O design não é suficiente para CNC (Controle Numérico Computadorizado) usinagem, Mas projetar sobre a máquina (através do formato de arquivo CAD apropriado) pode fazer uma grande diferença em termos de precisão, a eficiência, e até a viabilidade do seu processo de fabricação. Se você é um designer, maquinista, ou engenheiro, Então você está familiarizado com o conceito de que os formatos de arquivo CAD são importantes; A capacidade de fazer a transição suave de digital para real depende do conhecimento desses formatos de arquivo.
Este guia quebrará os formatos de arquivo CAD mais comumente usados, incluindo o seu melhor caso de uso, e o guiará sobre qual formato de arquivo usar para o seu projeto.
Entendendo o formato de arquivo CAD para usinagem CNC
O CAD (Design Assistido por Computador) Os arquivos são a representação digital de peças ou assemblies, onde as peças são construídas em software como o SolidWorks, AutoCAD, Catia, etc.. Eles armazenam tudo, desde geometria básica até os recursos e tolerâncias mais graves.
Esses arquivos geralmente são convertidos em câmera (Fabricação auxiliada por computador) Para ajudar as máquinas a saber como devem operar e como devem fazer ferramentas. No entanto, Este processo é tão bom quanto o tipo de formato usado. O formato de arquivo certo deve ser escolhido para evitar a perda de dados e a interpretação precisa do projeto.
Como escolher o melhor formato de arquivo para usinagem CNC?
Não existe um único formato de arquivo 'melhor' para usinagem CNC, Mas existem formatos de arquivo mais adequados do que outros. O formato ideal:
- Preserva dados geométricos e intenção de design
- É compatível com a máquina CNC ou o software CAM.
- Ajuda a compartilhar dados facilmente em diferentes plataformas
- Suporta modelagem 2D e 3D
Vamos explorar os candidatos.
Comparação do processo de fabricação: Usinagem CNC
Aqui está uma tabela concisa para diferentes processos de fabricação e seus formatos de arquivo de suporte:
| Método de fabricação | Formatos de arquivo recomendados | Extensões de arquivo | Caso de uso primário |
| Usinagem CNC | ETAPA, IGES, Parasólido, Nativo (convertido) | .STP/.STEP, .IGS/., .x_t/.x_b, .SLDPRT/.IPT/.CATPART | 3D Modelagem de peças & Transferência precisa da geometria |
| Moldagem por injeção | ETAPA, IGES, SolidWorks, Catia | .STP/.STEP, .IGS/., .SLDPRT/.SlDasm, .catpart/.catproduct | Design de ferramentas & conjuntos complexos |
| Fabricação de chapas metálicas | Dxf, ETAPA, Dwg | . dxf, .STP/.STEP, .dwg | Padrões planos, linhas de dobra, perfis |
| 3Impressão D | Stl, ETAPA, Obj | .stl, .STP/.STEP, .obj | Prototipagem rápida & fabricação aditiva |
Quais são outros formatos de arquivo CAD comum disponíveis?
Além de padrões de troca neutra de etapa e IGEs, Engenheiros e designers tendem a confiar em uma variedade de outros formatos de arquivo CAD para se adequar a determinados fluxos de trabalho. Cada formato tem seus pontos fortes, fraquezas, e melhores usos, Portanto, saber o que usar pode ajudar a fluir seu design para manufatura. Uma visão geral desses formatos comuns, o que eles oferecem, E onde eles fazem melhor segue.
1. Formato de arquivo STL
Os mais simples e os mais utilizados são STL (Estereolitmicromografia) arquivos. A forma de um modelo é aproximada como uma malha de triângulos, que codifica apenas a geometria da superfície do modelo. No entanto, Os arquivos STL são muito pequenos e fáceis de processar porque não têm cor, propriedades dos materiais, estruturas de montagem, e dados paramétricos.
Eles são um ajuste natural em ambientes de fabricação de prototipagem e aditiva de baixo custo, onde o objetivo é obter uma mock-up visual ou física, em vez de dirigir ferramentas de corte de alta precisão.
2. Formatos de arquivo vetorial
Formas em formatos vetoriais como SVG, Ai, e EPS é descrito matematicamente, não em termos de pixel. Mas o que eles brilham em fazer é retratar crocantes, obras de arte 2D infinitamente escaláveis - como logotipos, texto, e linhas - para entrada e em todos os níveis de zoom e com perda de resolução zero.
