Usinagem em miniatura, também chamada de microusinagem provou ser uma subdisciplina essencial da engenharia de produção, envolvendo componentes em miniatura precisos fabricação. Possui uma variedade de aplicações em vários setores envolvendo eletrônicos e dispositivos médicos. além disso, Técnicas de usinagem em miniatura se desenvolveram tremendamente. Este artigo explora diferentes aspectos da usinagem em miniatura, incluindo várias técnicas de usinagem, materiais, e aplicações de usinagem em miniatura, bem como seus problemas e fatores de preocupação.
O que é usinagem em miniatura?
Miniatura ou micro-máquina significa fabricar pequenas peças com dimensões medidas em milímetros e implementar processos sofisticados de usinagem. Esta usinagem requer alta precisão e precisão. além disso, É crucial para indústrias que usam seções complexas. A Micromachining usa ferramentas e máquinas que operam em escalas minuciosas, Ele usa a tecnologia de controle numérico de computador na maioria de seus processos. No entanto, é caracterizado por sua precisão, alto nível de detalhe, e produtos de tamanho razoável.
Processo completo de usinagem em miniatura
Miniatura ou micro -racha consiste em vários estágios, que foram desenvolvidos especificamente para criar pequenas peças precisas. Aqui está uma visão geral detalhada do processo completo de usinagem em miniatura:
1. Design e prototipagem
- Modelagem CAD: Começando pela criação de modelo CAD da parte real, que precisa ser fabricado. O modelo a seguir é desenvolvido corretamente com especificações, tamanhos, e tolerâncias incluídas adequadamente.
- Prototipagem: Um protótipo físico pode ser criado pela técnica de prototipagem rápida, ou seja. 3D impressão. Isso auxilia na verificação do design antes de realmente iniciar o processo de usinagem.
2. Seleção de Materiais
- Escolhendo o material certo: Auto-bombonia, dependendo da aplicação da parte em miniatura, Materiais adequados, ou seja. alumínio, aço inoxidável, plásticos, etc..
- Preparação de Materiais: A matéria -prima é adquirida para uso e qualificada para atender aos padrões necessários e processos esperados de usinagem.
3. Configuração de ferramentas
- Seleção de ferramentas: Escolher as ferramentas certas - Micro CNC Mills ou exercícios depende do material e o design da peça também é crítico.
- Configuração da máquina: As ferramentas adequadas para usinagem em miniatura são instaladas em uma máquina CNC para definir a velocidade certa, taxa de alimentação, e profundidade de corte.
4. Processo de usinagem
- Holding de trabalho: O material é perfeitamente protegido por um acessório ou torno na mesa para minimizar ou eliminar qualquer movimento durante o processo de usinagem.
- Usinagem CNC: As operações do CNC Micromachining são conduzidas por um programa de design para criar o produto desejado. Este processo pode envolver várias técnicas, Incluindo:
- Fresagem: Micro CNC Mill Cutting inclui escultura para adicionar ou alcançar certas características em recursos ou formas.
- Virando: Bonando o material para girar o cilindro ao ângulo necessário para cortar peças circulares.
- Perfuração: Perfuração conforme indicado no design.
- Usinagem por descarga elétrica (Música eletrônica): A forma do material a ser cortada é complexa ou ao cortar materiais difíceis.
- Monitoramento: Durante a usinagem, Os operadores estão sempre próximos, Observar cuidadosamente para alcançar os resultados certos.
5. Operações pós-formação
- Deburrendo: Inclui o processo de suavizar o acabamento da superfície do produto. Então, pode ser seguro e esteticamente agradável.
- Acabamento: Tratamentos de superfície artificiais como polimento, anodização, ou revestimento para fazer a superfície parecer boa e funcionar ainda melhor.
6. Controle de qualidade
- Inspeção: Técnicas de usinagem incluem instrumentos de medição de precisão, como pinças, e micrômetros. Então, Eles podem garantir que as peças atendam às tolerâncias e tamanhos necessários.
- Teste: Executando testes funcionais ou de estresse para determinar se a peça funciona bem.
7. Conjunto (se necessário)
- Integração de componentes: Em casos corporativos, Os componentes em miniatura podem ser montados com outros para formar uma parte final de uma determinada montagem.
- Adaptação em miniatura: Adaptando-o de uma maneira que ele precisa se tornar bem adequado e funcional dentro da linha de montagem.
Importância de tolerâncias rígidas na usinagem em miniatura/micro cnc
Aqui estão alguns aspectos importantes para entender como a tolerância rígida é significativa na usinagem em miniatura CNC.
- Funcionalidade: As tolerâncias são importantes porque, na maioria dos projetos.
- Controle de qualidade: Mantém a consistência entre parte para parte e correr interrompida, o que é particularmente importante em indústrias que precisam de alta precisão, ou seja. Aeroespacial e Médico.
