A fresagem é um processo ou ferramenta de Controle Numérico Computadorizado (CNC) para moldar madeira, plásticos e metais macios. O controle computadorizado de Roteamento CNC É capaz de cortar, perfurar e gravar esses materiais com precisão, transformando-os em peças específicas. Além disso, sua rápida remoção de material e capacidade de moldar detalhes são indispensáveis em aplicações que exigem foco em determinados materiais.
Vamos analisar sua composição simples, incluindo: O que é fresagem CNC?O processo de roteamento, roteadores CNC, vantagens, aplicações, limitações e muito mais.
O que é roteamento CNC?
A primeira pergunta na sua cabeça poderia ser: o que é roteamento CNC? É uma das abordagens de usinagem populares na fabricação moderna. Como outro padrão usinagem CNC, roteamento refere-se à moldagem de materiais compatíveis na forma ou geometria desejada. No entanto, a diferença está nas ferramentas e nos recursos.
A máquina de roteamento usa uma ferramenta especializada chamada roteador com uma broca rotativa. Esta fresadora se move pela peça de trabalho seguindo as instruções (código G) e caminhos de ferramenta pré-determinados para moldar para realizar as operações de usinagem. Além disso, envolve uma grande base CNC e baixa pressão da ferramenta. Como resultado, as operações de roteamento são adequadas para planilhas finas e grandes.
Como funcionam as máquinas de fresagem CNC?
A máquina envolve uma mesa para segurar o material e um fuso para segurar a broca da fresadora CNC. Primeiro, os códigos G são enviados ao controlador CNC e a broca vai para a posição inicial de corte. Ao mesmo tempo, o operador define os parâmetros de usinagem, como profundidade de corte, velocidade do fuso, etc. Em seguida, o fuso se move em vários eixos para remover o material e criar a forma desejada, geralmente X-horizontal, Y-vertical, e altura Z.
Aqui, você deve estar se perguntando como a máquina roteadora controla o fuso. O fuso está conectado a vários motores e guias lineares. À medida que os códigos G são carregados, o controlador converte em sinais elétricos que controlam esses motores e guias.
Aqui está o processo passo a passo de roteamento CNC:
- modelagem 3d: Este é o primeiro passo. O designer criou um modelo detalhado com todas as especificações, recursos e tolerâncias.
- Código G: Os códigos G são obtidos processando o modelo 3D em software CAM. Ele contém todas as informações de usinagem.
- Configuração da máquina: Na configuração da máquina, são necessárias máquinas-ferramentas e fresas CNC adequadas para obter os resultados desejados. Da mesma forma, fixando a peça de trabalho na base da máquina.
- Posicionamento Zero: O bit do roteador é definido na posição inicial (referência 0, 0, 0).
- Usinagem: A broca de fresagem gira em altas RPM e começa a remover o material ao longo do caminho predeterminado.
- Monitoramento: A usinagem vai até a forma final. Assim, o processo permanece sob observação quanto a possíveis desgastes da ferramenta, deflexões de precisão e outros defeitos.
- Acabamento de superfície: Acabamentos adicionais, como jato de areia, rebarbação e escovação, são aplicados se o acabamento usinado não for suficiente para funcionalidade ou estética.
- Controle de Qualidade: As inspeções e medições finais garantem que as peças atendam às especificações e padrões desejados.
Quais são os principais componentes de um roteador CNC?
Uma fresadora CNC é um maquinário complexo. Consiste em vários componentes, cada um com uma função e função únicas. A ação cumulativa desses componentes completa o processo de roteamento CNC.
A seguir estão os seis componentes principais:
1. Estrutura e Pórtico
A estrutura é normalmente um suporte com pernas feitas de alumínio ou aço de alta qualidade. Resiste à força de corte e amortece as vibrações, proporcionando rigidez e estabilidade à máquina. Da mesma forma, o pórtico suporta estruturalmente os movimentos do fuso e da cabeça de corte.
