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Os serviços de usinagem personalizada CNC (Controle Numérico Computadorizado) desempenham um papel crucial na indústria 3C (Computadores, Comunicações e Eletrônicos de Consumo).
Serviços de usinagem personalizada CNC (Controle Numérico Computadorizado)
3C I indústria
Aqui estão algumas aplicações específicas de usinagem CNC personalizada em eletrônica 3C:
1 Prototipagem e Desenvolvimento de Produto : A usinagem CNC é amplamente utilizada na fase de prototipagem da eletrônica 3C. Ele permite a criação de componentes precisos e personalizados, facilitando a prototipagem rápida e melhorias iterativas no design antes da produção em massa.
2 Invólucros e gabinetes personalizados: A usinagem CNC permite a produção de carcaças, invólucros e invólucros complexos e projetados com precisão para dispositivos eletrônicos. Estas carcaças podem ser feitas sob medida para se adaptarem a componentes específicos, garantindo funcionalidade e estética ideais.
3. Placas de circuito impresso (PCBs): A usinagem CNC é usada para criar PCBs com alta precisão. As fresadoras e furadeiras CNC podem fabricar projetos complexos de PCB, garantindo o posicionamento preciso de furos, traços e componentes.
4. Dissipadores de calor e sistemas de resfriamento: Em dispositivos eletrônicos, o gerenciamento do calor é crucial para desempenho e longevidade ideais. A usinagem CNC ajuda a criar dissipadores de calor e sistemas de resfriamento complexos com designs especializados para dissipar o calor de maneira eficaz.
5. Conectores e Adaptadores: A usinagem CNC personalizada produz conectores, adaptadores e componentes especializados que facilitam a conectividade em dispositivos eletrônicos. Esses componentes podem ser adaptados para atender aos requisitos específicos do dispositivo.
6. Interfaces de botão e controle: A usinagem CNC permite a criação de botões, botões e interfaces de controle precisos e personalizados para dispositivos eletrônicos. Isso garante design ergonômico e funcionalidade.
O sucesso ou fracasso das operações aeroespaciais depende da exatidão, precisão e qualidade dos componentes utilizados. Por esta razão, as empresas aeroespaciais utilizam técnicas e processos de fabricação avançados para garantir que seus componentes atendam plenamente às suas necessidades. Embora novos métodos de fabricação, como a impressão 3D, estejam ganhando popularidade rapidamente na indústria, os métodos tradicionais de fabricação, como a usinagem, continuam a desempenhar um papel fundamental na produção de peças e produtos para aplicações aeroespaciais. Tais como melhores programas CAM, máquinas-ferramentas específicas para aplicações, materiais e revestimentos aprimorados e melhor controle de cavacos e amortecimento de vibrações - mudaram significativamente a maneira como as empresas aeroespaciais fabricam componentes aeroespaciais críticos. Contudo, apenas equipamentos sofisticados não são suficientes. Os fabricantes devem ter experiência para superar os desafios de processamento de materiais da indústria aeroespacial.
Requisitos de materiais
A fabricação de peças aeroespaciais requer primeiro requisitos específicos de materiais. Essas peças normalmente exigem alta resistência, baixa densidade, alta estabilidade térmica e resistência à corrosão para lidar com condições operacionais extremas.
Materiais aeroespaciais comuns incluem:
1. Liga de alumínio de alta resistência
Ligas de alumínio de alta resistência são ideais para peças estruturais de aeronaves devido ao seu peso leve, resistência à corrosão e facilidade de processamento. Por exemplo, a liga de alumínio 7075 é amplamente utilizada na fabricação de peças aeroespaciais.
2. liga de titânio
As ligas de titânio têm excelente relação resistência/peso e são amplamente utilizadas em peças de motores de aeronaves, componentes de fuselagem e parafusos.
3. Superliga
As superligas mantêm resistência e estabilidade em altas temperaturas e são adequadas para bicos de motores, pás de turbinas e outras peças de alta temperatura.
4. Material composto
Os compósitos de fibra de carbono têm um bom desempenho na redução do peso estrutural, no aumento da resistência e na redução da corrosão, e são comumente usados na fabricação de carcaças para peças aeroespaciais e componentes de naves espaciais.
Quais são as características do processo de processamento de peças aeroespaciais?
Planejamento e design de processos
O planejamento e o design do processo são necessários antes do processamento. Nesta fase, é necessário determinar o esquema geral de processamento de acordo com os requisitos de projeto das peças e as características do material. Isso inclui a determinação do processo de processamento, a escolha do equipamento da máquina-ferramenta, a seleção das ferramentas, etc. Ao mesmo tempo, é necessário realizar um projeto detalhado do processo, incluindo a determinação do perfil de corte, profundidade de corte, velocidade de corte e outros parâmetros.
Preparação de material e processo de corte
No processo de processamento de peças aeroespaciais, a primeira necessidade é preparar os materiais de trabalho. Normalmente, os materiais usados em peças de aviação incluem liga de aço de alta resistência, aço inoxidável, liga de alumínio e assim por diante. Após a conclusão da preparação do material, o processo de corte é iniciado.
Esta etapa envolve a seleção de máquinas-ferramentas, como máquinas-ferramentas CNC, tornos, fresadoras, etc., bem como a seleção de ferramentas de corte. O processo de corte precisa controlar rigorosamente a velocidade de avanço, velocidade de corte, profundidade de corte e outros parâmetros da ferramenta para garantir a precisão dimensional e a qualidade superficial das peças.
Processo de usinagem de precisão
Os componentes aeroespaciais são geralmente muito exigentes em termos de tamanho e qualidade superficial, por isso a usinagem de precisão é uma etapa indispensável. Nesta fase, pode ser necessário utilizar processos de alta precisão, como retificação e EDM. O objetivo do processo de usinagem de precisão é melhorar ainda mais a precisão dimensional e o acabamento superficial das peças, garantindo sua confiabilidade e estabilidade no campo da aviação.
Tratamento térmico
Algumas peças aeroespaciais podem exigir tratamento térmico após usinagem de precisão. O processo de tratamento térmico pode melhorar a dureza, resistência e resistência à corrosão das peças. Isso inclui métodos de tratamento térmico, como têmpera e revenido, que são selecionados de acordo com os requisitos específicos das peças.
