Você já se perguntou qual processo é melhor para o seu projeto Die Casting Vs? Usinagem CNC? As pessoas muitas vezes ficam presas quando ambas as abordagens apresentam uma série de benefícios que as tornam atraentes. Escolher o método errado pode levar a atrasos, custos mais elevados e baixa qualidade do produto. Se você está enfrentando problemas sobre qual dos dois métodos será melhor para você, não se preocupe, pois este guia irá esclarecer a confusão para você.
Os principais fatores que definem a decisão entre fundição sob pressão e usinagem CNC são quantidade de produção, material e precisão. Embora a fundição sob pressão seja ideal para aplicações de alto volume, onde as peças são relativamente grandes e contêm formas complexas. A usinagem CNC é mais adequada para quantidades menores, formatos complexos e tolerâncias mais restritas. Isso o ajudará a determinar qual método é adequado para o seu projeto, uma vez que você aprenda o que ele exige.
Agora é hora de ampliar as informações sobre cada um desses processos. Nos próximos subtópicos, será feita uma comparação entre fundição sob pressão e usinagem CNC em aspectos como custo, velocidade e materiais disponíveis.
A fundição sob pressão envolve forçar o metal fundido a ser derramado em um molde, também conhecido como matriz. O molde geralmente é feito de aço e o processo é utilizado onde são desejadas peças com geometrias complexas e tolerâncias estreitas. A fundição sob pressão é aplicada principalmente em metais como alumínio, zinco, magnésio e suas ligas, bem como cobre. O processo permite a formação de peças metálicas complexas e precisas em um tempo relativamente curto; ideal para produção em massa.
Na fundição sob pressão, os moldes são geralmente feitos de material de alta resistência. O metal com o formato desejado é injetado com grande pressão na cavidade do molde. Onde esfria e endurece. Após o resfriamento do molde, a peça é liberada do molde por meio de limpeza de precisão de corte ou até mesmo outros processos.
A fundição sob pressão é famosa por seu curto tempo de ciclo. A utilização de moldes facilita a produção de peças em grandes quantidades, o que torna a produção mais rápida. O tempo geral do ciclo varia de alguns segundos a alguns minutos, dependendo da geometria da peça e do material usado.
O processo é barato quando usado para fabricar muitas peças ao mesmo tempo ou em grande capacidade de produção. No geral, o custo da fundição sob pressão é inferior ao custo de outros processos devido à redução do custo por unidade com o volume de produção. Uma vez criado o molde, as peças subsequentes são fabricadas com um custo adicional por peça relativamente baixo.
Além disso, a fundição sob pressão pode fabricar formas muito complicadas de peças que não podem ser facilmente fabricadas usando meios convencionais. Os recursos detalhados e designs intrincados podem ser obtidos com a espessura mais fina possível. Isso torna a fundição sob pressão adequada em indústrias como automobilística, eletrônica e aeronáutica, onde tais recursos são mais necessários.
Componentes feitos através de fundição sob pressão são normalmente caracterizados por acabamentos superficiais lisos e pequenas tolerâncias, necessitando, portanto, de pouco pós-processamento. Essa precisão e sutileza são úteis em muitas indústrias onde o produto final deve ser projetado de acordo com determinados padrões ou onde deve atender a determinados padrões de desempenho.
As peças fundidas sob pressão são um dos componentes mais populares devido às suas consideráveis características mecânicas, incluindo resistência e robustez. A pressão empregada na fundição melhora a densidade da microestrutura do material, conferindo ao produto final boa resistência e durabilidade contra desgaste e corrosão.
Este processo é adequado apenas para uma escolha específica de materiais; materiais não ferrosos são comumente preferidos, incluindo metais como alumínio, zinco e magnésio. Embora esses materiais sejam populares em diversas indústrias, a fundição sob pressão tem alguns limites, principalmente para metais com altas temperaturas de fusão, como aço ou titânio. Esta limitação pode tornar-se uma desvantagem em algumas aplicações onde tais materiais são necessários.
