A prototipagem CNC é um processo preciso, e processo preciso. Acomoda uma variedade de materiais proporcionando uma grande variedade de variações. Diversas máquinas CNC melhoram essas características tornando o processo mais flexível. No entanto, saber como aplicar essas técnicas à prototipagem CNC é muito importante. Por aqui, é possível saber qual o melhor processo que pode ser utilizado para produzir os protótipos de forma eficaz. A prototipagem permite que os fabricantes criem e iterem designs rapidamente. Este guia ajudará a desmistificar o processo e explicar como fazê-lo.
O que é prototipagem CNC?
A prototipagem CNC utiliza máquinas CNC para criar protótipos no menor tempo possível. Idealmente, as tiragens de produção são limitadas em número e orientadas para a criação de protótipos visuais e tangíveis do produto final. É considerado o melhor processo para alcançar a produção real a partir de projetos gerados por computador.
Os fabricantes podem apontar erros de projeto numa fase inicial do processo. Resolver esses problemas durante a fase de prototipagem é benéfico para alcançar uma produção acessível.
Importância da Prototipagem CNC na Usinagem
Fresamento CNC é particularmente usado em prototipagem. Primeiramente, esta abordagem tem um nível incrível de exatidão e precisão devido ao controle automático da peça de trabalho e da posição da ferramenta de corte. Esses sistemas avançados examinam os projetos em todos os aspectos, enquanto o protótipo produzido parece muito próximo do produto final real.
Além disso, A tecnologia CNC é mais rápida em comparação com outros processos, como moldagem por injeção. Com prototipagem CNC, o tempo para finalizar tolerâncias e moldes é curto, em oposição à moldagem por injeção, que leva relativamente muito tempo.
A prototipagem começa com o desenvolvimento de um modelo CAD 3D do produto que será criado. Estes são então traduzidos para arquivos CAM do modelo. Esses arquivos CAM contêm o Código G através do qual a máquina CNC opera enquanto faz protótipos.
Como determinar a necessidade de prototipagem CNC
Várias considerações ajudam a determinar se uma peça de produto precisa de prototipagem CNC.
- Tamanho: A escolha do tamanho do bloco de material é importante. Também ajuda a decidir qual tipo de máquina CNC é adequada para o projeto específico após conhecer as dimensões do protótipo.
- Material: Considerações de custo são importantes. Materiais mais baratos, como o ABS, na maioria dos casos custam menos do que aço inoxidável. Apesar disso, há vantagens adicionais em usar prototipagem CNC, pois também é possível usar materiais baratos, como alumínio.
- Opções de acabamento: Existem muitos métodos de acabamento, cada um com características distintas. As opções são deixar esta peça usinada, explosão de contas, anodizado, ou prato.
- Complexidade: A complexidade do design influencia severamente Tempo de ciclo de usinagem CNC. Produtos que possuem formatos transversais complicados ou outras características específicas, como furos roscados, ou gravuras de logotipos, demora mais para usinar. Estes podem exigir máquinas sofisticadas com eixos adicionais, aumentando assim o custo das máquinas.
- Tolerância (Precisão): Tolerâncias restritas aumentam os custos gerais de prototipagem. Obter maior precisão aumenta o tempo gasto no projeto e os gastos necessários para a obra.
- Tipo de máquina de prototipagem CNC: Geral, pode-se dizer que os tornos CNC são mais baratos que Fresadoras CNC. Apesar disso, tornos são um tanto restritivos em seu uso, e estes podem não ser adequados para você dependendo do seu projeto.
- Quantidade: O número de protótipos encomendados determina o preço cobrado por eles. Economias de escala são um conceito sob o qual o custo de produção de muitas peças é inferior ao custo de produção de peças individuais.. Uma empresa de prototipagem CNC leva em consideração o custo de montagem de uma máquina no preço total do projeto. Ter várias peças fabricadas simultaneamente reduz o tempo necessário para configuração e concentra-se na usinagem.
