam servomotores ou motores de passo para movimento. Motores de passo fornecem movimento incremental sem feedback, enquanto os servomotores proporcionam maior precisão por meio de sistemas de feedback de posição.
Guias e trilhos lineares
O movimento suave da ferramenta com os eixos de uma máquina é suportado por trilhos e guias lineares. Eles usam superfícies e rolamentos usinados para garantir o menor atrito e posicionamento preciso da ferramenta.
Fuso
Spindle é outra parte que gira e protege uma ferramenta de corte. Ele é alimentado por um motor e funciona em diferentes velocidades. A velocidade e a qualidade dos cortes dependem diretamente da qualidade do spindle.
Pinça ou porta-ferramentas
Garantir a fixação firme das ferramentas de corte ao fuso é o trabalho do porta-ferramentas. Esta parte impede movimentos indesejados durante as operações, o que é necessário para obter resultados precisos.
Sistema de fixação ou mesa de vácuo
A estabilidade do material durante o corte é preservada por uma mesa de vácuo. Esta configuração usa sucção com zonas ajustáveis e um spoilboard de MDF para distribuir a pressão do vácuo uniformemente na peça de trabalho.
interruptores de limite
Para impedir que a máquina cruze sua faixa operacional, interruptores de limite são usados. Esses dispositivos de proteção funcionam como pontos de origem e interrompem automaticamente o movimento quando a máquina atinge seus limites.
Sistema de Arrefecimento
O superaquecimento das ferramentas de corte e do fuso é interrompido pelo mecanismo de resfriamento. Este sistema ajuda a manter a qualidade de corte estável e estende a vida útil das ferramentas.
Interface do usuário e software
Os roteadores CNC dependem de software de controle para converter projetos em instruções de máquina. Extensão GRBL e Fusion 360 são interfaces fáceis de usar que ajudam os operadores a monitorar as operações da máquina e programar os caminhos de corte.
Tipos de roteadores CNC
Os roteadores CNC estão disponíveis em muitas configurações e todos são projetados de acordo com requisitos específicos de fabricação.
Roteadores CNC de mesa plana
Apresentando uma superfície de trabalho horizontal, as fresadoras de mesa plana permitem que os materiais fiquem planos durante o processamento. Seu design de mesa grande e estável as torna melhores para manusear painéis e folhas. Fabricação de placas, processamento de folhas grandes e fabricação de armários são os principais usos dessas máquinas.
Roteadores CNC verticais
Em contraste com os modelos de mesa plana, as fresadoras verticais posicionam os materiais na vertical contra uma superfície de trabalho vertical. Este design é necessário para oficinas com espaço limitado no chão. As fresadoras verticais são excelentes para processar portas, peças de armários e painéis altos.
Roteadores CNC de pórtico
Os roteadores Gantry usam um sistema de vigas suspensas que se movem em uma mesa estacionária. O design robusto dessas máquinas garante precisão e estabilidade extraordinárias para tarefas de corte pesadas. Sua capacidade de obter altas velocidades de corte, mantendo a precisão, as torna perfeitas para diferentes usos industriais.
Roteadores CNC de 3 eixos
Eles são o tipo mais popular de roteador e trabalham ao longo de 3 eixos: X (comprimento), Y (largura) e Z (altura). Eles podem fazer a maioria das operações de corte padrão, 2D e 3D básico. Eles normalmente fazem gravação, perfilamento de superfície e corte.
Roteadores CNC de 5 eixos
Essas máquinas adicionam mais 2 movimentos rotacionais aos 3 eixos básicos. Elas podem abordar peças de trabalho de qualquer ângulo, para que possam fazer cortes e formas 3D complexas. Isso é necessário para componentes aeroespaciais, peças industriais e elementos arquitetônicos complicados. Elas podem fazer objetos 3D completos com quase nenhuma alteração de configuração.
Materiais usados para roteamento CNC
Os roteadores CNC processam diferentes materiais múltiplos para diferentes requisitos de fabricação. PVC e acrílico são usados principalmente para fazer displays e sinalização. Materiais de madeira, como madeiras nobres, MDF e compensado, continuam sendo a escolha mais comum para armários e móveis.
Metais macios como latão e alumínio podem ser usinados com configurações de velocidade adequadas e ferramentas de corte específicas. Materiais compostos e espumas de alta densidade funcionam perfeitamente para moldes e protótipos. A escolha do material é baseada no uso final, nas necessidades de durabilidade e no acabamento necessário de um projeto.