Revestimento de superfície
Para melhorar a resistência ao desgaste e à corrosão das peças de aviação, geralmente é necessário revestimento de superfície. Os materiais de revestimento podem incluir metal duro, revestimento cerâmico, etc. Os revestimentos de superfície podem não apenas melhorar o desempenho das peças, mas também prolongar sua vida útil.
Montagem e teste
Faça montagem e inspeção de peças. Nesta fase, as peças precisam ser montadas de acordo com os requisitos do projeto para garantir a precisão da correspondência entre as diversas peças. Ao mesmo tempo, são necessários testes rigorosos, incluindo testes dimensionais, testes de qualidade de superfície, testes de composição de materiais, etc., para garantir que as peças atendam aos padrões da indústria de aviação.
Características do processo
Rigoroso controle de qualidade: Os requisitos de controle de qualidade das peças de aviação são muito rigorosos e testes e controles rigorosos são necessários em cada estágio de processamento das peças de aviação para garantir que a qualidade das peças atenda aos padrões.
Requisitos de alta precisão: Os componentes aeroespaciais normalmente exigem uma precisão muito alta, incluindo precisão dimensional, precisão de forma e qualidade de superfície. Portanto, máquinas-ferramentas e ferramentas de alta precisão precisam ser usadas no processo de processamento para garantir que as peças atendam aos requisitos do projeto.
Projeto de estrutura complexa: As peças de aviação geralmente têm estruturas complexas e é necessário o uso de máquinas-ferramentas CNC multieixos e outros equipamentos para atender às necessidades de processamento de estruturas complexas.
Resistência a altas temperaturas e alta resistência: as peças de aviação geralmente funcionam em ambientes agressivos, como alta temperatura e alta pressão, por isso é necessário escolher materiais resistentes a altas temperaturas e de alta resistência, e realizar o processo de tratamento térmico correspondente.
No geral, o processamento de peças aeroespaciais é um processo altamente intensivo em tecnologia e que exige precisão, que requer processos operacionais rigorosos e equipamentos de processamento avançados para garantir que a qualidade e o desempenho das peças finais possam atender aos rigorosos requisitos do setor de aviação.
Dificuldades de processamento
O processamento de peças aeroespaciais é um desafio, principalmente nas seguintes áreas:
Geometria complexa
As peças aeroespaciais geralmente possuem geometrias complexas que exigem usinagem de alta precisão para atender aos requisitos do projeto.
Processamento de superliga
O processamento de superligas é difícil e requer ferramentas e processos especiais para manusear esses materiais duros.
Peças grandes
As peças da espaçonave são geralmente muito grandes, exigindo grandes máquinas-ferramentas CNC e equipamentos de processamento especiais.
Controle de qualidade
A indústria aeroespacial é extremamente exigente com a qualidade das peças e exige rigoroso controle de qualidade e inspeção para garantir que cada peça atenda aos padrões.
No processamento de peças aeroespaciais, a precisão e a confiabilidade são fundamentais. Um profundo conhecimento e controle preciso de materiais, processos, precisão e dificuldades de usinagem é a chave para a fabricação de peças aeroespaciais de alta qualidade.
Para uma máquina que há pouco tempo nem existia, os usos dos centros de usinagem CNC rapidamente se tornaram vastos e continuam a crescer.
Os marceneiros de hoje estão usando essas máquinas versáteis para uma variedade de usos, desde trabalhos de produção em tela plana de alta velocidade até esculturas muito complexas. Combinando mandrilamento de alta velocidade com fresagem, perfilamento, corte e outros recursos, essas maravilhas controladas por computador estão sendo utilizadas com sucesso em lojas que produzem de tudo, desde belos trabalhos arquitetônicos de madeira de alta qualidade até flanges para bobinas de enrolamento.
Nas páginas seguintes, WOOD & WOOD PRODUCTS entrevista marceneiros de todo o país que aumentaram sua produtividade e precisão, ao mesmo tempo que reduziram os custos de mão de obra por meio de investimentos em tecnologia CNC. A seguir estão suas histórias.
FABRICANTE DE ALTO-FALANTES USA MÁQUINAS CNC PARA FAZER SEUS PRODUTOS DIVERSOS Como fornecedor OEM de alto-falantes de áudio, os produtos que a Ameriwood Industries International Inc., com sede em Tiffin, Ohio. os fabricantes variam em tamanho, desde pequenos alto-falantes do tamanho de uma estante até grandes alto-falantes sinfônicos.
Jim Harrington, gerente de fábrica da Ameriwood, disse: “Fazemos uma variedade de tamanhos e estilos. Trabalhamos com diversos tipos de materiais, com diferentes espessuras e localizações de furos. Não há duas coisas iguais." Devido a esta diversidade de produtos, a Ameriwood Industries (anteriormente Tiffin Enterprises) costumava realizar múltiplas operações de usinagem para cada item. Múltiplas operações significavam que vários trabalhadores tinham que manusear cada peça, “e quanto mais você manuseia, maior a oportunidade de o produto ser danificado”, disse Harrington.
Para minimizar o manuseio das peças - e assim reduzir seus custos trabalhistas - a empresa investiu em um centro de usinagem CNC de Roger Stiles & Associados.
CENTROS DE USINAGEM O aglomerado de partículas revestido de vinil é aparado, cortado sob medida, perfurado e fresado no centro de usinagem. Os programas de computador são baixados de um sistema de computador diretamente no controlador da máquina.
“Usamos roteadores CNC há vários anos”, disse Harrington. "O centro de usinagem está substituindo a fresagem e as brocas verticais." O centro de usinagem permite que a empresa produza até 12 peças por vez, disse Harrington. Depois de todas as operações de usinagem terem sido concluídas, é uma “peça totalmente acabada”, sem necessidade de usinagem adicional, acrescentou Harrington.
PLANTA EFICIENTE AJUDA A CONTROLAR OS CUSTOS DA EMPRESA Nos últimos dois anos, a Warvel Products-North Carolina experimentou aumentos dramáticos nos preços das matérias-primas usadas para produzir componentes curvos de compensado. Esses componentes são então vendidos para fabricantes terceirizados de móveis, como a Haworth.
