O que são eixos de torneamento CNC?

Com a chegada da quarta revolução industrial mundial e o desenvolvimento contínuo da ciência, da tecnologia e da produção social, a tecnologia de fabricação mecânica passou por profundas transformações. A estrutura dos produtos mecânicos tornou-se cada vez mais racional, e seu desempenho, precisão e eficiência foram aprimorados progressivamente. Assim, os equipamentos de produção para o processamento de produtos mecânicos passaram a exigir alto desempenho, alta precisão e alto nível de automação. Para solucionar as limitações das máquinas-ferramenta convencionais na produção de peças únicas e em pequenos lotes, especialmente no processamento automático de peças complexas, surgiu a usinagem CNC.

Embora a China tenha se tornado um país de processamento, com fábricas de processamento de peças de precisão espalhadas por todo o país, segundo dados da Administração Geral de Alfândegas da China, em janeiro e fevereiro de 2023, o volume acumulado de exportação de máquinas-ferramenta chinesas atingiu 2.364.123 unidades (2.364.100 unidades). Desde peças de precisão personalizadas de alta tecnologia usinadas por CNC até produtos padrão comuns, é possível alcançar a produção em massa padronizada. A aplicação da tecnologia CNC permite o processamento automático de peças e melhora a eficiência da produção. O potencial da tecnologia CNC é especialmente grande nos setores automotivo, aeroespacial e de equipamentos eletrônicos.

A usinagem CNC é amplamente utilizada na indústria de autopeças, abrangendo motor, transmissão, chassi, sistema de freios, sistema de direção e outros componentes. Contudo, em qualquer área de usinagem de precisão, alcançar alta precisão e alta velocidade é um importante diferencial competitivo para conquistar clientes.

A seguir, apresentamos algumas aplicações específicas da usinagem CNC na área de peças automotivas:

Usinagem de peças de motor: A usinagem CNC pode ser usada para fabricar diversas peças do motor, como bloco do motor, virabrequim, biela, sede de válvula, etc., que exigem alta precisão e alta resistência.

1. Processamento de peças de transmissão: A usinagem CNC pode ser usada para fabricar várias peças do sistema de transmissão, como engrenagens, embreagens, eixos de transmissão, etc., que exigem alta precisão e alta resistência.

2. Processamento de peças de freio: A usinagem CNC pode ser usada para fabricar várias peças do sistema de freio, como discos de freio, pastilhas de freio, freios, etc., que exigem alta precisão e alta qualidade.

3. Processamento de peças de direção: A usinagem CNC pode ser usada para fabricar várias peças do sistema de direção, como caixa de direção, barra de direção, mecanismo de direção, etc. Essas peças exigem alta precisão e alta resistência.

Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de usinagem CNC e a expansão dos campos de aplicação, seja no projeto de carrocerias ou no processamento de componentes eletrônicos internos de automóveis, o alcance da tecnologia de usinagem CNC personalizada no campo da automação será cada vez mais amplo. No futuro, a tecnologia de usinagem CNC continuará a desempenhar um papel importante na indústria automotiva.

Na área de usinagem, após a definição dos métodos de usinagem CNC e a divisão dos processos, o principal objetivo do planejamento do processo é organizar racionalmente esses métodos e a sequência de processamento. De modo geral, a usinagem CNC de peças mecânicas inclui corte, tratamento térmico e processos auxiliares como tratamento de superfície, limpeza e inspeção. A sequência desses processos afeta diretamente a qualidade, a eficiência da produção e o custo das peças. Portanto, ao projetar rotas de usinagem CNC, a ordem de corte, tratamento térmico e processos auxiliares deve ser organizada de forma racional, e o problema de interconexão entre eles deve ser resolvido.