Processo passo a passo de roteamento CNC
1. Projetando a peça (Design CAD)
O processo começa pela produção de um modelo 3D usando o software Computer Aided Design. Este estágio necessário estabelece as bases para a qualidade e precisão do produto final. O design deve abranger todas as especificações, tolerâncias e recursos necessários para garantir a produção exata.
2. Convertendo o Design em G-code (CAM)
O software CAM Next assume o centro do palco. Ele converte o modelo 3D em instruções de código G que contêm informações de usinagem sobre trajetórias de ferramentas, taxas de avanço e profundidades de corte. O software CAM converte o design em linguagem de máquina.
3. Preparando o roteador CNC e a peça de trabalho
Esta etapa crítica inclui escolher o cortador certo para a operação de corte e fixar a peça de trabalho. O material deve ser firmemente fixado ou mantido usando alguma outra tecnologia de fixação. A seleção da ferramenta depende de certos parâmetros, por exemplo, tipo de material, acabamento do corte e nível de complexidade do corte.
4. Iniciando o roteador CNC
O operador inicia o controlador, o controle remoto e os sistemas coletores de pó. A pinça é conectada à ferramenta de corte e a peça de trabalho é colocada na mesa. A broca do roteador é colocada em seu ponto inicial ou 0, 0, 0 e o arquivo CAD/CAM é alimentado no controlador.
5. A operação de roteamento real
No processo de usinagem de uma peça de trabalho, o fuso gira a 10,000 – 20,000 rpm enquanto segue trajetórias de ferramentas programadas.
Uma fresadora CNC pode realizar muitas operações como:
- Corte:para fazer cortes precisos na peça de trabalho
- fresagem: remove material da peça de trabalho e cria cavidades e formas 3D.
- Gravura: é usado para esculpir textos e desenhos
- Contornando: é melhor fazer perfis específicos cortando os cantos
- Perfuração: cria furos de tamanhos diferentes
6. Pós-processamento
Após a conclusão do processo de roteamento, a peça de trabalho é levada para acabamento. A superfície pode ser ainda mais acabada por meio de rebarbação, escovação e jateamento de areia para atingir a aparência e funcionalidade desejadas. O principal objetivo é refinar o acabamento da superfície final e erradicar quaisquer vestígios do processo de fabricação.
7. Inspeção e garantia de qualidade
O último processo é fazer uma pesquisa detalhada da peça concluída para verificar se há falhas. As medições são comparadas ao design original e a rugosidade das superfícies é verificada. Isso garantirá que ela passe por todas as verificações de qualidade e atenda a todos os requisitos do comprador.
Os usos do roteamento CNC
Com sua capacidade de cortar e moldar de muitas maneiras, a tecnologia de roteamento CNC é usada em diferentes indústrias.
Marcenaria e Fabricação de Móveis
Os roteadores CNC são usados pela indústria de móveis para a fabricação de componentes de madeira intrincados. Eles são ótimas máquinas para produzir peças de armários, painéis decorativos e peças de móveis personalizadas porque fornecem qualidade consistente. Projetos de madeira completos que, à mão, levariam dias, podem ser concluídos em poucos minutos com roteadores CNC modernos.
Sinalização e Gráficos
A indústria de fabricação de placas usa roteadores CNC. Eventos e empresas os contratam para produzir sinalização 3D, placas gravadas e letras dimensionais. Essas máquinas trabalham em diferentes materiais, como madeira, espuma HDU e acrílico para fazer displays atraentes.
Indústria Aeroespacial e Automotiva
Embora não sejam muito comuns, roteadores CNC são usados para fazer algumas peças de alumínio em automóveis, como painéis e painéis. Elas são as máquinas que garantem especificações exatas para peças de veículos e painéis de aeronaves, fazendo moldes precisos para a fabricação dessas peças.
Corte de plástico e espuma
Espumas e plásticos são efetivamente moldados para muitas aplicações por roteadores CNC. Eles fazem embalagens personalizadas, cases de proteção e materiais de exibição. Permite cortar diferentes densidades de materiais sem danos.
Modelagem e Prototipação
O roteamento CNC é muito benéfico para prototipagem rápida. Essas máquinas são usadas por engenheiros para fazer modelos de produtos precisos e peças de teste antes da produção completa. É importante para confirmação do design e desenvolvimento correto do produto.
Gabinetes para Eletrônica e Eletricidade
Os roteadores CNC são usados na indústria eletrônica para fabricar gabinetes de dispositivos e Placas PCB. Eles fazem recortes precisos para aberturas, conectores e pontos de montagem em muitos materiais para garantir ajuste e função corretos.