"Tivemos aumentos de 30% em nossos custos de matérias-primas", disse o gerente de vendas Robbie Wiltcher, "portanto, melhoramos a eficiência da fábrica comprando maquinário e tecnologia que nos permitiriam absorver o máximo possível (do aumento de preços) sem passar esses custos". custos em. É importante para nós, como fornecedores, ajudar nossos clientes a serem o mais competitivos possível em seus mercados." Uma das maneiras pelas quais a Warvel fez isso foi através da compra de um centro de usinagem CNC de quatro eixos e múltiplas estações da C.M.S North America. O centro de usinagem permite à empresa montar até seis componentes por vez e complementa os centros de usinagem de três e cinco eixos existentes da empresa, disse Wiltcher.
Isso é importante, considerando a quantidade de produto que sai da fábrica da empresa em Linwood, N.C. Aproximadamente 100.000 peças por mês são produzidas na instalação, a maioria das quais são personalizadas. A empresa possui um catálogo com componentes padrão, mas Wiltcher disse que 80% dos pedidos da empresa são feitos de acordo com as especificações dos clientes.
“A máquina é capaz de realizar múltiplas tarefas de usinagem”, disse Wiltcher. "Na maioria dos casos, tudo o que resta fazer é lixar levemente e instalar a porca quando necessário." Outro benefício, acrescentou Wiltcher, são as tolerâncias muito restritas obtidas com a máquina. A empresa fornece compensado curvo que deve ser integrado a componentes de plástico e aço em cadeiras ergonômicas.
"É essencial ser capaz de manter tolerâncias rigorosas nas diversas operações necessárias, como perfuração em ângulos, perfilamento e entalhe, para que todos os diferentes componentes da cadeira se encaixem da maneira como foram projetados. Esta máquina fornece todas essas coisas", disse Wiltcher.
Para aumentar ainda mais a produtividade, a empresa adquiriu máquinas e softwares que complementam o centro de usinagem, incluindo uma máquina digitalizadora. O digitalizador lerá uma peça do modelo e o software criará um programa que será baixado no centro de usinagem. A empresa também utiliza o sistema para produzir internamente suas próprias ferramentas compostas.
“O sistema reduziu o tempo de entrega de novas ferramentas de meses para dias”, disse Wiltcher. "Todos esses recursos ajudam nossos clientes a lançar muitos produtos novos no mercado de forma rápida e competitiva." A ALTA TECNOLOGIA AJUDA O Gabinete Powell da EMPRESA DE ARQUITETURA DE ALTA QUALIDADE & A Fixtures of Sparks, Nevada, é uma empresa de marcenaria arquitetônica de alto padrão cujo trabalho varia de residências luxuosas a cassinos reluzentes.
A empresa de 42 anos, que se autodenomina a mais antiga empresa de marcenaria arquitetônica do estado de Nevada, é propriedade da equipe pai/filho de Roger e Bill Powell.
Um dos projetos mais recentes da empresa foi o novo Luxor Casino and Hotel em Las Vegas. A empresa fez uma variedade de trabalhos no hotel, incluindo um corrimão de mogno maciço de 3 1/2 polegadas de espessura e 13 polegadas de largura que foi construído em um raio de 255 pés. O corrimão também apresentava peças de suporte em bronze fundido maciço e vidro gravado.
O corrimão foi fabricado utilizando um centro de usinagem CNC Komo VR 512 que a empresa adquiriu em janeiro de 1993. Antes disso, a empresa fazia tudo com múltiplas máquinas. “O centro de usinagem é excepcional em formas e curvas irregulares”, disse Bill Powell.
“É mais adaptável do que ter um jornaleiro fazendo isso manualmente. O trabalho do raio leva mais tempo para ser programado, mas em vez de um marceneiro passar vários dias em algo, a máquina produzirá o mesmo produto em muito menos tempo." Powell acrescentou que há uma curva de aprendizado na máquina. “A compra da máquina é apenas o primeiro passo”, disse Powell.
“O tempo que leva para aprender como programá-lo e operá-lo é uma despesa importante, assim como as ferramentas e todas as atualizações de programação necessárias para mantê-lo atualizado.” Mas embora estes factores devam ser tidos em conta, Powell disse acreditar que se está a tornar essencial que as empresas invistam em equipamento de alta tecnologia. Segundo Powell, um dos motivos pelos quais a empresa adquiriu o centro de usinagem foi porque “a quantidade de marceneiros qualificados e qualificados que podem produzir esse tipo de trabalho está diminuindo. Você tem que confiar nos aspectos técnicos da indústria para ajudar a preencher esse vazio”, disse ele.
A EMPRESA CRESCE UM PASSO DE CADA VEZ Quando Denny Beuter e Bob Bloss formaram a Diamond Cut Inc. há oito anos eles tinham um plano. Os dois homens queriam que sua empresa sediada em South Bend, Indiana, se tornasse líder na área de equipamentos de som comerciais. Uma tarefa difícil tornava-se ainda mais difícil considerando que não possuíam nenhum equipamento sofisticado.
“Partimos da premissa de que precisávamos de equipamentos extremamente bons para fabricar um produto realmente bom”, disse Beuter. “Mas para conseguir um bom equipamento é preciso ter um produto com volume suficiente para manter a máquina funcionando.” O que Beuter e Bloss fizeram foi começar aos poucos, adquirindo equipamentos e produzindo peças para outras empresas. “Faríamos cortes e bordas, qualquer coisa para conseguir trabalho na fábrica”, disse Beuter. "Para vender tempo de máquina você tem que fazer tudo um pouco melhor do que o que as empresas (de origem) podem fazer em suas próprias lojas. Ficamos muito bons, muito rápido, porque senão teríamos que arcar com o custo do trabalho." Depois de fazer esse trabalho do tipo job-shop, o próximo passo foi fazer o trabalho contratado. “Meu sócio (Bloss), cuja experiência é no ramo de alto-falantes, foi (para empresas de alto-falantes) e disse: 'Podemos fazer caixas de alto-falantes para você e podemos fazê-las com alta precisão'”, disse Beuter.