Primeiramente, a matriz (molde) é criada, uma vez que o desenvolvimento de peças complexas pode ser caro. O molde é normalmente formado por aço de alta resistência, possuindo assim uma faixa elevada para a configuração inicial. É por isso que a fundição sob pressão é relativamente cara para a produção em pequena escala, devido a esse gasto inicial. Mas quando a escala de produção está envolvida, o custo por unidade do produto reduz e torna-se acessível para grandes quantidades.
A fundição sob pressão está normalmente associada à produção de componentes com boa precisão e qualidade; no entanto, a tolerância fina é difícil de alcançar. Se a tolerância for extremamente precisa, outras operações poderão ser necessárias para aperfeiçoar a peça. Isto pode aumentar o custo total e o tempo de fabricação destes produtos, especialmente as peças pequenas e complexas.
Apesar da alta eficiência do processo de fundição sob pressão, o produto pode apresentar problemas como a porosidade das peças moldadas. Isso pode acontecer se um metal fundido não conseguir cobrir totalmente a cavidade do molde ou se houver ventilação insuficiente, insuficiente ou inadequada no molde. No entanto, esta questão não tem grande importância, mas afecta o desempenho e o padrão do produto acabado, especialmente em aplicações de alto desempenho.
Fazer alterações em projetos de peças em um molde normalmente é complicado e caro, uma vez que um molde tenha sido desenvolvido para esse projeto específico. Como a formação do molde ou a alteração do molde existente pode levar tempo e dinheiro, a fundição sob pressão é relativamente rígida em comparação com o processo de usinagem CNC, onde modificações podem ser feitas facilmente durante o processo de fabricação.
Usinagem CNC (Controle Numérico Computadorizado) refere-se a um processo de fabricação onde o movimento das ferramentas é comandado por programas de computador. Devido à sua flexibilidade, é comumente utilizado para produzir peças que requerem tamanhos e formatos específicos. Os aparelhos usados na usinagem CNC, como fresas, tornos, roteadores e retificadoras, são controlados por um programa de computador para transformar a matéria-prima em um produto compilado. Este processo pode acomodar uma ampla variedade de materiais, como metais, plásticos, madeira e compósitos.
A máquina CNC funciona controlando o movimento das ferramentas de corte em diversas direções, que incluem três, quatro ou cinco direções para furar, fresar, tornear ou retificar. O desenho da peça é em formato digital, normalmente um arquivo CAD é carregado na máquina CNC onde é interpretado pelo software CNC e os movimentos são criados e executados com precisão. Essa automação garante precisão e padronização de todo o processo produtivo.
As máquinas CNC podem operar com precisão de alguns mícrons (milésimos de mm) e, portanto, são adequadas para aplicações sensíveis à precisão, como aeroespacial, automobilística e aplicações médicas. Outra vantagem da usinagem CNC é que ela pode ser repetida diversas vezes e ainda assim o resultado será quase idêntico devido ao controle preciso do computador.
A usinagem CNC pode lidar com praticamente todos os tipos de materiais, pois é altamente capaz no que diz respeito aos materiais que utiliza. Ao contrário da fundição sob pressão, que tem uma limitação de materiais que podem ser usados, a usinagem CNC pode acomodar todos os tipos de materiais, como alumínio, aço, titânio, plásticos, compósitos e madeira. Esta propriedade o torna adequado para uso em diversas indústrias que necessitam de peças feitas de diferentes materiais, com diferentes características mecânicas e eficiência.
O CNC oferece alto rendimento e flexibilidade, principalmente no caso de alteração do projeto ou modificação do produto. Dependendo da programação do software das máquinas CNC, a customização pode ser feita facilmente sem solicitar novos moldes ou ferramentas. É por esta razão que a usinagem CNC é ideal para prototipagem, pequenas tiragens ou peças únicas, como costuma acontecer com produtos personalizados. É adequado para componentes que possuem características complicadas ou delicadas que podem ser difíceis de usinar ou muito caras por meio de fundição sob pressão.