2. Mesa ou cama
São superfícies planas com ranhuras em T ou sistemas de fixação a vácuo, que permitem fixação e fixação. Assim, mesas ou camas são responsáveis por posicionar e segurar as peças com segurança para usinagem. Além disso, as bases também contêm sensores de caminho da ferramenta ou ocasionalmente estragam placas de MDF.
3. Fuso
São os componentes que fornecem a força de corte necessária durante o fresamento CNC. Fundamentalmente, o fuso é um eixo rotativo conectado a vários motores, rolamentos e sistemas de orientação para controle de movimento. Ele também contém uma pinça ou mandril para segurar as ferramentas de corte, como fresas que giram e se movem com o fuso. Posteriormente, ele pode girar a uma velocidade de 10,000-20,000 rpm.
4. Ferramentas de corte
A fresadora permite o uso de diferentes ferramentas de corte para obter formas complexas e necessidades de usinagem exclusivas. Alguns kits de roteamento envolvem brocas em V, cortadores esféricos e de ponta, brocas, brocas de acabamento reto e nivelado, Surfacer Spoilboard, etc.
Cada uma dessas variedades de ferramentas tem usos de usinagem distintos. Por exemplo, as brocas retas são adequadas para cortes retos e ranhuras, enquanto as brocas em V são para aplicações de gravação.
5. Motores de Eixo
Como sabemos, o fuso se move ao longo de vários eixos para operações de roteamento. Conseqüentemente, os motores de eixo facilitam isso por meio de suas coordenadas precisas e controle de movimento. Você pode encontrar dois tipos de motores usados no acionamento do eixo: servomotores e motores de passo.
Os servo motores movem o pórtico e o motor do fuso em direção aos trilhos-guia com base nas instruções do código G. Eles usam feedback para ajustar a velocidade e a posição continuamente. Em contraste, o stepper é mais simples e se move em passos discretos para controlar a posição e a velocidade. Da mesma forma, um sistema de cremalheira e pinhão é fixado ao longo do eixo mais longo, permitindo que o fuso ou pórtico se mova ao longo dos eixos X e Y.
6. Controlador CNC
Um controlador CNC é um componente eletrônico de máquinas de roteamento CNC. Consiste em um processador de controle (CPU), armazenamento (RAM), portas de entrada e saída e um circuito de acionamento. Este controlador recebe os códigos g e executa enviando o sinal elétrico aos motores. Portanto, os motores (e, finalmente, o fuso) se movem seguindo os sinais do controlador.
Tipos comuns de roteadores CNC
Existem vários tipos de fresadoras CNC com base no tamanho, capacidades e aplicações de usinagem específicas. Mesmo assim, discutiremos aqui os três tipos principais: roteadores industriais, desktop e multieixos.
Roteador Industrial
Os roteadores industriais são adequados para fabricação pesada devido aos fusos de alta potência. Estas são máquinas grandes e robustas que lidam com projetos de roteamento intensivos. Além disso, eles exigem mais espaço do que o roteador de hobby ou de mesa. Além disso, os roteadores industriais são essenciais em marcenaria, fabricação de metal, aeroespacial, automotiva e marítima para usinagem rápida e precisa de diversas peças.
Roteador de mesa
Os roteadores de mesa são máquinas CNC eficientes e poderosas que podem mover três ou mais eixos. Porém, eles são pequenos e projetados para eficiência de espaço e facilidade de uso. Esses roteadores não conseguem lidar com roteamento industrial pesado devido a limitações de capacidade. No entanto, um roteador CNC de mesa é ideal para pequenas empresas, oficinas domésticas e entusiastas de roteadores DIY.