Mas os formatos vetoriais não contêm nenhuma informação 3D verdadeira e, portanto, são inadequados para operações de moagem ou giro CNC. Em aplicações 2D CNC, como corte a laser, plotagem de vinil, e perfil de jato de água, A máquina seguirá os caminhos de ferramentas planares com base em curvas vetoriais, em vez de dados de pixel.
3. Formato de arquivo dxf
DXF da Autodesk (Formato de troca de desenho) foi desenvolvido para promover a compatibilidade entre o AutoCAD e outros sistemas CAD. Cria um trabalho de linha 2D eficiente, camadas, anotação, e entidades 3D básicas, tornando -o adequado para redação e fabricação. Os arquivos DXF determinam movimentos para laser, plasma, e cortadores de jato de água acionados por padrão preciso e definições de linha de curvatura em lojas de metal e placas.
Alguns pacotes de came realmente importam 3D DXF, Mas sua força está nos perfis planares e desenhos técnicos, em vez de modelos sólidos detalhados.
4. Formato de arquivo DWG
O formato proprietário do AutoCAD é DWG, que inclui vetores, Metadados, e propriedades do objeto, bem como layouts de folha incorporados. Por causa de seu alto nível de fidelidade e precisão, É ideal para tudo bem, Desenhos arquitetônicos ou mecânicos detalhados que requerem dimensões exatas e documentação de várias folhas.
A desvantagem aqui é que na maioria das vezes, Os sistemas CAM não podem analisar arquivos DWG da maneira que a Autodesk pode-eles exigem ferramentas de conversão ou plugins da idade espacial para extrair o conteúdo DWG corretamente. No entanto, O DWG continua sendo o padrão da indústria ao usar projetos 2D ou esquemas técnicos complexos que precisam ser compartilhados entre usuários do AutoCAD.
5. Outros formatos de arquivo CAD proprietários
Cada grande fornecedor CAD, Além de um padrão neutro, tem seu formato de arquivo nativo - sldprt no solidworks, IPT in Autodesk Inventor, Catpart em Catia, e outros nomes semelhantes em Creo, Nx, e borda sólida. Esses formatos nativos capturam todos os recursos, toda árvore de história, e todo parâmetro no software de design original, permitindo edição contínua e associatividade completa.
As plataformas CNC e CAM normalmente não aceitam diretamente arquivos proprietários, É muito comum exportar esses modelos para um formato neutro (Passo ou IGES) antes da usinagem. Esta etapa de conversão extra preserva a intenção do design, garantindo compatibilidade em uma ampla variedade de cadeias de ferramentas de fabricação.
AP203 vs.. AP214 vs.. AP242
Deixe -me apresentar um breve, Tabela detalhada que fornece uma comparação lado a lado de AP203 vs. AP214 vs.. AP242 em termos de técnicos, casos de uso, e diferenças de interface.
| Recurso / Atributo | AP203 | AP214 | AP242 |
| Ano de lançamento | 1994 | 2003 | 2014 |
| Uso primário | Troca de design mecânico | As necessidades da indústria automotiva e aeroespacial | Definição baseada em modelo (Mbd), Fabricação inteligente |
| Suporte de geometria | Geometria sólida | Geometria sólida com suporte de montagem | Geometria sólida com suporte avançado de montagem |
| Dados do produto | Dados básicos de design | Controle de configuração, PDM | Gerenciamento Bom, PMI, cinemática |
| PMI (Informações do MFG do produto) | Não suportado | Suporte limitado | Suporte total, incluindo GD&T |
| Estrutura de montagem | Básico | Melhorou | Assembléias hierárquicas avançadas |
| Compatibilidade da versão | Desatualizado, sistemas legados | Moderado | Mais atual e pronto para o futuro |
| Suporte à visualização | Não disponível | Limitado | Inclui visualização do modelo tesellated |
| Recomendado para | Peças simples, Sistemas CAD/CAM mais antigos | Automotivo, aeroespacial, e grandes conjuntos | Indústria 4.0, gêmeo digital, fabricação de alta precisão |
Melhores formatos de arquivo CAD para usinagem CNC
O formato de arquivo CAD certo pode fazer ou quebrar seu fluxo de trabalho CNC. Os quatro formatos mais confiáveis, Da maioria do apoio e fidelidade da indústria, para o mais fácil de usar, estão listados abaixo com o que os faz brilhar no chão da loja.