- Intercambiabilidade: Porções devem ser intercambiáveis; Seguir um plano de tolerância significa que peças de diferentes corridas de produção se encaixam bem com outras pessoas.
- Redução de desperdício: Alta precisão ajuda a minimizar materiais de sucata. além disso, reduz efetivamente o custo e aumenta a produção.
- Melhorando o desempenho: Um alto grau de precisão na determinação da forma precisa dos componentes leva a um melhor desempenho, incluindo resistência ao desgaste e aumento da vida útil dos componentes.
Materiais compatíveis com usinagem em miniatura/ micro cnc
| Material | Densidade (g/cm³) | Dureza (Rockwell) | Aplicações Típicas |
| Ligas de alumínio | 2.7 | B70-80 | Componentes aeroespaciais, Capinhas eletrônicas |
| Aço inoxidável | 7.9 | B80-90 | Dispositivos médicos, fixadores, engrenagens pequenas |
| Ligas de titânio | 4.5 | B30-35 | Peças aeroespaciais, implantes, componentes de alto desempenho |
| Plásticos (por exemplo., Delrin, PTFE) | 1.4-2.0 | R80-90 | Engrenagens, rolamentos, alojamentos, isolamento |
| Cobre | 8.9 | B60-65 | Conectores elétricos, trocadores de calor |
| Latão | 8.5 | B60-70 | Válvulas, acessórios, peças decorativas |
| Aço carbono | 7.8 | C25-40 | Ferramentas, componentes automotivos |
| Nylon cheio de vidro | 1.4-1.5 | R80-90 | Componentes estruturais, peças resistentes ao desgaste |
| Cerâmica | 3.0-3.5 | H60-70 | Ferramentas de corte, isoladores |
| Ligas de magnésio | 1.8 | B60-70 | Peças aeroespaciais, componentes automotivos |
Diferentes técnicas usadas na usinagem em miniatura
Então, Vamos discutir as diferentes técnicas usadas na micromachinagem：
1. Fresagem CNC
Fresamento CNC usa ferramentas de corte para mover ou descascar e fornece contornos geométricos complexos de peças. O design do cortador é altamente preciso e pode ser usado para inúmeras aplicações, ou seja. moagem facial e de contorno. O problema com tolerâncias apertadas, especialmente em pequenas peças usinadas, é a essência altamente processual da criação das máquinas e da programação.
2. Torneamento CNC
Torneamento CNC Cria formas de giro de peças cilíndricas através da rotação da peça de trabalho no torno. Aqui as ferramentas não giram para remover o material e ter um bom desempenho ao criar formas de simetria, fornecendo planícies extremamente precisas e polidas. No entanto, sua aplicação é restrita à forma geométrica.
3. Usinagem por descarga elétrica
Música eletrônica Remove o material através de faíscas elétricas, portanto, adequado para o trabalho em formas difíceis em materiais difíceis, ou seja. Aço e titânio. Este método é particularmente bom para projetar moldes e matrizes. No entanto, É um processo demorado que pode levar muito mais tempo para configurar em comparação com outras técnicas.
4. Corte e gravura a laser
A técnica de corte a laser concentra feixes de laser para cortar ou gravar os materiais em projetos muito próximos. É melhor para pratos finos, mas não é bom para aqueles grossos ou onde muito material precisa ser cortado.
5. Micro-usinagem
Micro-usinagem é um processo de abreviação, fraturado, ou dimensões de componentes reduzidas em uma escala abaixo de 1 mm. Esses trabalhos envolvem pequenas ferramentas para fabricar um pequeno recurso, o que é muito útil na fabricação de instrumentos médicos. No entanto, É limitado pelo fato de que são necessárias ferramentas e equipamentos mais avançados devido às longas horas de usinagem.
6. Corte de jato de água
O corte de jato de água emprega água de alta pressão com partículas de granada para cortar peças de trabalho com pouco calor. É adequado para formas complexas, mas não tão precisa quanto o corte a laser, e geralmente, O material precisa de mais tratamento.
7. 3Impressão D
Na impressão 3D, Novas peças são adicionadas à fabricação e permitem prototipagem rápida de geometrias complexas. Há uma variedade de materiais que ele suporta, mas às vezes pode exigir pós-processamento para atingir a precisão particular.
8. EDM afundando
EDM de naufrágio aplica eletrodos em forma de depressão e contornos internos em materiais difíceis. Fornece grande precisão para a fabricação de moldes, mas pode demorar muito tempo, e deve ser preparado meticulosamente.
Fatores -chave a serem considerados essenciais para usinagem em miniatura
Vamos discutir alguns fatores -chave a serem considerados para usinagem em miniatura:
- Velocidade: Portanto, é essencial equilibrar a velocidade do eixo para obter alta precisão e evitar a deformação térmica da peça de trabalho.