Além das etapas básicas mencionadas acima, fatores como seleção de materiais, projeto de dispositivos de fixação e seleção de equipamentos precisam ser considerados ao desenvolver uma rota de usinagem CNC. A seleção do material está diretamente relacionada ao desempenho final das peças, pois diferentes materiais têm diferentes requisitos para os parâmetros de corte; o projeto do dispositivo de fixação afetará a estabilidade e a precisão das peças durante o processo de usinagem; a seleção do equipamento requer a determinação do tipo de máquina-ferramenta adequada às necessidades de produção, de acordo com as características do produto.

1. O método de processamento de peças de máquinas de precisão deve ser determinado de acordo com as características da superfície. Com base no conhecimento das características de vários métodos de processamento, no domínio da economia de processamento e da rugosidade da superfície, seleciona-se o método que pode garantir a qualidade do processamento, a eficiência da produção e a economia.

2. Selecione a referência de posicionamento de desenho apropriada, de acordo com o princípio da seleção de referência grosseira e fina, para determinar razoavelmente a referência de posicionamento de cada processo.

3, Ao desenvolver a rota do processo de usinagem das peças, é necessário dividir as etapas de desbaste, semiacabamento e acabamento com base na análise das peças, determinar o grau de concentração e dispersão do processo e organizar a sequência de usinagem das superfícies de forma adequada. Para peças complexas, vários esquemas podem ser considerados inicialmente, e o esquema de usinagem mais adequado pode ser selecionado após comparação e análise.

4. Determine a margem de processamento, o tamanho do processo e a tolerância de cada processo.

5. Selecione máquinas-ferramenta e trabalhadores, clipes, quantidades e ferramentas de corte. A seleção de equipamentos mecânicos deve garantir não apenas a qualidade do processamento, mas também ser econômica e adequada. Em condições de produção em massa, geralmente devem ser utilizadas máquinas-ferramenta comuns e dispositivos especiais.

6. Determine os requisitos técnicos e os métodos de inspeção de cada processo principal. A quantidade de corte e o tempo limite de cada processo geralmente são definidos pelo operador em uma planta de produção de pequenos lotes. Normalmente, esses parâmetros não são especificados na ficha de processo de usinagem. No entanto, em plantas de produção de médio e grande porte, para garantir a racionalidade da produção e o equilíbrio do ritmo, é necessário especificar a quantidade de corte, que não pode ser alterada arbitrariamente.

Primeiro áspero e depois fino

A precisão do processo é gradualmente aprimorada na seguinte ordem: torneamento de desbaste - torneamento semiacabado - torneamento de acabamento. O torno de desbaste remove a maior parte da sobremedida da superfície da peça em um curto período, aumentando a taxa de remoção de metal e atendendo ao requisito de uniformidade da sobremedida. Se a quantidade residual após o torneamento de desbaste não atender aos requisitos de acabamento, é necessário utilizar um carro de torneamento semiacabado para o acabamento. O carro de acabamento precisa garantir que o contorno da peça seja cortado de acordo com as dimensões do desenho para assegurar a precisão do processo.

Aproximar-se primeiro e depois afastar-se

Em circunstâncias normais, as peças próximas à ferramenta devem ser usinadas primeiro, e depois as peças mais distantes da ferramenta, para reduzir a distância de deslocamento da ferramenta e o tempo de deslocamento vazio. No processo de torneamento, é benéfico manter a rigidez da peça bruta ou semiacabada e melhorar suas condições de corte.

O princípio da intersecção interna e externa

Para peças que possuem tanto uma superfície interna (cavidade interna) quanto uma superfície externa a serem usinadas, ao definir a sequência de usinagem, as superfícies interna e externa devem ser desbastadas primeiro e, em seguida, acabadas. Não se deve usinar nenhuma das superfícies da peça (superfície externa ou interna) antes de usinar qualquer outra superfície (interna ou externa).

Princípio fundamental básico

Deve-se dar prioridade à superfície utilizada como referência de acabamento. Isso porque quanto mais precisa for a superfície de referência de posicionamento, menor será o erro de fixação. Por exemplo, na usinagem de peças de eixo, o furo central geralmente é usinado primeiro e, em seguida, a superfície externa e a face da extremidade são usinadas, utilizando o furo central como base de precisão.

