Diferenças de fresamento e furação em CNC

No domínio da fabricação moderna, a usinagem por Controle Numérico Computadorizado (CNC) revolucionou a forma como peças complexas são fabricadas. Dois processos fundamentais na usinagem CNC são o fresamento e a furação, cada um servindo a propósitos distintos com características únicas. Este artigo se aprofunda nas nuances do fresamento CNC e da perfuração CNC, destacando suas diferenças, aplicações, seleção de ferramentas e vantagens.

O que é fresamento CNC?

O fresamento CNC é um processo de usinagem de precisão que utiliza fresas rotativas para remover material de uma peça, produzindo o formato desejado. Esta técnica de fabricação subtrativa é amplamente utilizada para criar peças complexas com alta precisão e tolerâncias restritas.

As fresadoras utilizam uma ferramenta de corte multiponto que gira em torno de um eixo. Ao mesmo tempo, a peça é fixada em uma plataforma que se move ao longo de vários eixos para atingir as dimensões desejadas.

Tipos de operações de fresagem

As operações de fresagem são classificadas em vários tipos, cada um atendendo a resultados específicos. Alguns tipos comuns incluem:

● Fresamento facial.

● Fresagem Periférica.

● Fresamento final.

● Fresamento de ranhuras.

● Fresamento em mergulho.

Usos da fresagem CNC

O fresamento CNC é um processo de usinagem versátil com aplicações em vários setores:

● Aeroespacial: A fresagem CNC é essencial para criar componentes complexos usados em aeronaves e naves espaciais, garantindo precisão e confiabilidade em peças críticas.

● Automotivo: A indústria automotiva depende da fresagem CNC para fabricar componentes de motores, peças de transmissão e moldes complexos para carrocerias de veículos.

● Médico: Na área médica, a fresagem CNC é empregada para fabricar implantes médicos, instrumentos cirúrgicos e dispositivos com geometrias complexas para melhorar o atendimento ao paciente.

● Eletrônicos: A fresagem CNC é vital na produção de placas de circuito impresso (PCBs) e componentes eletrônicos, permitindo projetos precisos e conexões confiáveis.

● Prototipagem: A prototipagem rápida se beneficia do fresamento CNC, permitindo que os projetistas criem rapidamente protótipos precisos para teste e validação antes da produção em massa.

● Fabricação de moldes: A fresagem CNC é utilizada na criação de moldes para moldagem por injeção, fundição sob pressão e outros processos de fabricação, garantindo alta precisão e reprodutibilidade.

● Peças de precisão: As indústrias que exigem componentes com tolerâncias restritas, como relojoaria e ótica, confiam na fresagem CNC para obter formas complexas e dimensões precisas.

● Fabricação personalizada: A fresagem CNC atende à produção de peças personalizadas e projetos únicos, atendendo a requisitos específicos sem exigir grandes mudanças de ferramentas.

● Modelos Arquitetônicos: Arquitetos e designers usam fresagem CNC para criar modelos e protótipos arquitetônicos detalhados, apresentando recursos de design complexos.

● Bens de consumo: A produção de bens de consumo, de eletrodomésticos a eletrônicos, se beneficia da fresagem CNC para a criação de componentes esteticamente agradáveis e funcionais.

● Fabricação de joias: Na indústria joalheira, a fresagem CNC ajuda a produzir peças de joalheria complexas e detalhadas com precisão e excelente acabamento.

O que é perfuração CNC?

A perfuração CNC, por outro lado, é um processo de usinagem que envolve a criação de furos cilíndricos em uma peça usando uma broca rotativa. Ao contrário do fresamento, a furação é uma operação de corte de ponto único que se concentra na criação de furos com diâmetro e profundidade precisos. A peça permanece estacionária enquanto a broca entra em contato, penetrando no material para criar furos.

Tipos de técnicas de perfuração 

As técnicas de perfuração podem ser categorizadas com base no método e na finalidade. Alguns tipos de perfuração incluem:

● Perfuração por torção.

● Perfuração de armas.

● Rebaixamento.

● Escareamento.

Usos da perfuração CNC

A furação CNC desempenha um papel fundamental em vários setores onde os furos de precisão são essenciais:

● Placas de Circuito Impresso (PCB): Na fabricação de eletrônicos, a perfuração CNC cria os furos necessários para componentes e conexões em PCBs, garantindo alinhamento preciso e conexões elétricas confiáveis.

● Componentes Aeroespaciais: A indústria aeroespacial depende da perfuração CNC para produzir furos em componentes como pás de turbinas, estruturas de aeronaves e peças estruturais com especificações exatas de segurança e desempenho.

● Conjuntos Mecânicos: Os sistemas e montagens mecânicas exigem furos perfurados com precisão para alinhamento, montagem e funcionalidade adequados, tornando a perfuração CNC indispensável.

● Fabricação automotiva: A furação CNC é utilizada no setor automotivo para criar furos para parafusos, fixadores e componentes diversos, garantindo integridade estrutural e segurança.

● Indústria de Petróleo e Gás: Em poços de petróleo, a perfuração CNC é crucial para criar furos precisos em revestimentos e equipamentos de poços, facilitando a extração de recursos e a manutenção do poço.