- Taxa de alimentação: As taxas de alimentação corretas permitem que o material seja usinado da maneira correta com menos ou nenhum efeito na peça de trabalho.
- Seleção de ferramentas: É importante selecionar a ferramenta correta, ou seja. Micro CNC Mills ou exercícios. Eles afetam bastante a operação de usinagem de microprecisão.
- Uso do líquido de arrefecimento: O líquido de arrefecimento correto auxilia no controle do calor e aprimora a durabilidade da ferramenta durante a usinagem.
- Calibração da máquina: Este processo requer a calibração CNC mais frequente para obter a usinagem de peças adequadas de diferentes tamanhos de miniatura.
Prós e contras da usinagem em miniatura/ micro precisão
A seguir estão os prós e contras da usinagem em miniatura：
Vantagens:
- Alta Precisão: A fabricação de mofo é possível com designs delicados com pequenas folgas e alta precisão.
- Escalabilidade: É fácil ampliar a produção de pequena e larga escala em larga escala.
- Versatilidade: Pode ser usado em praticamente qualquer material e em quase todas as situações.
- Resíduos reduzidos: Redução da quantidade de resíduos implica melhores custos e pegada ambiental material.
- Recursos de automação: Essa tecnologia pode ser acoplada a um computador para automatizar a fabricação, tocando em mais linhas de produção.
Limitações:
- Custos iniciais mais altos: Equipamentos e ferramentas sofisticados, em geral, ter um alto custo.
- Configuração complexa: Ele precisa de uma configuração especial e pode demorar um pouco para ser configurado.
- Limitações materiais: Alguns materiais podem ser desafiadores para a máquina ao adotar o princípio da miniaturização.
- Requisitos de habilidade: Indivíduos proficientes operam e supervisionam operações de fabricação de miniaturização com proficiência.
Aplicações de usinagem em miniatura
Vamos ter uma visão geral das aplicações comuns de usinagem em miniatura：
- Dispositivos médicos: A produção de pequenas peças para equipamentos cirúrgicos, implantes ortopédicos, e equipamentos de diagnóstico.
- Aeroespacial: Empregado na fabricação de leve, Aplicações de alta resistência para aeronaves e naves espaciais.
- Eletrônicos: Fabricação de conectores eletromagnéticos miniaturizados, circuitos impressos, e peças para bens de comunicação móvel.
- Automotivo: A produção de componentes precisos usados na fabricação de motores e componentes eletrônicos em veículos.
- Robótica: Miniatura & Peças micromecânicas usadas em robôs & sistemas automatizados.
Conclusão
Para concluir, A usinagem em miniatura ou a micro-máquina é um subsetor significativo do setor manufatureiro, pois permite a criação de pequenos, porém altamente complexos,. Esses produtos podem ser necessários em várias indústrias de alta tecnologia e abriram novos potenciais para aumentar a escala de benefícios derivados da usinagem em miniatura. Isso ocorre porque as indústrias continuam a se desenvolver. Então, Será uma área vital para muitos fabricantes que desejam obter domínio na fabricação de precisão.
perguntas frequentes
1º trimestre. Que tipos de peças a usinagem em miniatura geralmente produz?
A micro -racha é geralmente feita em partes de tamanhos na faixa de milímetro e, na maioria dos casos, menos de 5 mm.
2º trimestre. Quais indústrias fazem usinagem minúscula de maneira mais eficaz?
Indústrias de precisão, incluindo dispositivos médicos, aeroespacial, eletrônicos, automotivo, e robótica usam usinagem em miniatura de suas partes.
3º trimestre. O que define o micro CNC diferente do CNC convencional normal ou usinagem?
Micro CNC Turning concentra -se na fabricação menor, mais fino, e componentes mais complicados com maior precisão de usinagem e precisão que precisam de ferramentas e métodos específicos.
4º trimestre. Quais materiais estão sendo usados na mini-fazenda?
Materiais comumente usados são de alumínio e suas ligas, aço inoxidável, titânio, ligas, plásticos, e cobre.
Q5. Quais são as dificuldades da miniatura?
As preocupações são; precisão, condição da ferramenta, configurar, e materiais e ferramentas.
Q6. Se a usinagem em miniatura pode ser automatizada?
Sim, É comum fazer com que a usinagem em miniatura seja controlada através da tecnologia CNC, isso ajuda a melhorar a eficiência e a precisão.
Q7. Onde as tolerâncias se encaixam no contexto da usinagem em miniatura?
Minimizar as variações é fundamental na usinagem em miniatura, porque as peças devem funcionar como projetadas e se encaixam com as outras peças em montagens.