O princípio do primeiro e do segundo

A superfície principal de trabalho e a superfície de base de montagem das peças devem ser processadas primeiro, para que se possam identificar precocemente os defeitos modernos na superfície principal da peça bruta. A superfície secundária pode ser intercalada, posicionada até certo ponto sobre a superfície principal usinada, antes do acabamento final.

O princípio da face diante do buraco

O contorno plano das peças da caixa e do suporte é grande, e geralmente o plano é processado primeiro, e depois os furos e outras dimensões são usinados. Essa sequência de processamento, por um lado, garante um posicionamento estável e confiável do plano a ser processado; por outro lado, facilita o processamento do furo no plano usinado e pode melhorar a precisão do processo, especialmente durante a furação, onde o eixo do furo não se desvia facilmente.

Ao desenvolver o processo de usinagem de peças, é necessário selecionar o método de processamento apropriado, o equipamento de máquina-ferramenta, as ferramentas de medição de fixação, o blank e os requisitos técnicos para os trabalhadores, de acordo com o tipo de peças produzidas.

A usinagem CNC de metais está substituindo outras tecnologias de fabricação em diversos setores. A área médica é considerada um campo onde erros são raros, e as mesmas regras se aplicam à fabricação de peças médicas, pois vidas humanas estão em jogo nessa área, e mesmo pequenos erros podem levar a sérios problemas de saúde ou até mesmo à morte. Portanto, as técnicas de usinagem que os operadores utilizam para produzir peças médicas devem suportar tolerâncias rigorosas e medições de alta precisão.

A usinagem CNC de metais está ganhando popularidade devido à sua capacidade de produzir em massa resultados detalhados e precisos, o que levou a um aumento no número de produtores que utilizam máquinas CNC na indústria.

A usinagem CNC é um método de fabricação no qual o movimento da ferramenta é controlado por um software pré-programado. Todos os produtos médicos podem ser fabricados com precisão e rapidez com o auxílio de fresamento e torneamento CNC. Vejamos as principais vantagens da usinagem CNC na indústria da saúde:

Sem ferramenta fixa

A usinagem CNC é incomparável em termos de rapidez e investimento mínimo na produção de pequenos lotes, mesmo em produtos descartáveis. Peças para a indústria médica frequentemente precisam ser fabricadas rapidamente e em pequenos lotes. Ao mesmo tempo, a usinagem CNC permite a fabricação de peças sem ferramentas específicas, o que pode prolongar o processo de fabricação, mantendo excelente qualidade e precisão mesmo sem o uso de ferramentas.

Sem limite de quantidade

Após criar um arquivo CAD (Desenho Auxiliado por Computador) digital, você pode facilmente gerar um programa de corte a partir dele com o toque de um botão. O aplicativo de programação pode fabricar uma única peça ou qualquer número de peças com a mais alta precisão e exatidão. Isso é uma grande vantagem na criação de peças descartáveis ​​ou personalizadas, como dispositivos médicos altamente especializados, aparelhos, equipamentos, próteses e outros produtos médico-cirúrgicos. Outros procedimentos exigem um pedido mínimo para obter as matérias-primas necessárias, o que inviabiliza certos projetos, enquanto a usinagem CNC não exige um pedido mínimo.

Alta tolerância

Muitos equipamentos médicos exigem uma ampla faixa de tolerância, e com máquinas CNC, isso é facilmente alcançado. O acabamento superficial geralmente é muito bom e requer um pós-tratamento mínimo, economizando tempo e dinheiro, mas essa não é a consideração mais importante. Em geral, o mais importante a lembrar sobre suprimentos e equipamentos médicos é que eles devem ser adequados à sua finalidade, e qualquer desvio do padrão pode ser desastroso.