● Dispositivos médicos: Equipamentos e dispositivos médicos exigem furos precisos para recursos como caminhos de tubulação, conectores e pontos de montagem, garantindo a funcionalidade adequada.

● Construção: Na construção, a furação CNC é utilizada para criar furos em materiais de construção como concreto, aço e madeira, auxiliandoem integridade estrutural e instalação de utilidades.

● Fabricação de joias: Furos de precisão são essenciais na fabricação de joias para inserir pedras preciosas, criar fechos e adicionar designs complexos a várias peças de joalheria.

● Processos de fabricação: A perfuração CNC é uma etapa crítica em muitos processos de fabricação, incluindo estampagem, forjamento e extrusão, onde furos perfurados com precisão permitem operações eficientes.

● Instalações elétricas: A perfuração CNC cria furos para conduítes, fios e componentes elétricos em instalações comerciais e residenciais.

● Encanamento e tubulações: Em sistemas de encanamento e tubulações, a perfuração CNC é essencial para criar furos em tubos, acessórios e acessórios para fluxo e conexões de fluidos adequados.

A diferença entre fresamento CNC e perfuração CNC

Flexibilidade

Uma das principais distinções entre fresamento e furação CNC reside em sua flexibilidade. O fresamento é altamente versátil e capaz de produzir vários formatos e características em uma peça. Ele pode realizar operações como fresamento de face, contorno e rosqueamento.

Essa versatilidade decorre dos movimentos multieixos das fresadoras que permitem a realização de padrões complexos. Por outro lado, a furação é especializada na criação de furos e carece da versatilidade do fresamento quanto à variedade de operações que pode executar.

Remoção de chips

Durante a usinagem, a remoção de cavacos ou cavacos é uma consideração crítica. No fresamento, os cavacos são gerados à medida que a ferramenta de corte engata na peça de trabalho, e o escoamento eficaz dos cavacos é necessário para evitar danos à ferramenta e defeitos superficiais. As fresadoras geralmente empregam transportadores de cavacos e sistemas de refrigeração para facilitar a remoção de cavacos.

Na perfuração, os cavacos são normalmente produzidos como bobinas, tornando sua remoção comparativamente menos complexa. A natureza espiral ou helicoidal dos cavacos produzidos durante a perfuração auxilia na evacuação do furo.

Máquinas

As operações de fresagem e furação são realizadas em máquinas distintas. As fresadoras CNC possuem recursos multieixos que permitem movimentos intrincados da peça, permitindo geometrias complexas. Essas máquinas vêm em diversas configurações, como fresamento vertical e horizontal.

Fresadoras verticais são adequadas para aplicações que exigem operações de fresamento de topo e de faceamento, enquanto as fresadoras horizontais são ideais para tarefas pesadas de corte e operações de fresamento de múltiplos lados. Por outro lado, Máquinas de perfuração CNC são projetados especificamente para a criação de furos e não possuem os movimentos multieixos das fresadoras.

Trajetória de movimento da operação de corte

O caminho do movimento da operação de corte difere significativamente entre fresamento e furação. No fresamento, a ferramenta de corte gira em torno de seu eixo enquanto se move simultaneamente ao longo de vários eixos para moldar a peça. Isso resulta em padrões e formas intrincadas esculpidas no material. Sua configuração multieixo permite movimentos complexos e fluidos de fresadoras.

Por outro lado, a perfuração envolve um movimento axial direto da broca na peça de trabalho para criar furos. Este movimento axial é comparativamente mais simples e é suficiente para operações de furação.

Posição da peça de trabalho

A orientação da peça também diferencia o fresamento da furação. As fresadoras podem segurar a peça em vários ângulos, facilitando a criação de superfícies inclinadas e contornos intrincados. Esse recurso é particularmente útil para aplicações onde são necessárias geometrias tridimensionais complexas.

Os movimentos multieixos das fresadoras permitem que a ferramenta se aproxime da peça de vários ângulos, dando origem a diversos formatos. Na furação, a peça geralmente é mantida em uma posição fixa, permitindo a criação consistente de furos. A peça estacionária simplifica o processo de configuração e garante um posicionamento consistente dos furos.

Seleção de ferramentas para fresamento CNC e furação CNC

A seleção de ferramentas de corte para fresamento CNC e furação CNC é fundamental para obter operações de usinagem precisas e eficientes. Essas ferramentas determinam a qualidade do produto final e a eficácia geral do processo de fabricação.

Neste contexto, é essencial compreender as distinções entre os vários tipos de ferramentas. Duas categorias principais de ferramentas de corte, cada uma com características distintascaracterísticas e aplicações, são duplos e multiponto. Esta tabela fornece uma visão geral desses tipos de ferramentas, esclarecendo seus recursos e as operações para as quais são mais adequadas.

