A obtenção de resultados precisos e eficientes na fabricação moderna depende fortemente das trajetórias de usinagem CNC. No entanto, o que são essas trajetórias de usinagem CNC e qual é a sua importância fundamental para o sucesso na usinagem? 

Esta postagem do blog aborda em profundidade a compreensão das trajetórias de usinagem CNC, explorando os diferentes tipos, estratégias e tecnologias envolvidas. Você se beneficiará muito ao aplicar esses conceitos, mesmo que tenha acabado de começar na área.

O que são trajetórias de usinagem CNC?

Na usinagem CNC (Controle Numérico Computadorizado), a ferramenta de corte se move ao longo de uma trajetória CNC para dar forma à peça. A aparência, a velocidade e a precisão do produto final são determinadas pela forma como as trajetórias são projetadas.

Por que é importante compreender as trajetórias de usinagem CNC?

• A criação correta das trajetórias de usinagem é essencial para que a máquina atinja dimensões e tolerâncias exatas.
• A usinagem se torna mais eficiente quando o percurso é otimizado.
• O uso de trajetórias precisas evita que as ferramentas tenham vida útil curta e previne danos dispendiosos.
• Os tipos de trajetórias podem afetar a qualidade do acabamento final.

De acordo com uma pesquisa realizada em 2023 pela Modern Machine Shop, as empresas que implementaram uma otimização avançada do percurso da ferramenta relataram uma redução de 20% no tempo de usinagem e um aumento de 15% na vida útil da ferramenta.

Principais estratégias de trajetória da ferramenta na usinagem CNC

As estratégias de trajetória da ferramenta determinam como a ferramenta de corte se move pelo material. Ao encontrar a estratégia adequada, é possível obter velocidade e precisão, além de manter as ferramentas em bom estado de funcionamento.

Estratégias comuns de trajetória de usinagem

• Fresagem de contorno: Segue ao longo das bordas da peça; é utilizado para o acabamento da peça.
• É possível remover grandes volumes de material do interior das peças por meio da fresagem de cavidades.
• A perfuração envolve máquinas utilizadas para fazer um furo no material.
• Esse processo segue por trajetórias dinâmicas para remover os materiais com sucesso e rapidez.
• Cada solução atende a requisitos específicos da usinagem, que afetam o custo e a qualidade da produção.

Explorando os percursos de corte CNC: tipos e técnicas

Os percursos de corte CNC podem ser classificados, de maneira geral, com base nas capacidades da máquina e nos movimentos dos eixos. Os dois tipos mais comuns são:

Trajetórias de corte CNC de 3 eixos x 5 eixos

• Esses tipos de máquinas CNC movimentam a ferramenta ao longo dos eixos X, Y e Z. Elas são simples de fabricar, mais econômicas e costumam ser utilizadas para peças planas ou levemente curvas.
• A adição de dois eixos rotacionais com o CNC de 5 eixos permite que a ferramenta se aproxime da peça de praticamente qualquer ângulo. Isso facilita a usinagem de geometrias complexas e reduz o número de vezes que é necessário alterar a configuração.
• Segundo relatos, as máquinas CNC de 5 eixos reduzem o tempo de configuração em 50% e aumentam a precisão das peças produzidas para os setores aeroespacial e automotivo em cerca de 30%.

As aplicações do CNC de 5 eixos superam as do CNC de 3 eixos

• Maior capacidade de fabricar componentes complexos para máquinas.
• É possível obter um resultado mais bonito posicionando a ferramenta no melhor ângulo.
• Menos chances de erros, pois as pessoas estão realizando menos trabalho.
• É possível aumentar a vida útil da ferramenta com ângulos de corte aprimorados.

Entendendo a otimização da trajetória da ferramenta para obter a máxima eficiência

A otimização da trajetória da ferramenta é o processo de aperfeiçoamento das trajetórias para melhorar o desempenho da usinagem. Para isso, é preciso controlar a velocidade de corte, a velocidade da mesa e os padrões de movimento.