Diamond Cut começou a produzir caixas de som para empresas como JBL e Panasonic. O produto que a Panasonic queria que a empresa produzisse exigia uma atualização de equipamento. “O pessoal da Panasonic queria uma caixa (de alto-falante) com formato trapezoidal”, disse Beuter. "Este produto teria sido quase impossível de fabricar com o roteador que estávamos usando." Beuter e Bloss escolheram um centro de usinagem U-26 Morbidelli da Tekna Machinery. A máquina não só permite produzir formas trapezoidais, mas também reduz os custos de mão de obra. “Por exemplo, tínhamos um trabalhador em tempo integral na folha de pagamento cujo único trabalho era fazer gabaritos, disse Beuter. "Não tenho mais gabaritos." Embora a Diamond Cut tenha crescido, com vendas projetadas para atingir cerca de US$ 2 milhões em 1994, a empresa continua avançando em direção a esse plano. Em 1993, a empresa iniciou uma linha proprietária de equipamentos de som comerciais pesados sob o nome de Bull Frog.
O equipamento Bull Frog é vendido nos Estados Unidos e em vários países ao redor do mundo. “Durante 24 horas por dia, nos últimos três meses, estivemos tão ocupados com nosso próprio trabalho que não conseguimos fazer nenhum trabalho externo, disse Beuter.
"Esperamos que até o final do ano estaremos completamente sem contrato de trabalho." FABRICANTE DE ESTANDES ENCONTRA SINAL PARA O SUCESSO Utilizando uma variedade de materiais, a Farmington Displays de Farmington, Connecticut, cria displays para feiras comerciais para empresas em setores tão diversos como alimentos, computadores e armas.
A Farmington Displays, fundada em 1973 por Paul DiTommaso Sr., tem 278 empresas como clientes. Em média, os clientes da Farmington Displays atualizam seus estandes a cada três ou cinco anos.
“Temos um fluxo de trabalho muito bom”, disse o gerente geral Sal DiTommaso, filho de Paul Sr. e um dos três filhos e uma filha que trabalham atualmente na empresa. "Nem todo mundo está construindo seu estande ao mesmo tempo." Farmington Displays possui uma lista de clientes impressionante, incluindo General Electric, NEC e o fabricante de armas Smith & Wesson. No setor de fabricação de displays, tradicionalmente muito trabalhoso, a empresa se destaca pela utilização de equipamentos de alta tecnologia. Há mais de três anos, após extensa pesquisa sobre o maquinário disponível, a empresa iniciou seu investimento em maquinário CNC.
“A primeira coisa que despertou meu interesse em obter máquinas CNC foi observar um dos meus homens cortando um círculo de 2,5 metros”, disse Sal DiTommaso. "Era tão arcaico que eu apenas disse que deveria haver outra maneira de fazer isso." A fábrica da Farmington Display agora conta com dois roteadores CNC Heian e uma serra de painel computadorizada da Stiles Machinery, bem como laboratórios computadorizados de design gráfico interligados como uma rede local.
Os centros de usinagem Heian permitiram que a empresa se ramificasse em áreas como fabricação de sinalização e acessórios para lojas. A Farmington Displays sempre criou gráficos para sinalização, mas os roteadores CNC permitem que a empresa os fabrice internamente. Além disso, a empresa agora está contratando usinagem para outros fabricantes não concorrentes.
Para criar seus produtos diferenciados, a empresa utiliza uma variedade de materiais. Em suas fresadoras CNC, a empresa utiliza de tudo, desde acrílicos até madeiras maciças. Em um centro de usinagem de metal separado, a empresa trabalha com latão e outras ligas metálicas. “Não extraímos nada”, disse DiTommaso. “Procuramos manter tudo internamente para termos total controle de qualidade do produto acabado”. LUMBER YARD DE PROPRIEDADE FAMILIAR APROVEITA A OPORTUNIDADE DE DIVERSIFICAR SEUS NEGÓCIOS Em 1922, Hans Lars fundou a Hansen Lumber em Galesburg, Illinois. Ao longo dos próximos 70 anos, o negócio seria transmitido de membro da família para membro da família e continuaria sendo uma madeireira tradicional.
Permaneceu apenas como uma madeireira até dois anos atrás, quando Hansen Lumber aproveitou a oportunidade para diversificar. A empresa foi convidada a fazer alguns cortes circulares de painéis para um fabricante de bobinas de madeira com sede em Galesburg. Aproximadamente um ano depois, esse fabricante, que acreditava que a indústria de bobinas seria dominada pelo uso de plásticos, primeiro considerou fechar as instalações e depois se ofereceu para vender o negócio – e sua lista de clientes – para a Hansen Lumber.
A empresa familiar, atualmente dirigida por Shard Hansen, neto do fundador, com a ajuda de sua filha Karen (membro da quarta geração da família no negócio), decidiu adquirir a empresa e rapidamente percebeu a necessidade de atualizar seus equipamentos. .
"O enrolamento do fio ou da corda em torno de uma bobina deve ser feito com taxas de alimentação muito altas, especialmente se for um fio de diâmetro pequeno, porque, a menos que você faça isso a 1.000 tacadas por minuto, levaria uma eternidade para enrolar", disse Hansen, " então o buraco do caramanchão deve ser exato. Se o furo do mandril estiver descentralizado, a coisa toda vai tremer." Há pouco mais de um ano, a empresa comprou um centro de usinagem CNC da Accu-Router. A máquina possui duas fresadoras verticais, que podem usinar compensado industrial de pinho amarelo do sul de 1 1/2 polegada usado para os flanges nas bobinas e mantém tolerâncias rígidas.
Antes de trabalhar com o centro de usinagem, a empresa teria que cortar um quadrado e, nas etapas subsequentes, fazer o raio do painel até o tamanho e formato desejados.
Ter um centro de usinagem de alta tecnologia não só proporciona precisão, mas também ajuda no aproveitamento do compensado. “Nossos flanges variam em tamanho de 20 a 48 polegadas de diâmetro”, disse Hansen.
"Quando cortamos os círculos, podemos aninhá-los de tal forma que obtemos um grande rendimento e o desperdício é muito nominal." EQUIPAMENTO CNC AJUDA EMPRESA DE ESCULTURA A FAZER MÚSICA BONITA Investir, não apenas em novos equipamentos, mas também no treinamento de sua força de trabalho ajudou esta empresa de escultura com sede em Thomasville, N.C., a aumentar sua capacidade e, ao mesmo tempo, reduzir suas despesas gerais.
Fundada em 1968, a Piedmont Carving esculpe peças de móveis - especializada em peças para cadeiras - e peças para instrumentos musicais como violoncelo e violão.