1. ETAPA (.STP / .etapa)
O formato 3D neutro do setor, ETAPA, carrega geometria de modelo sólido completo e intenção de design de nível superior (Assembléias, PMI, materiais). Essa confiabilidade de transferência é possível porque praticamente todos os principais sistemas CAD e CAM suportam a etapa. AP214 ou AP242 apresenta recursos de gerenciamento de configuração e dados de produtos, e AP242 também suporta a definição baseada em modelo (GD&T e PMI incorporados no modelo 3D), dando os melhores resultados na usinagem CNC.
2. IGES (.IGS / .IGES)
Etapa é antecedida por IGEs, mas será útil para troca de geometria simples, Especialmente em configurações de came legado ou altamente especializadas. As traduções removerão os recursos paramétricos, estrutura de montagem, e corpos ocultos. Wireframes, remendos de superfície, e sólidos básicos podem ser tratados, Mas você pode perder isso na tradução.
O problema aqui IGES é bom de usar ao trabalhar com máquinas ou software mais antigos que não lêem a etapa, Então você precisa verificar seus corpos sólidos antes de se comprometer com os caminhos da ferramenta.
3. Parasólido (.x_t / .x_b)
O kernel de modelagem geométrica que suporta muitos sistemas CAD avançados (Siemens nx, Borda sólida, SolidWorks, etc.) é parasólido. Arquivos parasólidos são arquivos nativos do kernel, o que resulta na fidelidade mais alta de recursos complexos, incluindo operações booleanas, filetes, lofts, e matemática exata. O Parasolid é imbatível se você gastar muito tempo em um desses pacotes CAD e usar uma cadeia de ferramentas de câmera cuja entrada .x_t ou .x_b é aceita.
4. Arquivos CAD nativos
O formato de peça usado por todos os principais fornecedores CAD é proprietário (SLDPRT (SolidWorks), Ipt (Inventor Autodesk), CATPART (Catia), Prt (PTC eu acho), e assim por diante). Esses arquivos vivem dentro de seus ecossistemas, com históricos completos de recursos, esboços, e metadados, permitindo edições de design em andamento. Infelizmente, A maioria dos sistemas de câmera precisa de importações neutras, Então você geralmente os exporta para a etapa ou parasólido antes da usinagem. Nunca descarte seus mestres nativos, porque você pode precisar deles mais tarde para futuras revisões.
Como converter arquivos CAD em formato de arquivo CNC
Os estágios do processo de conversão de seus modelos CAD em um formato pronto para CNC incluem exportar ou traduzir seu design em um arquivo de troca neutro (por exemplo., ETAPA, IGES, Parasólido) e depois importá -lo para o software CAM que fornece o código da máquina real (C Código). Aqui está uma visão geral da etapa:
1. Prepare seu modelo CAD nativo
- Remova esboços não utilizados, ocultar ou excluir geometria de construção, suprimir qualquer recurso não necessário para a fabricação, e limpar a geometria.
- Verifique se o seu design está em milímetros ou polegadas; Verifique se o seu modelo CAD corresponde ao que você deseja para o CNC real que você estará usando.
2. Exportar para um formato neutro
- Navegar para Arquivo → Salve como (ou exportação) em seu aplicativo CAD e Escolha salvar como formato neutro, como passo (.STP/.STEP), IGES (.IGS/.), ou parasólido (.x_t/.x_b).
- Aperte as configurações de tolerância: Embora a maioria dos exportadores permita que você especifique tolerâncias de acordal e angular, quanto mais apertada as tolerâncias, Quanto maior o tamanho do arquivo. Para peças de precisão, apontar para um equilíbrio (por exemplo, 0.01 altura do acorde mm).
- Se necessário, Inclua metadados: A etapa AP242 suporta apenas a alteração da geometria, Portanto, não será capaz de exportar o PMI (dimensões, GD&T) precisava informar seu software de câmera de notas críticas de fabricação. A exportação do PMI deve estar habilitada para disponibilizar esses dados.
3. Validar o arquivo exportado
- Pode -se abrir o exportado Arquivo de etapa/IGES em um Visualizador neutro (Freecad, Edrawings, ou o próprio software CAD), no entanto, é essencial para Verifique a integridade da geometria: Se houver rostos ausentes, Normais invertidos, ou superfícies não marcadas.
- Se as coisas não funcionarem, Altere suas tolerâncias de exportação ou altere o formato (por exemplo, De Iges a degrau).