Máquina rápida

As máquinas CNC são mais rápidas e podem funcionar 24 horas por dia, 365 dias por ano. Além da manutenção de rotina, reparos e atualizações são os únicos momentos em que os fabricantes param de usar os equipamentos.

Os arquivos CAD digitais são leves e flexíveis.

Designers de produto, especialistas médicos e profissionais de manufatura podem transferir programas digitais de um local para outro de forma rápida e fácil. A tecnologia aprimora significativamente as capacidades de usinagem CNC para produzir dispositivos e equipamentos médicos especializados de alta qualidade, independentemente da localização geográfica, quando e onde forem necessários. Essa característica da usinagem CNC é muito conveniente, especialmente em ambientes médicos com restrições de tempo.

Como a usinagem CNC está transformando o setor de saúde

A usinagem CNC revolucionou a forma como os dispositivos médicos são projetados, fabricados, personalizados e utilizados. A precisão, a personalização e a velocidade da usinagem CNC transformam o atendimento ao paciente, possibilitando tratamentos personalizados e melhorando os resultados cirúrgicos.

A tecnologia abre caminho para inovações revolucionárias em próteses, dispositivos e terapias, e impulsiona avanços em muitas áreas da saúde.

A usinagem CNC traz muitas vantagens para a área médica, incluindo:

Precisão e exatidão

A precisão operacional das máquinas-ferramenta CNC é extremamente alta. Esse nível de precisão é essencial para a produção de instrumentos cirúrgicos, implantes e microdispositivos utilizados em cirurgias minimamente invasivas. A precisão e a consistência proporcionadas pela usinagem CNC melhoram o desempenho durante os procedimentos médicos e reduzem o risco de complicações.

Isso é especialmente importante para cirurgiões que dependem de instrumentos ultra sofisticados e confiáveis ​​para realizar tarefas delicadas. De cabos de bisturi a assistentes cirúrgicos robóticos, a usinagem CNC fornece ferramentas de alta qualidade que melhoram a precisão e a segurança do paciente.

Customização e personalização

A usinagem CNC permite a criação de peças e dispositivos médicos personalizados com base na anatomia única de cada paciente. Essa capacidade possibilita a criação de implantes ortopédicos, próteses dentárias, aparelhos auditivos e outros dispositivos personalizados.

Utilizando dados específicos do paciente, como escaneamentos 3D ou imagens de ressonância magnética, as máquinas CNC podem criar com precisão itens que se encaixam perfeitamente ao corpo do paciente. Isso melhora o conforto, a funcionalidade e a eficácia do tratamento, além de acelerar a recuperação do paciente.

Forma e estrutura complexas

A usinagem CNC permite produzir geometrias complexas e estruturas internas complexas, muitas vezes difíceis de obter com outros métodos de fabricação. A capacidade de esculpir com precisão cavidades internas, canais e detalhes delicados é especialmente valiosa na fabricação de implantes, microdispositivos e instrumentos cirúrgicos.

Prototipagem rápida

A prototipagem permite que engenheiros e projetistas médicos criem modelos funcionais de peças e dispositivos, possibilitando a avaliação do projeto, da montagem e da funcionalidade antes do início da produção. A combinação de software de projeto auxiliado por computador (CAD) e máquinas-ferramenta CNC permite que projetos digitais sejam rapidamente traduzidos em protótipos físicos.

Isso permite melhorias iterativas no design e ajuda a garantir que os dispositivos médicos sejam completamente testados e otimizados antes do lançamento. Em um campo em constante evolução, a prototipagem rápida pode impulsionar a inovação e ajudar a levar novos avanços médicos ao mercado mais rapidamente.

Otimização de processos

A integração da usinagem CNC com tecnologias avançadas, como automação e inteligência artificial (IA), minimiza erros e possibilita processos automatizados de controle de qualidade. Isso aumenta a eficiência, reduz o tempo de produção e melhora a qualidade do produto, contribuindo, assim, para melhores resultados para os pacientes.