Nos últimos anos, a empresa vendeu algumas de suas máquinas de escultura mais antigas e investiu esse dinheiro em máquinas computadorizadas, incluindo CNC Robot Carvers da Thermwood Corp.
“Costumávamos ter 13 máquinas de entalhar e operávamos todas elas em um turno”, disse Gay Jones, que junto com seu irmão gêmeo Ray e seu pai, o fundador da empresa Jimmy, são proprietários do negócio. “Vendemos três máquinas de entalhar e ainda estamos projetando triplicar nossa capacidade com os entalhadores robóticos”. A empresa reduziu os seus custos laborais, em parte através da informatização da sua escultura, mas também através da formação cruzada dos seus 29 funcionários para que possam trabalhar noutras máquinas da oficina.
Aprender a usar eficientemente o robô CNC foi um desafio difícil para a empresa, disse Gay Jones, "mas estou feliz por termos feito isso, porque nos dá uma vantagem sobre as empresas que agora estão entrando no entalhe robótico". A Piedmont Carving comprou seu primeiro escultor robótico há quatro anos. A empresa está planejando adquirir máquinas adicionais.
Um dos benefícios do maquinário computadorizado é a consistência. Isso é importante quando Piemonte está fabricando seus móveis e componentes de instrumentos musicais.
“As peças das cadeiras precisam se encaixar perfeitamente quando são enviadas ao fabricante”, disse Jones. "Com a escultura robótica tudo permanece tão consistente. Essa consistência também é muito importante quando estamos fazendo os instrumentos musicais porque o trabalho artesanal envolvido na peça pode afetar o som." ESCULTURA DE PEÇAS DE MADEIRA 20 DE CADA VEZ Esculturas manuais intrincadas estão sendo duplicadas com rapidez e precisão pela Carving Research Inc. de Huntersville, N.C., usando um Centro de Usinagem CNC Kitako de 20 cabeçotes distribuído pela Tekmatex Inc.
A Carving Research é uma empresa com 2 anos de existência e 12 funcionários, com vendas projetadas para 1994 de US$ 840.000. A empresa fornece esculturas de madeira complexas para grandes fabricantes de móveis residenciais, como Henredon Furniture Industries Inc. e Baker Furniture Co.
O que antes precisava ser feito um de cada vez por mestres entalhadores agora pode ser feito 20 de cada vez pela empresa. Isso resulta não apenas em economia de tempo, mas também de custos, sem sacrificar a aparência do produto, segundo o proprietário da empresa, Tom Bowker. Um exemplo da velocidade da máquina é uma coluna de cama esculpida em arroz; normalmente, um mestre entalhador levaria aproximadamente seis a oito horas para ser concluído, "enquanto podemos fazer isso em uma hora", disse Bowker.
Para produzir as esculturas, é feito um molde inicial esculpido à mão. Esse entalhe é enviado para a Tekmatex, onde uma máquina digitalizadora cria um programa de computador que pode ser baixado no centro de usinagem. Uma vez concluído este programa, um número infinito de um determinado entalhe pode ser criado com precisão.
Existem certos “ingredientes essenciais” para criar as esculturas, disse Bowker. O ferramental é um dos mais importantes. Devido à natureza do produto, a Carving Research utiliza ferramentas exclusivas, incluindo uma broca com veios afiados desenvolvida pela Oertli Woodworking Tools Inc. isso deixa um corte tão limpo que não são necessários entalhes secundários, disse Bowker. Outro exemplo é uma fresa reta ou de fundo plano de 1/16 de polegada que é usada em muitas das esculturas.
“Ninguém mais usa nada assim”, disse Bowker.
"Devido à complexidade de muitos dos entalhes, temos que usar uma variedade maior de ferramentas, incluindo algumas ferramentas de metal duro, do que você usaria se estivesse executando uma operação normal de entalhe. Muitas das nossas peças têm que ser pequenas porque você tem que entrar e fazer um corte e fazer parecer que foi feito com um cinzel.
A usinagem CNC de 5 eixos é um processo de fabricação avançado que adiciona dois eixos rotativos (A, B ou A, C) aos três eixos lineares (X, Y, Z). Este tipo de processamento tem muitas vantagens. Ele pode realizar a usinagem multifacetada de peças de formatos complexos, melhorar muito a precisão e a eficiência da usinagem e reduzir o número de fixações e erros. Para peças com cavidade profunda, fivela reversa, superfície complexa e outros recursos, a usinagem CNC de 5 eixos pode ser facilmente enfrentada. Nas indústrias aeroespacial, automotiva, de moldes e outras, a usinagem CNC de 5 eixos é amplamente utilizada na fabricação de peças-chave de alta precisão, como impulsores de motor, peças estruturais de aviação, moldes automotivos e assim por diante.
Como otimizar a usinagem CNC de 5 eixos？
1. Planejamento do caminho da ferramenta:
- Algoritmo eficiente do caminho da ferramenta para reduzir deslocamentos vazios e movimentos desnecessários da ferramenta.
- Otimize o modo de corte e corte da ferramenta, evite paradas e giros repentinos, reduza o desgaste da ferramenta e a vibração da máquina.
2. Seleção de ferramenta:
- Selecione o material, a geometria e o tamanho apropriados da ferramenta de acordo com o material de usinagem e os requisitos do processo.
- Considere o uso de ferramentas multi-arestas para melhorar a eficiência de corte.
3. Otimização dos parâmetros de corte:
- Configuração precisa de parâmetros como velocidade de corte, velocidade de avanço e profundidade de corte para obter os melhores resultados e eficiência de corte.
- Combine características de ferramentas e materiais para determinar parâmetros ideais por meio de testes e simulação.
4. Método de fixação:
- Certifique-se de que a peça de trabalho esteja firmemente montada, reduzindo o deslocamento e a vibração durante a usinagem.
- O uso de acessórios apropriados para melhorar a eficiência e a precisão da fixação.
5. Otimização de programação:
- Simplifique o código de programação, reduza instruções redundantes e melhore a eficiência de execução do programa.
- Use macros e sub-rotinas para melhorar a flexibilidade e versatilidade da programação.
6. Manutenção de máquinas:
- Manutenção regular e calibração da máquina para garantir a precisão e o desempenho da máquina.
- Substitua as peças desgastadas a tempo de garantir o funcionamento normal da máquina.