Benefícios da otimização da trajetória da ferramenta

• Reduz o tempo gasto e o custo da usinagem.
• O desgaste da ferramenta diminui quando a máquina realiza o mínimo possível de movimentos desnecessários.
• Torna o resultado obtido mais preciso e atraente.
• Reduz tanto o calor produzido quanto a tensão exercida sobre os diversos materiais.
• Por meio de algoritmos, as ferramentas CAM mais recentes são projetadas para otimizar automaticamente os percursos de usinagem. Análises mostram que percursos de usinagem consistentes permitem concluir um trabalho 25% mais rápido, sem comprometer a qualidade.

Como decidir qual trajetória de usinagem CNC utilizar?

Há muitos fatores a serem considerados ao escolher o percurso de ferramenta adequado. Se o material for metal, plástico, ou uma figura composta. Algumas formas de geometria (sejam elas elementares ou complexas)

As máquinas podem cortar usando CNC tradicional de 3 eixos ou CNC avançado de 5 eixos. O número de produtos criados durante a prototipagem ou na produção em série. A peça deve apresentar a aparência e a precisão exigidas. Planejar adequadamente o percurso da ferramenta permite que todos os aspectos contribuam para reduzir custos e alcançar boa precisão.

Dicas para ajudar a melhorar o planejamento de trajetórias de usinagem

• Preste muita atenção ao projeto da peça.
• Gere seus percursos de usinagem apenas com qualidade Software CAM.
• Teste o padrão de corte para verificar se haverá algum conflito ou problema.
• Comece planejando uma maneira de dar forma ao seu projeto e, em seguida, encontre o melhor caminho para concluí-lo.
• Você deve verificar e ajustar regularmente as configurações de suas ferramentas e máquinas.

Exemplos de como as trajetórias de usinagem CNC são utilizadas

• Nos setores aeroespacial, automotivo, de dispositivos médicos e de eletrônicos, a produção de componentes complexos depende quase inteiramente de trajetórias de usinagem CNC bem definidas. Por exemplo:
• A maioria das peças aeroespaciais é fabricada com máquinas CNC de 5 eixos para obter projetos detalhados.
• A indústria automotiva se beneficia de estratégias otimizadas de trajetória de usinagem para reduzir o tempo de produção.
• A fabricação de dispositivos médicos exige alta precisão e acabamentos lisos, obtidos por meio de trajetórias de corte CNC precisas.

Conclusão

Compreender os percursos de ferramenta CNC é essencial para qualquer pessoa envolvida na usinagem ou na fabricação. Ao dominar as estratégias de percursos de ferramenta, reconhecer as diferenças entre o CNC de 3 eixos e o de 5 eixos e aproveitar a otimização dos percursos de ferramenta, é possível melhorar significativamente a eficiência da produção, a precisão e a relação custo-benefício.

Com esses conceitos e o novo software CAM, você manterá sua posição de liderança na usinagem CNC.

Perguntas frequentes sobre como entender as trajetórias de usinagem CNC

Qual é a principal diferença entre uma trajetória da ferramenta e um trajeto de corte?

Geralmente, são tratados como se fossem a mesma coisa. Vale destacar que um percurso da ferramenta é o conjunto de trajetórias pelas quais a ferramenta CNC é direcionada, enquanto um percurso de corte é exatamente o que as partes da ferramenta estão cortando.

De que forma a otimização do percurso da ferramenta melhora a usinagem CNC?

Ao reduzir movimentos desnecessários e ajustar os parâmetros de corte, a otimização do percurso da ferramenta diminui o tempo de usinagem, melhora o acabamento da superfície e prolonga a vida útil da ferramenta.

Quando devo usar máquinas CNC de 3 eixos em vez de máquinas CNC de 5 eixos?

Recorte peças planas em máquinas de 3 eixos e formas complexas em máquinas de 5 eixos, que exigem acesso por vários ângulos.

As estratégias de trajetória de usinagem podem afetar o custo da usinagem CNC?

Sim. Estratégias mais eficazes fazem com que as máquinas concluam os trabalhos mais rapidamente, prolonguem a vida útil das ferramentas e reduzam os gastos gerais com a produção.

Existe algum software que possa ajudar a criar trajetórias de usinagem CNC?

Sim. Os projetos e as trajetórias de usinagem para CAM são criados e otimizados com softwares como o Fusion 360, o Mastercam e o SolidCAM.