Benefícios do roteamento CNC
Economiza custos a longo prazo
Embora o roteamento CNC seja mais caro de configurar, é mais barato de produzir. Ele reduz o desperdício de material porque faz cortes precisos e não requer muitos operadores para operar as máquinas. Assim, ele geralmente recupera os custos do equipamento por meio de economias.
Dá Mais Produção
O roteamento CNC é significativamente mais rápido de forma automática. Essas máquinas funcionam continuamente e podem fazer várias peças iguais em uma única configuração.
Mais precisão
Roteadores CNC com tolerâncias tão rigorosas quanto ±0.0025 mm, dão precisão extraordinária. E como a produção é controlada por um computador, todas as peças produzidas são da mesma qualidade e não há erro humano.
Mais flexível
Os roteadores CNC podem ser usados para trabalhar em muitos materiais e podem fazer designs complexos com uma única configuração. As máquinas mudam de um projeto para outro facilmente, apenas carregando novos arquivos de programa e é por isso que são amplamente usadas para produções grandes e pequenas.
Complexidade
O roteador CNC brilha na geração de formas ou designs complicados que são difíceis de construir à mão. Eles são capazes de produzir padrões detalhados de forma consistente e têm alta qualidade entre várias execuções de produção.
Menor custo de mão de obra e melhor segurança
Vários roteadores CNC podem ser manuseados por um operador qualificado por vez, o que reduz a necessidade de muitos trabalhos. Por sua natureza automatizada, os trabalhadores são mantidos longe de ferramentas de corte, o que reduz muito os acidentes no local de trabalho. Tanto o equipamento quanto os operadores são protegidos por esses recursos de segurança.
Roteamento CNC vs. Formas tradicionais de roteamento
Roteamento CNC vs Roteamento Manual
A operação de usinagem tradicional depende amplamente da habilidade e experiência do operador para fornecer os resultados desejados. Este método também precisa de um tempo de produção mais longo e, muitas vezes, resulta em qualidade inconsistente de produtos diferentes.
Por outro lado, o roteamento CNC ostenta precisão automatizada com praticamente pouca ou nenhuma intervenção humana, o que resulta em menos erros e maior velocidade de produção. Além disso, o roteamento portátil exige treinamento para operadores e roteadores CNC exigem apenas conhecimento básico de software.
Roteamento CNC vs Fresamento CNC
O roteamento CNC e a fresagem CNC atendem a diferentes propósitos de fabricação. Os roteadores funcionam em alta velocidade e com menos força de corte, o que os torna bons para madeira, metais macios e plástico. As fresadoras são mais rígidas do que as máquinas de roteamento e podem usinar materiais mais duros com forças de corte maiores.
As fresadoras são melhores para projetos de grande porte com geometrias menos complicadas, mas as fresadoras são mais adequadas para trabalhos mais complexos e detalhados que exigem aderência a tolerâncias mais rigorosas.
A seleção entre esses métodos é baseada em requisitos específicos do projeto. O roteamento CNC é uma solução mais rápida e econômica para materiais mais macios, enquanto a fresagem fornece melhor precisão para componentes metálicos complexos.
Conclusão
Para simplificar, o roteamento CNC é precisão, eficiência e versatilidade em uma breve descrição. Sua precisão é controlada por computador, pode produzir peças rapidamente e trabalhar com muitos materiais diferentes.
Você precisa de algum tipo de serviço de roteamento CNC? Richconn podemos fabricar peças de alta qualidade usinadas de acordo com suas necessidades exatas.
Perguntas Frequentes
Em quanto tempo uma fresadora CNC pode ser configurada?
O tempo de configuração depende do tipo de projeto, bem como das ferramentas usadas no projeto. Para pequenas tarefas, 1 hora é mais do que suficiente, mas tarefas grandes podem levar horas ou até mesmo dias de trabalho.
Quão preciso é o roteamento CNC?
Os roteadores CNC podem oferecer grande precisão com uma exatidão de ±0.0025 mm.
Uma fresadora CNC pode cortar metais?
O fato é que as fresadoras CNC podem cortar metais macios, como alumínio e latão, além de materiais endurecidos, mas são mais adequadas para materiais de peças de trabalho como madeira, compostos e plásticos.
O que devo fazer para manter uma fresadora CNC em sua melhor forma?
A manutenção necessária inclui lavar os detritos, examinar as condições das ferramentas e lubrificar as peças móveis.
O que torna os roteadores CNC diferentes do corte a laser?
Os roteadores CNC podem lidar com mais materiais e são melhores em cortar substratos mais grossos. Enquanto o corte a laser dá um acabamento mais limpo, mas apenas para materiais menos densos (ele não pode cortar os grossos).