A seleção de ferramentas de corte para fresamento e furação CNC depende das tarefas específicas de usinagem e dos materiais envolvidos. Aqui está um detalhamento da seleção de ferramentas para cada processo:

Seleção de ferramentas para fresamento CNC

A fresagem CNC abrange uma variedade de operações, cada uma exigindo ferramentas específicas. Ferramentas de corte multiponto são comumente usadas para tarefas de fresamento devido à sua versatilidade e capacidade de moldar recursos complexos:

● Fresas de topo: As fresas de topo são ferramentas versáteis com arestas de corte na parte inferior e nas laterais. Eles são usados para tarefas como fresamento de perfis, abertura de canais e contorno, e estão disponíveis em vários formatos e tamanhos para diferentes aplicações.

● Fresas de face: As fresas de facear possuem arestas de corte na face da ferramenta. Eles se destacam na produção de superfícies planas e são frequentemente usados para operações de faceamento e fresamento de bolsões rasos.

● Cortadores de ponta esférica: Os cortadores de ponta esférica têm ponta arredondada e são usados para criar superfícies curvas, contornos 3D e esculpir formas complexas.

● Moinhos de casca: As fresas shell possuem arestas de corte na periferia e são adequadas para profundidades de corte maiores e tarefas de usinagem mais pesadas.

Seleção de ferramentas para perfuração CNC:

A perfuração CNC concentra-se principalmente na criação de furos com precisão. Diferentes brocas são usadas para obter características específicas do furo:

● Brocas de torção: As brocas helicoidais são o tipo mais comum de broca, apresentando canais em espiral para evacuação de cavacos. Eles vêm em vários tamanhos e ângulos de ponta para diferentes materiais e diâmetros de furo.

● Exercícios Centrais: As brocas centrais criam furos centrais precisos que atuam como pontos de partida para operações de perfuração subsequentes, garantindo o posicionamento preciso dos furos.

● Exercícios pontuais: As brocas pontuais criam reentrâncias rasas na peça de trabalho para guiar a broca, aumentando a precisão na colocação do furo.

● Cabeças de perfuração indexáveis: Cabeças de perfuração intercambiáveis são usadas para diâmetros de furo e profundidades de perfuração maiores. Eles consistem em insertos substituíveis, permitindo uma manutenção econômica.

● Exercícios de arma: As brocas canhão são ferramentas especializadas para perfuração profunda, frequentemente usadas em indústrias como automotiva e aeroespacial para criar furos profundos e precisos.

A escolha da ferramenta depende de fatores como tipo de material, diâmetro do furo, profundidade do furo, acabamento superficial necessário e velocidade de usinagem. Os operadores CNC consideram esses fatores para selecionar a ferramenta mais apropriada para alcançar o resultado de usinagem desejado em termos de precisão, eficiência e qualidade.

Prós e contras da fresagem e perfuração CNC

Aqui estão as vantagens e desvantagens de empregar ambas as operações:

Fresagem CNC

Vantagens:

● Versatilidade e corte de formas complexas: A fresagem CNC oferece a vantagem de cortar com eficiência formas complexas e complexas com precisão devido à sua capacidade de movimento multieixos.

● Repetibilidade e produção em lote: A fresagem CNC permite a produção de múltiplas peças idênticas a partir de um único projeto, garantindo excelente repetibilidade na produção em massa.

● Eficiência de Trabalho e Produtividade: Sendo controlada numericamente por computador, a fresagem CNC reduz os custos de mão de obra e aumenta a produtividade ao automatizar os processos de usinagem.

Desvantagens:

● Alto investimento inicial: A despesa de aquisição e instalação de máquinas de fresagem CNC é considerável, tornando-se um investimento inicial substancial.

● Requisito de habilidade: A operação de fresadoras CNC exige pessoal altamente treinado devido à sua complexidade, aumentando os custos operacionais.

● Custos de reparo e tempo de inatividade: Em caso de avarias, a reparação de fresadoras CNC pode ser cara e demorada, afetando os cronogramas de produção.

Perfuração CNC

Vantagens:

● Precisão e repetição: A perfuração CNC oferece precisão e repetibilidade excepcionais na criação de furos, garantindo qualidade consistente em várias peças.

● Velocidade e Precisão em Estruturas Complexas: É excelente na perfuração rápida e com a máxima precisão, mesmo em estruturas complexas, aumentando assim a produtividade.

● Adequação para produção de baixo volume: Devido ao seu design leve e capacidade eficiente de fazer furos, a furação CNC é vantajosa para cenários de produção de baixo volume.

Desvantagens:

● Reparo e manutenção complexos: Reparar e manter equipamentos de perfuração CNC pode ser complicado e caro, impactando as despesas operacionais gerais.

● Corte limitadoMovimento: O movimento de corte da furação CNC concentra-se principalmente na criação de furos, limitando sua aplicação a tarefas além das operações de furação.

● Falta de versatilidade: Não é possível criar formas ou contornos complexos.

Conclusão

No mundo da usinagem CNC, tanto o fresamento quanto a furação são técnicas indispensáveis, cada uma servindo a propósitos específicos. Embora o fresamento seja excelente em modelagem e detalhes complexos, a furação é vital para criar furos. A compreensão de suas diferenças e aplicações permite que os fabricantes escolham a técnica certa para obter os melhores resultados.