A usinagem CNC oferece a capacidade de projetar formas complicadas e reentrâncias e saliências estreitas que podem ser impossíveis de implementar com alguns outros processos, como moldagem por injeção ou fundição sob pressão. Devido à configuração perfeita da usinagem CNC, o produto final pode atingir geometrias muito complexas, características como roscas, passagens internas e raios estreitos com grande grau de precisão.
Em comparação com a fundição sob pressão, que necessita de moldes caros para a produção de um grande número de peças, a usinagem CNC não necessita de ferramentas caras para cada peça. O maior investimento em usinagem CNC é o tempo consumido pela máquina CNC e o custo de mão de obra, mas uma vez criado o programa CNC, as peças podem ser fabricadas rapidamente e com pouco aumento de custo. Isso torna possível que a usinagem CNC seja mais barata para produção de pequenos e médios lotes ou onde as alterações de projeto são frequentes.
Comparando a usinagem CNC com a fundição sob pressão, o CNC é mais barato para produção em baixa e média escala; no entanto, não é tão rentável para a produção em massa. O custo por peça na usinagem CNC pode ser relativamente alto porque cada peça é usinada de forma diferente com alto tempo dedicado. Isto torna dispendiosa a produção de grandes volumes de componentes simples que podem ser produzidos por métodos de fundição sob pressão.
A fundição sob pressão é geralmente mais rápida que a usinagem CNC, no sentido de que esta última é mais apropriada para a fabricação de um grande número de peças. As máquinas CNC podem funcionar 24 horas por dia, 7 dias por semana, mas o processo de remoção ou criação de material, seja através de corte, perfuração ou fresagem, cada peça é revisada em cada ciclo, tornando-o mais lento do que os tempos de ciclo rápidos da fundição sob pressão. Em comparação com a fundição em areia, a fundição sob pressão é muito mais rápida, especialmente para fabricação de grandes volumes, onde há alto rendimento.
A razão é que a usinagem CNC é um processo de corte do material a partir de um bloco sólido (também conhecido como “fresamento” ou “corte”) que resulta em muito desperdício de material, especialmente na produção de formas complexas. A matéria-prima normalmente está na forma de grandes tarugos ou blocos e partes destes são cortados durante o processo. Isto pode levar a uma situação em que incorrem em custos de materiais, especialmente quando os materiais são caros, como titânio ou ligas de alto desempenho.
Embora a usinagem CNC possa criar peças muito precisas, o tamanho de uma peça pode ser afetado devido à capacidade limitada da máquina. Alguns dos seus componentes são maiores; isso pode incluir o uso de ferramentas especiais ou deve ser dividido em pequenas peças para torneamento, o que requer tempo e esforço extras. Esta limitação significa que a usinagem CNC pode não ser tão conveniente para projetos grandes/superdimensionados ou grandes/pesados como pode ser para outros métodos.
Cada ferramenta usada na usinagem CNC se desgasta com o tempo, principalmente ao cortar materiais resistentes ou ao fabricar muitas peças do mesmo produto. Este desgaste pode causar uma diminuição na precisão ou qualidade do desempenho da ferramenta e, portanto, necessidade de manutenção ou substituição da ferramenta. Quando se trata de peças de alta precisão, a nitidez e o desempenho da ferramenta podem ser um fator crítico de sucesso para alcançar alta qualidade.
Fundição sob pressão: Ligas de alumínio, zinco, magnésio e cobre são altamente utilizadas nesta técnica, mas também podem lidar com metais ferrosos. A seleção do material também é mais limitada do que na usinagem CNC, mas o material proporciona resistência e é leve.
Usinagem CNC: Muito mais diversificada, a usinagem CNC pode assumir uma ampla gama de materiais tão diversos como metais – alumínio, aço, titânio – plásticos, compósitos e até madeira. Por este motivo, a usinagem CNC pode ser aplicada em diversos campos e para usos específicos.
Fundição sob pressão: sustentável para produção em alto volume. Após a produção do molde, o tempo de ciclo pode ser minimizado em aproximadamente alguns segundos e é adequado para aplicações de alta taxa de produção. Em grandes volumes, o processo é excepcionalmente produtivo e entrega um produto uniforme em termos de quantidade, seja em milhares ou milhões de peças.