Vantagens da usinagem de protótipo CNC
A prototipagem CNC tem os seguintes benefícios:
- Repetibilidade e consistência: A usinagem CNC oferece produtos de qualidade com alto nível de precisão e repetidamente. O processo se repetirá para cada um dos produtos acabados com aqueles fabricados no mesmo processo.
- Alta Precisão: A usinagem CNC resulta em pequenas tolerâncias e altos níveis de precisão. Essa precisão é importante para que os protótipos tenham a mesma perfeição dos projetos reais..
- Processo de economia de tempo: A prototipagem CNC não precisa de moldagem. O fato de os arquivos CAM e CAD poderem ser facilmente alterados é um grande impulso para o processo.
- Econômico: A usinagem CNC reduz custos a longo prazo. Eliminar defeitos em pequena escala é mais econômico do que ter que lidar com complicações resultantes da produção em massa.
- Diversidade Material: A usinagem CNC aceita diferentes materiais. As seleções estão disponíveis em metais fortes e ligas, madeira, e plásticos, onde protótipos precisos podem ser produzidos.
Materiais compatíveis para usinagem de prototipagem CNC
Os materiais comuns adequados para prototipagem CNC incluem:
- Alumínio
- Aço
- Aço inoxidável
- abdômen
- Magnésio
- Titânio
- Zinco
- Latão
- Bronze
- Cobre
- Teflon
- Policarbonatos
- Polipropileno
- Polimetilmetacrilato
- Poliestireno
- Polioximetileno
- PÁGINA
- PCGF
- Polietileno de Baixa Densidade
- Polietileno de alta densidade
Desafios dos processos de prototipagem CNC
Apesar de suas vantagens, A prototipagem CNC tem algumas limitações:
- Processo Subtrativo: A usinagem CNC é um processo que corta material de uma peça. Isto pode levar a mais utilização de material do que processos aditivos e é por isso que é preferido.
- Restrições Geométricas: Várias geometrias internas não podem ser produzidas. A usinagem CNC funciona de fora para dentro, que limita certas formas.
- Conhecimento técnico necessário: Máquinas CNC só podem ser operadas com as habilidades certas. O conhecimento de criação de arquivos CAD é crucial para o trabalho.
- Custos mais elevados do que a impressão 3D: A usinagem de protótipos CNC é normalmente caracterizada por custos de material mais elevados. Mas é mais preciso e acomoda uma gama mais ampla de materiais. A maioria dos processos aditivos emprega apenas plásticos como o PLA, ainda assim, o processo tem muitas vantagens. No entanto, O PLA pode ser um pouco caro e pode não oferecer os protótipos necessários a todos os clientes.
Usinagem de protótipo CNC vs.. 3Impressão D
Os profissionais frequentemente comparam a usinagem CNC e a impressão 3D como métodos de prototipagem. Ambos têm vantagens e aplicações exclusivas, tornando crucial entender suas diferenças.
| Fator | Usinagem CNC de Protótipos | 3Impressão D |
| Princípio de funcionamento | Método subtrativo para remover material de uma peça. | Método aditivo adicionando material camada por camada. |
| Materiais Suportados | Opções versáteis incluem metais, plásticos, e madeira. | Limitado a termoplásticos. |
| Geometria Possível | Limitado a formas externas, geometrias internas complexas não são viáveis. | Capaz de criar geometrias internas complexas. |
| Desperdício | Maior desperdício de material, mas os resíduos recicláveis podem compensar os custos. | Desperdício mínimo devido à sua natureza aditiva. |
| Tempo de fabricação | Geralmente mais rápido, capaz de produzir múltiplas peças rapidamente. | Mais devagar, levando horas para peças únicas. |
Como criar modelos CAD de qualidade para usinagem de protótipos CNC
Um protótipo usinado CNC é tão bom quanto o arquivo CAD usado para desenvolvê-lo. Eles contêm características visuais significativas e medidas necessárias para a fabricação de peças. Entende-se assim que protótipos de alta qualidade requerem modelos CAD bem elaborados. Aqui estão algumas diretrizes a serem consideradas ao preparar esses modelos:
Importância de uma lista de verificação na prototipagem
A lista de verificação é uma ferramenta muito útil para desenvolver e utilizar na prática. Começa com um inventário de todos os atributos e funções de design que você gostaria de ver em seus protótipos. Os recursos são melhor adicionados ao projetar o arquivo pela primeira vez do que quando o arquivo já foi criado.