7. Sequência de processamento:
- Arranjo razoável de procedimentos de processamento, primeiro processamento bruto, depois semiacabamento e acabamento.
- Evite erros repetidos de fixação e posicionamento.
8. Simulação e verificação:
- Execute a simulação do caminho da ferramenta antes da usinagem para verificar interferências e erros.
- Verifique a viabilidade e racionalidade da tecnologia de processamento.
9. Treinamento de pessoal:
- Melhorar o nível de habilidade e conhecimento do processo dos operadores para que possam operar a máquina com habilidade e otimizar o processo de usinagem.
10. Adote sistema de controle avançado:
- Atualize o sistema de controle da máquina para suportar funções de usinagem e algoritmos de otimização mais avançados.
Podemos usar os métodos acima para otimizar a usinagem CNC de 5 eixos de acordo com a situação real.
Que fatores devem ser considerados para otimizar a usinagem CNC de 5 eixos?
Projeto e geometria da peça: incluindo complexidade, tamanho do recurso e requisitos de tolerância, que afetam a estratégia de usinagem e a seleção do caminho da ferramenta.
Características do material: a dureza, tenacidade, condutividade térmica e outras propriedades do material determinam a seleção dos parâmetros e ferramentas de corte.
Seleção de ferramenta: O material, geometria, número da lâmina, diâmetro, etc. da ferramenta deve ser combinada com a tarefa de processamento para garantir eficiência e qualidade de corte.
Parâmetros de corte: como velocidade de corte, avanço, profundidade de corte, etc., precisam ser otimizados de acordo com as características do material e da ferramenta para melhorar a eficiência do processamento e evitar desgaste excessivo da ferramenta.
Desempenho da máquina-ferramenta: incluindo a precisão, rigidez, curso, faixa de velocidade da máquina-ferramenta, etc., para aproveitar ao máximo as vantagens da máquina-ferramenta e evitar exceder sua capacidade.
Método de fixação: para garantir que a fixação da peça seja estável, precisa e não interfira no processamento, e para facilitar a carga e descarga, melhorar a eficiência da produção.
Planejamento do caminho da ferramenta: Otimize o modo de avanço e recuo da ferramenta, reduza o deslocamento vazio e o movimento desnecessário e reduza o tempo de processamento.
Resfriamento e lubrificação: Métodos adequados de resfriamento e lubrificação podem reduzir a temperatura de corte, prolongar a vida útil da ferramenta e melhorar a qualidade da superfície.
Tecnologia de programação: Código de programação eficiente e preciso ajuda a reduzir erros e melhorar a eficiência da operação da máquina.
Programa de pós-processamento: garante que o código CNC gerado possa ser executado com precisão pela máquina-ferramenta.
Sequência de processamento: arranjo razoável da sequência de desbaste, semiacabamento e acabamento para melhorar a eficiência do processamento e garantir a qualidade do processamento.
Custo de processamento: sob a premissa de garantir a qualidade, minimizar a perda de ferramentas, o consumo de energia e o tempo de processamento para controlar custos.
Lote de produção: O tamanho do lote afetará a estratégia de processamento e a seleção de acessórios de ferramentas.
Requisitos de qualidade: Rugosidade superficial rigorosa, precisão dimensional e tolerâncias de forma e posição exigem parâmetros de processamento e controle de processo mais precisos.
Esses fatores estão relacionados entre si e uma consideração abrangente pode alcançar a otimização da usinagem CNC de 5 eixos.
Que desempenho pode ser melhorado com a otimização da usinagem CNC de 5 eixos?
Precisão de usinagem: Por meio de um planejamento mais preciso do caminho da ferramenta, parâmetros de corte otimizados e boa calibração da máquina-ferramenta, os erros de usinagem podem ser significativamente reduzidos e a precisão dimensional e a precisão da tolerância de forma e posição das peças podem ser melhoradas.
Qualidade da superfície: A seleção adequada da ferramenta, o ajuste dos parâmetros de corte e a lubrificação por resfriamento eficaz podem obter uma superfície mais lisa e com menor rugosidade para atender aos requisitos mais elevados de qualidade da superfície.
Eficiência de processamento: reduzir o curso vazio, otimizar o caminho da ferramenta, melhorar a velocidade de corte e de avanço e outras medidas podem reduzir significativamente o tempo de processamento e melhorar a eficiência da produção.
Vida útil da ferramenta: Parâmetros de corte e caminho da ferramenta razoáveis podem reduzir o desgaste e os danos da ferramenta, prolongar a vida útil da ferramenta e reduzir o custo da ferramenta.
Estabilidade da máquina-ferramenta: otimizar o processo de processamento pode reduzir a vibração e o choque da máquina-ferramenta, aumentar a estabilidade da operação da máquina-ferramenta e reduzir a incidência de falhas.
Utilização de materiais: Processamento mais preciso e planejamento de layout razoável podem reduzir o desperdício de materiais e melhorar a taxa de utilização de materiais.
Flexibilidade de produção: pode se adaptar mais rapidamente às necessidades de processamento de diferentes peças, ajustar a tecnologia e os parâmetros de processamento e melhorar a flexibilidade e a velocidade de resposta da produção.
Consumo de energia: Ao melhorar a eficiência do processamento e reduzir ações desnecessárias da máquina-ferramenta, reduz o consumo de energia, consegue economia de energia e reduz os custos de produção.
Resumindo, a otimização da usinagem CNC de 5 eixos é de grande importância para melhorar a qualidade do produto, reduzir custos e aumentar a competitividade das empresas.
Honscn tem vantagens óbvias no processamento CNC de alumínio. Em primeiro lugar, a precisão é alta, pode fabricar peças de alumínio com tamanho preciso e formato complexo, e a qualidade é barbar. Depois, há alta eficiência, processamento automático, economia de mão de obra e tempo. Formas complexas não são problema, tudo pode ser feito. Utilização total de materiais, sem desperdício, o custo pode ser reduzido. E as coisas processadas têm boa repetibilidade e qualidade estável. Também é fácil modificar o design e flexível alterar o procedimento.
No campo da fabricação moderna, a tecnologia de processamento CNC (controle numérico computadorizado) tornou-se uma ferramenta poderosa para moldar vários materiais, e os materiais plásticos têm mostrado um charme único neles. Hoje, vamos dar uma olhada mais de perto na beleza dos plásticos usinados em CNC e nas vantagens significativas que esse processo traz para a produção fabril.
