A usinagem CNC de 5 eixos representa um paradigma técnico para fabricação de precisão. Ele leva os processos de usinagem tradicionais para o próximo nível, aumentando a complexidade do projeto e melhorando a eficácia do processo. O artigo é sobre usinagem CNC de 5 eixos e suas consequências – algumas das quais podem surpreendê-lo.
Sumário:
1. Compreendendo a usinagem CNC de 5 eixos
2. Vantagens da usinagem CNC de 5 eixos
3. Aplicações em diversas indústrias
4. Especificações técnicas e capacidades
5. Escolhendo a máquina CNC de 5 eixos certa
Compreendendo a usinagem CNC de 5 eixos
A usinagem CNC de 5 eixos, ou usinagem de cinco eixos, é o controle numérico computadorizado (CNC) de uma máquina-ferramenta que se move ao longo de cinco eixos diferentes (X, Y, Z, A e B) simultaneamente. Ao contrário da usinagem de três eixos, onde a peça é posicionada ao longo dos três eixos X, Y e Z, no caso de máquinas de 5 eixos estes eixos são complementados por dois movimentos rotacionais ao longo dos eixos A e B. A ferramenta pode aproximar-se da peça a partir de qualquer direção, possibilitando a produção de formas complexas em uma única configuração.
Os eixos extras permitem um posicionamento preciso e reduzem a necessidade de configurações separadas e reposicionamento manual, o que é especialmente útil para peças e componentes que necessitam de tolerâncias finas e acabamento superficial.
Os fabricantes que desejam aproveitar todo o potencial da usinagem CNC de 5 eixos, portanto, precisam compreender alguns fundamentos, como otimizar os caminhos da ferramenta no software e nos sistemas de controle, melhorar a eficiência do corte e minimizar erros para poder entregar aos seus clientes .
Vantagens da usinagem CNC de 5 eixos
A usinagem CNC de 5 eixos fornece peças com geometrias complexas que, em última análise, levam a produtos superiores, especialmente quando a precisão é fundamental e as tolerâncias são restritas. Ao mover a ferramenta de corte ao longo de cinco eixos diferentes simultaneamente, a usinagem de 5 eixos pode obter detalhes e acabamentos muito complexos que simplesmente não seriam possíveis de outra forma. É por esta razão que a indústria aeroespacial, a indústria automóvel e os fabricantes de dispositivos médicos – todos os setores que necessitam de componentes e materiais críticos – exigem a utilização do processo de 5 eixos. A usinagem de 5 eixos é especialmente adequada para peças que exigem tolerâncias restritas e acabamentos superficiais exatos.
Uma grande vantagem é a redução do tempo de configuração e menos equipamentos. A fresagem de 3 eixos pode exigir várias configurações para um único formato de componente, exigindo mais tempo de produção e aumentando os custos com equipamentos e pessoal. As máquinas de 5 eixos muitas vezes podem realizar diversas operações em configurações únicas, aumentando a produtividade e reduzindo o tempo de produção.
Além disso, a usinagem CNC de 5 eixos também otimiza o posicionamento da ferramenta, reduzindo as forças de corte. Isto não só auxilia no bom funcionamento da máquina, mas também prolonga a vida útil das ferramentas de corte, uma vez que as forças são minimizadas durante processos específicos de posicionamento da ferramenta. A usinagem CNC de 5 eixos também aumenta a vida útil e a eficiência da ferramenta, diminuindo o alcance da ferramenta. O sobrealcance ocorre quando a ferramenta se afasta de seu ponto preciso de contato com a peça de trabalho, criando um deslocamento maior do que o necessário. Isto reduz a longevidade da ferramenta, pois é utilizada mais energia para completar o corte.
Aplicações em vários setores
Devido à sua versatilidade, a usinagem CNC de 5 eixos é utilizada em uma ampla variedade de indústrias, desde a aeroespacial, onde é utilizada para produzir peças com alto padrão de segurança e desempenho, como pás de turbinas, peças estruturais de aeronaves e componentes complexos de motores, até outros setores industriais.
Na indústria automotiva, componentes como blocos de motor, caixas de câmbio e peças de carroceria menos óbvias, porém mais complexas, são produzidos usando processos de usinagem de cinco eixos. Isto permite a produção de peças leves mas resistentes, que por sua vez melhoram o desempenho e a eficiência dos veículos, bem como permitem peças personalizadas em desportos motorizados e prototipagem de novos designs.
A usinagem CNC de 5 eixos também é benéfica para a indústria de dispositivos médicos. Instrumentos cirúrgicos, implantes e próteses são produzidos com tecnologia de 5 eixos. Isso ocorre porque a usinagem de tais componentes requer alta precisão e exatidão para garantir a qualidade do produto e a confiabilidade do paciente.
Especificações técnicas e capacidades
As máquinas CNC de 5 eixos possuem diversas especificações técnicas diferentes que são importantes a serem consideradas para diferentes tipos de fabricação. Essas especificações incluem o tamanho do envelope de trabalho, a velocidade do fuso e os tipos de porta-ferramentas. O envelope de trabalho especifica o maior tamanho da peça que pode ser usinada, enquanto a velocidade do fuso também influencia a velocidade de corte e o acabamento superficial.
Este sistema de controle avançado (como na Figura 2 acima) é vital para a usinagem de 5 eixos, com software avançado usado para rastrear caminhos de ferramentas em tempo real e para corrigir quebras ou erros de caminho de ferramentas. Outros recursos avançados, como detectores de colisão e trocadores automáticos de ferramentas, melhoram ainda mais a eficiência e a segurança da usinagem de peças de 5 eixos.
Com uma máquina CNC de 5 eixos, as peças podem ser fabricadas a partir de uma grande variedade de materiais: alumínio, titânio, aço inoxidável, plásticos, compósitos – tudo o que o projeto exigir.
Escolhendo a máquina CNC de 5 eixos certa
Como você pode imaginar, existem diferentes tipos de usinagem CNC de 5 eixos. A escolha da empresa compradora depende em parte do que é necessário para o processo de produção específico, mas também é preciso dar atenção especial à precisão da máquina. Uma empresa de manufatura deve avaliar os seguintes recursos para selecionar a máquina CNC de 5 eixos correta: configuração do eixo, potência do fuso e recursos do sistema de controle.
Há também questões em relação à “ergonomia”, que é a forma como a máquina funciona de forma interativa, incluindo a facilidade de uso do software, a compatibilidade de dados e ferramentas, e a capacidade de ser integrada e controlada por outros sistemas, especialmente CAD/ CAM. Por fim, considere o suporte e a manutenção oferecidos pelo fabricante da máquina.
O segundo fator chave é o custo. Embora as máquinas CNC de 5 eixos envolvam um investimento de capital considerável, o aumento da eficiência e a melhoria da qualidade do produto podem ajudar a cobrir o investimento inicial. Os fabricantes fariam bem em calcular o retorno do investimento observando fatores como tempos de configuração reduzidos, aumento da vida útil da ferramenta e melhoria da capacidade.
Conclusão
A usinagem CNC de 5 eixos é uma tecnologia de fabricação valiosa que permite precisão e eficiência na produção de peças complexas. Conhecendo os benefícios da tecnologia, as aplicações, as especificações técnicas e os fatores que precisam ser considerados na escolha, os fabricantes podem aproveitar a tecnologia para melhorar as operações e atender às necessidades das indústrias modernas.