Finalizar a espessura da parede
Também vale a pena cuidar da espessura adequada da parede ao desenhar as paredes. A redução da espessura das paredes da peça CNC customizada compromete a estabilidade mecânica da peça e, portanto, reduz sua resistência. É normal definir um mínimo de 0,8 mm para a espessura da parede metálica e um mínimo de 1,5 mm para a parede plástica para máxima eficiência.
Otimize elementos de design
No caso de cavidades e buracos, há outro aspecto importante a ser levado em consideração – a possibilidade de usiná-los em CNC. Por exemplo, em operações de fresamento final, a profundidade de corte que está sendo feita é geralmente limitada a três vezes o diâmetro da ferramenta. Assim é necessário definir e restringir o diâmetro destas feições às medidas apropriadas.
Selecione o software CAD adequado
Devido à difusão do CAD na indústria de manufatura, muitas opções de software estão disponíveis no mercado para a criação de protótipos em vários setores. Embora alguns softwares possam ser extremamente úteis. Também pode haver programas muito elaborados ou limitantes. Selecione o aplicativo CAD certo que atenda às especificações do seu setor. Por exemplo, aplicações usadas em engenharia mecânica, especialmente na conformação de chapas metálicas, podem não ser adequadas para desenhos arquitetônicos. Portanto, você deve obter o programa CAD correto que atenda às necessidades do seu protótipo.
Simplifique desenhos
CAD facilita a possibilidade de projetar protótipos em diferentes configurações. Para reduzir operações de usinagem desnecessárias, seus desenhos devem ser simples. Para peças complicadas, é possível dividir o desenho em duas partes que podem ser unidas uma vez usinadas para aumentar a clareza do desenho.
Considerações Finais
Protótipos CNC são ferramentas importantes na fabricação contemporânea. Eles economizam dinheiro e eliminam complicações antes do início do projeto final. Para a fase de prototipagem, os protótipos usinados em CNC são mais apropriados. Oferecem modelos rápidos e precisos para diversos usos.
Aplicando as informações deste artigo, você pode projetar protótipos de alta qualidade. Uma etapa envolve a utilização de dicas para otimizar o design CAD. Isto se aplica a, fabricação rápida, máquinas CNC simples, e tecnologia CNC avançada.
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Perguntas frequentes
1º trimestre: O que é usinagem de protótipo CNC?
A usinagem de protótipo CNC é uma forma de fabricação subtrativa em que as peças são fabricadas pela remoção de material de uma única peça de estoque usando máquinas controladas numericamente por computador., que fornecem alta precisão e consistência dimensional.
2º trimestre: Que tipo de materiais podem ser aplicados em protótipos CNC?
A usinagem CNC pode funcionar com muitos tipos diferentes de materiais. Por exemplo; metais (alumínio e aço) e plásticos (ABS e policarbonato), trazendo não apenas estética, mas também funcionalidade nos protótipos.
3º trimestre: Como a usinagem CNC permite alta precisão?
A usinagem CNC é caracterizada por movimentos precisos das ferramentas sobre a peça., que é definido por um projeto auxiliado por computador e pode permitir pequenas tolerâncias.
4º trimestre: Por que a usinagem de protótipos CNC é melhor do que a impressão 3D na fabricação de protótipos?
Comparado à impressão 3D, A usinagem CNC é mais rápida na produção e proporciona melhor seleção de materiais. Além disso, é mais preciso para peças de protótipo funcionais e confiáveis.