Roteadores CNC multieixos
Para usinagem complexa, existem roteadores com diferentes capacidades de eixo. Essas máquinas possuem habilidades de movimento de 3, 4 ou 5 eixos, até mais de 5 em alguns casos. À medida que o número de movimentos dos eixos aumenta, as máquinas podem criar peças mais complexas e precisas. No entanto, a escolha depende da complexidade, tolerâncias e material da peça.
Benefícios e limitações do roteamento CNC
A primeira vantagem significativa do roteamento CNC é a usinagem rápida e precisa de materiais macios. Vamos discutir benefícios e limitações simples.
Benefícios
- Ele pode atingir uma precisão de aproximadamente ± 0.0025 mm e está muito à frente dos roteadores portáteis tradicionais.
- O grande tamanho da base da tupia permite a usinagem de chapas ou peças grandes.
- Ferramentas avançadas como roteadores ATC permitem a troca automática de bits de roteador CNC durante a operação, reduzindo o tempo de ciclo.
- O roteamento oferece excelente repetibilidade. Ele pode criar formas complexas idênticas de forma consistente.
- É econômico e pode criar formas complexas a partir de materiais CNC compatíveis.
Limitações
- A fresadora CNC também tem algumas limitações. Não pode usinar materiais duros como aço e titânio.
- O tamanho da base do CNC limita o tamanho da peça e a mudança no projeto exige muito tempo.
- A máquina roteadora pode fazer barulho devido ao seu sistema de vácuo.
Materiais para processo de roteamento CNC
Como o roteamento é um processo de usinagem preferido para materiais macios, você pode pensar que é compatível com menos Materiais de usinagem CNC opções. Pelo contrário, a fresadora pode usinar diversos plásticos, madeiras e alguns compósitos e metais. Só é inadequado para metais e ligas com alta dureza.
A seguir estão os materiais para o processo de roteamento.
- Madeiras (macias, duras e dobradas)
- Acrílico
- Polietileno de alta densidade (HDPE)
- Polycarbonate
- Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS)
- Cloreto de polivinila (PVC)
- Alumínio e suas ligas (2024, 6061, 6062, 7075, etc)
- Resina
- Cobre
- Aço
- Fibra de vidro
Aplicações de peças de roteador CNC
As capacidades avançadas de usinagem e a diversidade de materiais tornam o processo de roteamento CNC aplicável em muitos setores, como fresadora CNC de madeira, forma e gravação de metal, sinalização, fabricação de moldes, etc.
Fabrica móveis sofisticados e carpintarias personalizadas em marcenaria, sinalização 3D e placas gravadas para empresas e eventos. Posteriormente, os instrumentos musicais usam peças de fresagem CNC, como corpos de guitarra e carcaças de bateria. Na indústria automotiva e aeroespacial, é um método popular para prototipagem rápida de diversos componentes.
Além disso, as peças do roteador também são valiosas na fabricação de moldes, modelos arquitetônicos, placas de circuito, aplicações marítimas, gabaritos e acessórios, gabinetes eletrônicos, etc.
Roteamento CNC vs. Fresamento: Quais são as diferenças?