Usinagem CNC: Um pouco mais lenta que a fundição sob pressão, especialmente quando se trata de produção em massa. Isso é feito individualmente e dependendo da complexidade dessas peças, pode levar de vários minutos a horas por peça. É mais eficaz na produção de baixo a médio nível, onde os produtos são necessários em grandes quantidades, mas com variações e com um nível de perfeição muito elevado.
Fundição sob pressão: a precisão é compatível, mas pode fornecer apenas um nível médio de correção e detalhe em comparação com a usinagem CNC. É ideal para aplicações com formas complexas, mas pode não produzir um acabamento superficial tão liso quanto o exigido por algumas aplicações.
Usinagem CNC: Fornece melhor precisão e resolução para a peça de trabalho e pode conter dimensões/tamanhos muito pequenos e recursos finos. O CNC funciona melhor onde há necessidade de precisão, por exemplo, na indústria aeroespacial ou em outra parte médica onde o detalhe e a precisão são fundamentais.
Fundição sob pressão: Este processo é caro no início devido ao alto custo do molde, mas a taxa por peça é bastante baixa quando grandes quantidades de peças estão sendo fabricadas. Mais adequado para produção em larga escala, quando os custos estão distribuídos por um grande número de produtos.
Usinagem CNC: Não possui custos de molde, porém, o custo por peça costuma ser maior e isso se deve ao maior tempo de ciclo, principalmente para grandes tiragens. As vantagens da técnica são que ela é mais barata para a produção de pequenas e médias quantidades e para a produção de peças especializadas ou de protótipos, mas um pouco cara para a produção de grandes volumes. (mudou algumas palavras aqui também).
● Volume de produção: Onde os requisitos de produção são altos, a fundição sob pressão é mais barata, enquanto a usinagem CNC é mais adequada para execuções de produção moderadas.
● Requisitos de material: A usinagem CNC é versátil em termos de uso de material, enquanto a fundição sob pressão é fixada com uma determinada liga de material.
● Necessidades de precisão: A usinagem CNC é usada para aplicações que exigem alta precisão e detalhes finos, enquanto a fundição sob pressão é preferida para tolerâncias mais simples na produção em quantidade com uma variedade muito baixa de materiais utilizados.
● Produção em massa: Quando é necessária a produção em massa de diferentes peças com formatos complexos em um curto espaço de tempo e a um custo razoável. A fundição sob pressão é mais adequada em altas execuções de produção, onde o custo por peça é avaliado.
● Geometrias Complexas: Também é útil para fazer peças detalhadas e com formas complexas em um ritmo rápido, especialmente para produção de alto volume com eficiência e qualidade.
● Tiragens personalizadas ou pequenas: A usinagem CNC é adequada onde os requisitos de produção são pequenos a médios, onde apenas algumas amostras devem ser produzidas ou onde é provável que haja mudanças frequentes no projeto.
● Peças de alta precisão: Quando há detalhes finos que precisam ser adicionados ao interior da matriz, ou há linhas específicas que precisam ser adicionadas ao exterior da matriz, ou algumas formas que não podem ser criadas na fundição sob pressão porque do nível de precisão exigido.
A fundição sob pressão e a usinagem CNC são dois processos bastante diferentes, ambos com seus benefícios. A fundição sob pressão é mais adequada para alto volume de produção, ferramentas baratas e projetos complexos e, ao mesmo tempo, a usinagem CNC é boa para produção baixa a média, projetos complexos, peças de alta tolerância e precisão.
● Para produção em massa de alto volume com projetos complexos: Escolha fundição sob pressão.
● Para tiragens de produção pequenas e médias, peças personalizadas ou necessidades de alta precisão: opte pela usinagem CNC.
Então, no geral; é necessário definir os requisitos do seu projeto, incluindo capacidade de produção, material e tolerância. Um passo importante é comunicar-se com os fabricantes ou obter um orçamento para prosseguir. A seleção de um processo apropriado garantirá a excelência da produtividade e a acessibilidade do projeto.
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