4. Importar para o software CAM
- No entanto, Por causa do tutorial, Vamos carregar o arquivo CAD neutro em nosso pacote de câmera (Fusão 360, MasterCam, SolidWorks Cam, HSMWORKS, etc.).
- Dimensões e orientações de estoque reformular a subsidência e compensações de trabalho (por exemplo., G54) são definidos.
- Se a ferramenta CAM não detectar automaticamente, reaplicar qualquer identificador (buracos, bolsos, slots).
5. Gerar caminhos de ferramentas e pós -processo
- Com base na geometria importada, Você pode criar suas operações de moagem ou giro (desbaste, acabamento, perfuração).
- Verifique se há GOUGES, Colisões, ou problemas de acessibilidade simulando os caminhos de ferramentas.
- O pós -processador do Software CAM pode exportar código G que foi formatado para o seu controlador CNC específico (Fanuc, Haas, Heidenhain, etc.).
6. Opcional: Conversões em lote ou automatizadas
- Se você estiver fazendo alto volume ou repetir empregos, Exportações com roteiro para um arquivo de etapa através da sua API CAD (Macros do SolidWorks, Nixou, ou script python em Freepa,r t, por exemplo) pode ser divertido de script e automatizar a geração de etapas ou parasólidos.
- Algumas ferramentas de terceira parte (por exemplo., CAD trocador, Datakit) Ofereça recursos de tradução em lote em dezenas de formatos.
Formatos suportados adicionais no software CNC moderno
Além dos formatos acima mencionados, Existem mais alguns formatos que nos ajudam no moderno software CNC.
- XT-BREP com JT: Arquivos leves adequados para visualização e compartilhamento.
- Arquivos do Inventor Autodesk (.ipt, .mirar): Totalmente suportado pelas ferramentas de câmera da Autodesk.
- Sistemas de arquivos Dassault EcoSystem Catia V5: Ótimo para aeroespacial, especialmente.
- Com suíte PTC, melhor usado com creo paramétricoArquivos: Recursos de modelagem fortes.
- Aplicativos CNC: Altamente robusto, Freqüentemente usado em Siemens NX e Solidworks
Importância de desenhos técnicos 2D na usinagem CNC
Aqui está a situação: Mesmo se você tiver o modelo 3D perfeito:
- Especificando tolerâncias e tópicos
- Dimensão geométrica e tolerância (GD&T)
- Fazendo recursos como chamfers, profundidade, e termine mais claro
- Notas para montagem, Inspeção, ou pós-processamento
Conclusão
Ao escolher o formato de arquivo CAD certo para usinagem CNC, É mais do que apenas uma decisão técnica - é uma maneira de garantir que seus projetos ganhem vida da maneira que você pretendia. Existem formatos como etapa e IGEs que são amplamente utilizados devido à sua universalidade e compatibilidade;y, no entanto, passando por cima dos prós e contras de ambos os formatos, Você terá uma grande vantagem na fabricação.
Se você está exportando um suporte simples ou um componente aeroespacial composto, O sucesso depende da sua capacidade de corresponder ao seu formato de arquivo CAD aos requisitos do CNC para garantir a precisão, eficiência, e sucesso.
Perguntas frequentes
- Como devo salvar ou armazenar este arquivo para usinagem CNC?
ETAPA (.STP ou .STEP) O formato é o mais usado e confiável para usinagem CNC.
- Existem arquivos STL prontos disponíveis para usinagem CNC?
Sim, tecnicamente, Mas os arquivos STL não tinham precisão para eles - eles eram muito melhores para a impressão 3D. Os dados paramétricos e de fabricação são excluídos.
- Como os arquivos de etapa e IGES diferem um do outro?
Mais metadados podem ser armazenados em arquivos de etapa para modelagem superficial e sólida. É mais antigo e principalmente consiste em superfícies e wireframes para IGEs.
- É bom para usinagem CNC se for um arquivo CAD nativo?
Para fins de usinagem, Eles tendem a precisar ser convertidos em formatos neutros, como etapa ou IGEs, mas são ideais para uso interno.
- É possível converter um arquivo CAD em esse formato para uso do CNC?
Exportar o arquivo para o tipo de etapa do arquivo, IGES, ou parasólido usando a função de exportação do seu software CAD. Verifique a compatibilidade com seu software de câmera.
- Ainda devo gerar desenhos 2D se eu já possui um modelo 3D?
Sim, 2D Desenhos incluem detalhes como tolerâncias, tópicos, e notas de usinagem que podem não ser completamente aparentes em um modelo 3D.