A usinagem CNC é um processo de fabricação no qual uma máquina-ferramenta é controlada digitalmente por um computador para remover com precisão o material e obter a forma e o tamanho desejados. Quando aplicado a materiais plásticos, apresenta incrível precisão e flexibilidade.
Alta precisão: As máquinas CNC são capazes de processar peças plásticas com precisão de mícrons, garantindo que cada detalhe atenda aos requisitos do projeto. Quer se trate de geometria complexa, pequenos furos ou tolerâncias restritas, o CNC pode lidar com isso com facilidade. Esta alta precisão permite que as peças plásticas desempenhem um papel fundamental em áreas como dispositivos eletrônicos e dispositivos médicos que exigem alta precisão.
Por exemplo, ao fabricar capas de telefones celulares, a usinagem CNC pode moldar com precisão curvas ergonômicas e orifícios de chave requintados, proporcionando uma sensação confortável e aparência perfeita. Por exemplo, na área médica, os requisitos de precisão para peças de instrumentos usados em cirurgia minimamente invasiva são quase rigorosos, e a usinagem CNC pode fabricar perfeitamente essas peças plásticas finas para garantir a segurança e o sucesso da cirurgia.
A modelagem de formas complexas: A plasticidade dos plásticos combinada com o poder da tecnologia CNC permite aos designers libertar a sua criatividade. De curvas suaves a estruturas tridimensionais, de padrões ocos a agrupamentos multicamadas, quase qualquer formato imaginável pode ser obtido em materiais plásticos por meio de usinagem CNC.
Imagine o requintado acabamento plástico no interior de um carro, com suas texturas únicas e formas intrincadas, criadas por usinagem CNC, agregando uma atmosfera de luxo e conforto ao ambiente interior. Além disso, no setor aeroespacial, peças estruturais plásticas complexas dentro de aeronaves, como dutos de ventilação e painéis internos, também são altamente customizadas e leves por meio de usinagem CNC.
Repetibilidade e consistência: Na produção em massa, a usinagem CNC garante que cada peça plástica tenha a mesma alta qualidade e especificações. Isto é de importância crítica para produtos que requerem um grande número das mesmas peças, como peças automotivas, eletrônicos de consumo, etc.
Tomando como exemplo as peças plásticas do motor de automóvel, por meio da usinagem CNC, o tamanho e o desempenho de cada peça podem ser garantidos como totalmente consistentes, melhorando assim a confiabilidade e a estabilidade de todo o motor. Da mesma forma, na indústria eletrônica, como os fixadores plásticos nas placas-mãe dos computadores, cuja consistência é crucial para a estabilidade da montagem e do desempenho do produto, a usinagem CNC garante que cada fixador possa ser combinado com precisão, melhorando a eficiência da produção e a qualidade do produto.
A usinagem CNC de plásticos geralmente envolve as seguintes etapas principais:
Design e programação
- Primeiro, de acordo com os requisitos e requisitos de design do produto, o modelo tridimensional da peça é criado usando software de design auxiliado por computador (CAD).
- Em seguida, o software de manufatura auxiliada por computador (CAM) é usado para converter o modelo 3D em um programa de controle numérico que pode ser reconhecido pela máquina-ferramenta para determinar o caminho da ferramenta, parâmetros de corte, etc.
preparação de materiais
- Selecione o material plástico adequado, comum como acrílico, policarbonato, náilon, etc., e prepare o blank correspondente de acordo com o tamanho e quantidade de peças.
- Certifique-se de que a qualidade da superfície e a precisão dimensional do material atendam aos requisitos de processamento.
Posicionamento da braçadeira
- A peça plástica é instalada na mesa da máquina e fixada com um acessório adequado para garantir que o material não se mova ou deforme durante o processamento.
- Ajuste com precisão a posição do material para que fique alinhado com o sistema de coordenadas do programa para garantir a precisão do processamento.
Seleção e instalação de ferramentas
- De acordo com as características dos materiais plásticos, requisitos de processamento e parâmetros do processo, selecione a ferramenta apropriada, como fresa de topo, broca, cortador de esferas e assim por diante.
- Instale a ferramenta corretamente na biblioteca de ferramentas ou no fuso da máquina-ferramenta e meça e compense o comprimento e o raio da ferramenta.
Processo de corte
- Inicie a máquina-ferramenta, de acordo com o programa de controle numérico pré-escrito, o sistema de controle da máquina-ferramenta conduz a ferramenta ao longo do caminho predeterminado para corte.
- Durante o processamento, a ferramenta remove gradualmente o excesso de material plástico para formar a forma e estrutura desejadas.
Monitoramento de processos
- Monitoramento em tempo real da força de corte, temperatura, vibração e outros parâmetros durante o processamento para garantir a estabilidade e segurança do processamento.
- Observe o desgaste da ferramenta, se necessário, substitua a ferramenta a tempo para garantir a qualidade da usinagem.
Inspeção de qualidade
- Após a conclusão do processamento, ferramentas de medição como paquímetros, micrômetros e máquinas de medição por coordenadas são usadas para detectar a precisão do tamanho e da forma das peças.
- Verifique a qualidade da superfície das peças, como rugosidade, defeito, etc., para garantir que os requisitos do projeto sejam atendidos.
Tratamento de acompanhamento
- De acordo com a necessidade, as peças processadas passam por rebarbação, polimento, pintura e outros tratamentos de acompanhamento para melhorar a aparência e o desempenho das peças.
Uma grande variedade de materiais plásticos, cada um com propriedades e características únicas, oferece inúmeras possibilidades para usinagem CNC.
Acrílico (PMMA) : com excelente transparência e propriedades ópticas, frequentemente utilizado na fabricação de expositores, caixas de luz, lentes ópticas, etc. A usinagem CNC pode moldar o acrílico em uma variedade de formatos bonitos, mantendo sua alta transparência e superfície lisa.
Na vitrine do shopping, muitas vezes é possível ver produtos acrílicos processados CNC, que atraem a atenção dos clientes com seu efeito de exibição claro. Além disso, na indústria de óculos, o processamento de alta precisão de lentes acrílicas também é obtido por meio de CNC, proporcionando aos consumidores uma experiência visual clara e confortável.