Além disso, os sistemas CNC automatizados podem operar continuamente com interação mínima entre o homem e a máquina durante as operações. Algumas máquinas CNC também são capazes de usinagem multieixos e de executar tarefas em diferentes superfícies das peças simultaneamente.

Ao reprogramar as máquinas, os fabricantes podem alternar rapidamente entre a produção de um tipo de peça e outro. Isso reduz os tempos de conversão e permite que diferentes peças sejam fabricadas na mesma máquina em um único turno. Esses recursos ajudam a acelerar os ciclos de produção, reduzir o tempo de inatividade e aumentar a produção geral.

Seleção flexível de materiais

A usinagem CNC é adequada para uma ampla gama de materiais, incluindo metais, plásticos e compósitos. Essa versatilidade permite que os fabricantes considerem fatores como biocompatibilidade, durabilidade e funcionalidade para selecionar o material mais apropriado para uma aplicação médica específica.

Economia de custos

Embora as máquinas CNC industriais possam ser caras, elas oferecem oportunidades significativas de redução de custos a longo prazo. Ao eliminar a necessidade de gabaritos, dispositivos de fixação e ferramentas específicas para cada peça, a usinagem CNC ajuda a minimizar o tempo de preparação, simplificar a produção e reduzir os custos de fabricação.

A tecnologia também reduz o desperdício e os custos por meio da otimização de materiais. Isso é especialmente importante na área médica, já que os implantes são frequentemente feitos com materiais de alto valor agregado, como titânio e platina. O aumento da eficiência e da produtividade da usinagem CNC também contribui para a redução de custos ao longo do tempo.

O que são produtos médicos processados ​​por CNC?

Devido à natureza crítica dos dispositivos e componentes médicos, a indústria médica exige produtos de alta qualidade e precisão. Portanto, a usinagem CNC é amplamente utilizada em aplicações médicas. A seguir, apresentaremos alguns exemplos de produtos médicos usinados por CNC.

1. Implantes médicos

Implantes ortopédicos: A usinagem CNC é comumente usada para fabricar implantes ortopédicos, como próteses de quadril e joelho.

Implantes dentários: Utilize usinagem CNC para fabricar implantes dentários precisos e personalizados.

2. Equipamentos médicos eletrônicos

Componentes de ressonância magnética: Alguns componentes de máquinas de ressonância magnética (RM), como estruturas, suportes e invólucros, são frequentemente usinados usando CNC.

Gabinetes para equipamentos de diagnóstico: A usinagem CNC é utilizada para fabricar gabinetes e invólucros para uma ampla gama de equipamentos de diagnóstico médico, garantindo dimensões precisas, durabilidade e compatibilidade com componentes eletrônicos.

3. Instrumentos médico-cirúrgicos

Bisturis e lâminas: A usinagem CNC é utilizada para produzir instrumentos cirúrgicos, como bisturis e lâminas.

Pinças e grampos: Instrumentos cirúrgicos com designs complexos, como pinças e grampos, geralmente são usinados por CNC para atingir a precisão desejada.

4. Próteses e órteses

Componentes protéticos personalizados: A usinagem CNC é utilizada para fabricar componentes protéticos personalizados, incluindo componentes da câmara de encaixe, juntas e conectores.

Braquetes ortopédicos: Os componentes dos braquetes ortopédicos que fornecem suporte e alinhamento a várias partes do corpo podem ser usinados por CNC.

5. Montagem do endoscópio

Carcaças e peças de endoscópios: A usinagem CNC é utilizada para produzir peças de equipamentos de endoscopia, incluindo carcaças, conectores e peças estruturais.

6. Protótipo de equipamento médico

Componentes para prototipagem: A usinagem CNC é amplamente utilizada para a prototipagem rápida de diversos dispositivos médicos.

Por fim, a usinagem de dispositivos médicos é um processo que exige um alto nível de precisão e exatidão. Portanto, a tecnologia é muito adequada para usinagem CNC.

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