| Critérios | Roteamento CNC | Fresagem CNC |
| Trabalho | Um fuso se move ao longo dos eixos X, Y e Z com uma fresa rotativa que remove o material. | O fuso se move ao longo de múltiplos eixos (3 ou mais) com uma ferramenta de corte com alta força de corte para remoção de materiais. |
| Rigidez | As fresadoras são menos rígidas que as fresadoras. | A estrutura robusta e a estrutura das fresadoras CNC as tornam altamente rígidas. |
| Agilidade (Speed) | A máquina de roteamento CNC opera em alta velocidade. | Velocidades de corte baixas a moderadas |
| Capacidades materiais | Madeira, plásticos, espuma e alguns metais macios e compósitos. | Quase todos os materiais CNC, desde plástico até metais duros e ligas. |
| Força de Corte | Forças de corte baixas a médias | Altas forças de corte |
| Precisão | Excelente precisão na usinagem de materiais específicos com uma tolerância tão baixa quanto ± 0.0025 mm. | Mais do que roteamento, tolerâncias restritas para projetos complexos e detalhados. |
| Complexidade | Mais adequado para usinagem em larga escala do que para complexidade. | A fresagem lida com projetos complexos e detalhados. |
| Opções de ferramentas | Brocas retas, brocas de acabamento nivelado, brocas arredondadas, ranhuras em V, etc. | Diversas opções de máquinas-ferramenta além de fresas, fresas de topo, fresas de facear, brocas, ferramentas de chanfro, fresas de ponta esférica, etc. |
| Custo | Altamente rentável | Caro que roteamento |
Comparando roteador x fuso: o que você precisa saber
O roteador e o fuso têm uma finalidade semelhante. No entanto, eles apresentam diferenças em desempenho e aplicações. O fuso opera com alto torque e baixa velocidade de corte. Por outro lado, o fresamento envolve baixo torque e velocidade de corte muito alta. Em seguida, o desvio de um fuso é de 0.0002 polegadas ou menos, enquanto varia de 0.0010 a 0.0015 polegadas para uma fresadora. fonte.
O roteador é aplicável na criação de móveis, gravuras, arte, peças de plástico e metal macio e protótipos. Por outro lado, o fuso de alta velocidade é a melhor escolha para aplicações industriais pesadas. Assim, escolher entre roteador e fuso requer a consideração de alguns critérios de seleção. Esses critérios são material da peça, precisão, complexidade, custo, volume operacional, etc.
Como inicio o roteamento CNC?
Iniciar a fresagem CNC envolve a execução cuidadosa de vários passos. Antes de começar, você deve ter um modelo 3D da peça pretendida em formato compatível, como STEP, STL e DXF. Então, aqui estão as etapas cronologicamente:
- Ative o controlador CNC, controle remoto, cama/mesa e coletor de pó.
- Escolha a fresa CNC apropriada e fixe-a em uma pinça ou mandril.
- Coloque a peça de trabalho sobre a mesa ajustando as zonas de vácuo.
- Posicione a broca na posição inicial e faça as coordenadas 0, 0, 0.
- Insira o arquivo CAD/CAM no controlador e execute o programa.
- Monitore o processo continuamente até o final.
Posso usar qualquer broca de roteador para máquinas roteadoras CNC?
Não! Você não pode usar nenhum bit de roteador para máquinas roteadoras CNC. Qual bit usar depende do roteamento que vai para a máquina. Cada tipo de fresa CNC possui compatibilidade de material e recursos de usinagem específicos. Por exemplo, você pode usar bits em V para gravação detalhada em madeira, mas bits retos não conseguem isso.
Portanto, você deve escolher a broca certa de acordo com o material de trabalho e os resultados desejados. Caso contrário, afetará a tolerância, a velocidade e o acabamento superficial. Às vezes, ferramentas erradas também podem danificar a peça e a própria ferramenta. Aqui, é melhor consultar um especialista para escolher a broca de roteador certa para qualquer projeto específico.
Conclusão
O trabalho da fresadora CNC converte os projetos em peças físicas com especificações exatas. Oferece precisão e economia na usinagem de qualquer material adequado. No entanto, a escolha das ferramentas e parâmetros corretos, o uso de equipamentos avançados e as habilidades do operador decidem o resultado final.
RapidDirect possui maquinário avançado e experiência para lidar com qualquer projeto de roteamento CNC. Nós fornecemos todos Serviços de usinagem CNC em diferentes indústrias. Nossos serviços confiáveis vão desde a prototipagem rápida até a produção em massa de peças industriais e personalizadas. Nossos engenheiros experientes trabalham em estreita colaboração para garantir que possamos superar as expectativas do cliente. Portanto, se você precisar de roteamento CNC ou serviços semelhantes, poderá solicitar um orçamento para nossas soluções de usinagem CNC precisas, porém acessíveis.