Policarbonato (PC) : alta resistência, boa resistência ao calor, adequada para a fabricação de invólucros de equipamentos eletrônicos, máscara protetora, abajur de carro, etc. A usinagem CNC é capaz de aproveitar ao máximo seu desempenho para produzir peças fortes e duráveis com formatos complexos.
Por exemplo, o case do laptop, por meio do processamento CNC do material de policarbonato, não só oferece boa proteção, mas também apresenta um design elegante. Ao mesmo tempo, no campo da iluminação externa, o abajur em policarbonato, após processamento CNC, pode suportar diversas condições climáticas adversas, garantindo ao mesmo tempo uma boa transmissão de luz.
Náilon (PA) : com excelente resistência ao desgaste e resistência mecânica, é frequentemente utilizado na fabricação de engrenagens, rolamentos, peças mecânicas, etc. A usinagem CNC pode fabricar com precisão o formato e a estrutura do dente das peças de náilon, garantindo uma operação eficiente no sistema de acionamento.
Em máquinas industriais, as engrenagens feitas de náilon são processadas em CNC e podem suportar operações de alta carga para garantir o funcionamento normal do equipamento. Além disso, na área de equipamentos esportivos, como certas peças de bicicletas, os materiais de náilon são usinados por CNC para proporcionar desempenho confiável e experiência de uso confortável aos atletas.
Nas fábricas modernas, a escolha da usinagem CNC de plásticos traz uma série de vantagens significativas, proporcionando uma forte garantia para a melhoria da eficiência da produção e da qualidade do produto.
Melhore a eficiência da produção: As máquinas-ferramentas CNC podem realizar processamento automático, reduzindo o tempo de operação manual e erros. Através de instruções pré-programadas, a máquina pode funcionar continuamente, encurtando bastante o ciclo de produção. Ao mesmo tempo, a máquina CNC multieixos pode completar a usinagem de múltiplas faces em uma única fixação, melhorando ainda mais a eficiência do processamento.
Em uma fábrica de equipamentos eletrônicos, a usinagem CNC de invólucros plásticos reduziu significativamente o tempo desde a matéria-prima até o produto acabado, atendendo à demanda do mercado por entrega rápida. Além disso, o processo de produção automatizado reduz o tempo de inatividade e o tempo de ajuste causado por fatores humanos, de modo que a taxa de utilização da máquina-ferramenta foi bastante melhorada.
Redução de custos: Embora o investimento inicial em equipamentos CNC seja alto, a economia de custos a longo prazo é significativa. O processamento de alta precisão reduz as taxas de refugo e os tempos de retrabalho, economizando custos de material e mão de obra. Além disso, a produção automatizada reduz a dependência de trabalhadores qualificados e reduz os custos trabalhistas.
Tomando como exemplo uma fábrica de produtos plásticos, através do uso da tecnologia de processamento CNC, a taxa de rejeição é reduzida dos 10% originais para 2%, o que economiza muito o custo de produção. Ao mesmo tempo, devido à melhoria da eficiência da produção, o custo de processamento dos produtos unitários também é reduzido correspondentemente, o que aumenta a competitividade de preços das empresas no mercado.
Melhorar a qualidade do produto: A alta precisão e consistência da usinagem CNC garantem que cada peça plástica seja de qualidade excepcional. O rigoroso controle de tolerância e acabamento superficial fazem com que o produto atinja um padrão mais elevado em aparência e desempenho, aumentando a competitividade no mercado.
No campo da fabricação de dispositivos médicos de alta qualidade, as peças plásticas usinadas em CNC fornecem uma garantia mais confiável para o tratamento de pacientes com suas dimensões precisas e qualidade de superfície perfeita. Na fabricação de automóveis, o processamento de alta qualidade de peças internas de plástico melhora a qualidade e o conforto do veículo e atende à busca contínua dos consumidores pela qualidade do automóvel.
Flexibilidade e personalização: A fábrica pode ajustar rapidamente o programa CNC de acordo com as necessidades específicas dos clientes para obter pequenos lotes e produção diversificada. Essa flexibilidade permite que a fábrica atenda melhor às necessidades individuais do mercado e se adapte às tendências de mercado em rápida mudança.
Por exemplo, uma fábrica de móveis personalizados pode usar usinagem CNC para criar peças decorativas de plástico exclusivas para os clientes atenderem à busca por uma casa personalizada. No campo do design industrial, a usinagem CNC pode responder rapidamente à criatividade dos designers, traduzir conceitos em produtos reais e fornecer um forte apoio à inovação.
Fácil implementação de design complexo: O design moderno de produtos é cada vez mais complexo e inovador, e a usinagem CNC pode facilmente enfrentar esses desafios. A fábrica pode realizar uma variedade de formas e estruturas complexas de pedidos de processamento de peças plásticas, para fornecer aos clientes soluções mais inovadoras.
No setor aeroespacial, peças plásticas complexas são possibilitadas pela usinagem CNC, contribuindo para a leveza e o alto desempenho das aeronaves. No campo emergente da impressão 3D e da usinagem CNC, é possível alcançar um design complexo sem precedentes, criando uma nova situação na indústria manufatureira.
Desenvolvimento sustentável: A usinagem CNC de plásticos contribui até certo ponto para a fabricação sustentável. Através de um processamento preciso, o desperdício de materiais pode ser minimizado. Além disso, alguns materiais plásticos recicláveis também podem ser reutilizados através do processamento CNC, contribuindo para a causa da proteção ambiental.
Muitas fábricas começaram a prestar atenção e a adotar materiais plásticos ecológicos, e através da tecnologia de processamento CNC para transformá-los em produtos de alta qualidade, tanto para atender a demanda do mercado, quanto para reduzir o impacto no meio ambiente.
Resumindo, os plásticos usináveis CNC trazem oportunidades e vantagens sem precedentes para a indústria manufatureira. A tecnologia CNC está moldando um mundo mais emocionante de processamento de plásticos através da capacidade de processar com alta precisão e formas complexas, bem como as vantagens de aumentar a eficiência, reduzir custos, melhorar a qualidade e alcançar a personalização na produção da fábrica. Seja nos campos de eletrônicos de consumo, automotivo, médico ou outros, os plásticos usináveis CNC continuarão a desempenhar um papel importante no avanço da indústria de manufatura e na criação de mais produtos de alta qualidade e alto desempenho para nós.