As peças metálicas têm características e aplicações diferentes dependendo da indústria e do projeto. Para criar peças metálicas, engenheiros e designers precisam conhecer os materiais, processos de fabricação e casos de uso das peças. Existem muitas maneiras de fazer peças metálicas, e cada uma tem suas próprias vantagens e desvantagens. Este artigo dará uma breve introdução dos principais métodos de fabricação de peças metálicas e seus prós e contras.

A forma como as peças metálicas são fabricadas pode variar muito. Cada processo tem suas próprias vantagens, materiais compatíveis e trade-offs. Uma compreensão mais profunda da gama de métodos de fabricação melhorará este processo de tomada de decisão. Esta é uma visão geral de 8 processos de fabricação diferentes que podem ser usados para criar peças metálicas personalizadas.  

Estes são:

Fresagem CNC e torneamento CNC

Extrusão

Fundição de metais

Fundição sob pressão

Moldagem por injeção de metais

Forjamento

Chapas metálicas e estampagem

Impressão 3D em metal

1,Torneamento e fresagem CNC

Existem dois tipos principais de tecnologia de usinagem CNC. As fresadoras CNC são fresas automáticas. Eles usam uma cabeça giratória do eixo para cortar o material indesejado. A rotação faz com que o material gire contra uma ferramenta estacionária para remover o material na forma desejada. Eles são adequados para uma ampla gama de materiais, incluindo plásticos, alumínio, aço inoxidável e titânio.

Como funciona a usinagem e torneamento CNC

Torneamento CNC envolve o uso de tornos CNC ou centros de torneamento CNC multi-eixos. Os fabricantes usam tornos CNC para transformar materiais com características cilíndricas e concêntricas em peças. Tornos elétricos incorporam fresas e brocas para produzir recursos fora do eixo sem alterar plataformas. Tornos CNC especializados, muitas vezes referidos como máquinas suíças, são projetados para produzir rapidamente peças pequenas com características complexas, combinando várias ferramentas e fusos dentro da máquina.

Um torno típico girará a peça em um eixo central para remover características envolvendo ferramentas de corte rígidas. Outras funções executadas por um torno incluem a criação de roscas internas e externas, criação de características de flange, ranhuras de anel O e serrilhamento.

Tornos CNC e moinhos CNC têm configurações de eixo diferentes. um torno CNC é tipicamente uma máquina de 3 ou 4 eixos com um único eixo. A usinagem CNC de 3 eixos processa material nos eixos X, Y e Z e remove aparas em todas as três direções. Ferramentas de 4 eixos combinam as características concêntricas de um torno com o movimento inclinado fora do plano de um moinho. Os tornos são ideais para peças redondas e são mais intensivos para formas irregulares e bordas afiadas, enquanto as fresadoras são o oposto.

A tecnologia CNC mais moderna suporta até 5 eixos. Essas ferramentas adicionam capacidades de inclinação e rotação aos eixos X, Y e Z tradicionais, permitindo o corte preciso de peças mais detalhadas. A usinagem de 5 eixos também é mais eficiente porque permite a criação de mais recursos de peças em uma única operação. As fresadoras estão disponíveis em uma variedade de configurações, tipicamente utilizando 3, 4 e 5 eixos.

CNC significa Computer Numerical Control e os operadores controlam moinhos CNC e tornos usando G-code, uma linguagem de programação que fornece instruções para o movimento da máquina. Instruções de programação modernas são criadas usando o software Computer Aided Manufacturing (CAM). Este código instrui a máquina para onde mover a cabeça de corte. Ele também controla sua velocidade e alimentação, ou seja, rotação, profundidade de corte e movimento da peça. A complexidade do código G depende do número de eixos na máquina e do conjunto de ferramentas usado.

O que é usinagem CNC?

Materiais CNC

Moinhos CNC e tornos CNC são adequados para materiais semelhantes. Estes incluem alumínio, latão, bronze, cobre, aço, aço inoxidável, titânio e ligas de zinco. Essas ferramentas também são adequadas para plásticos e compósitos, como acetal, ABS, G-10 e materiais de alto desempenho, como PEEK ou PTFE.

Casos de uso CNC e indústrias

As fresadoras CNC são um cavalo de trabalho de fabricação porque são precisas e repetíveis. Isso significa que eles são ideais para prototipagem rápida e produção de pequeno a alto volume. Sua versatilidade com materiais os torna ideais para quase qualquer trabalho.

Tornos CNC são igualmente versáteis. A produção com tornos também requer menos configurações operacionais mãos livres, tornando-as uma escolha eficaz para uma variedade de casos de uso. A forma da peça e tolerâncias especificadas geralmente ditam qual dos dois métodos a usar - peças concêntricas com a necessidade de um torno e peças de canto que exigem moagem.

As indústrias que usam usinagem CNC incluem:

Aeroespacial e defesa

Automóvel

Produtos de consumo

Electrónica

Industrial

Medicina e Odontologia

Robótica

2. Extrusão

A extrusão envolve empurrar metal aquecido ou plástico através de um molde. Na prática, é semelhante a espremer um tubo de pasta dental. O dado cria uma forma líquida, como um tubo, estrutura L ou característica mais complexa. A extrusão de peças metálicas geralmente requer pós-processamento, como corte, perfuração ou usinagem. É ideal para grandes quantidades de peças que exigem uma seção transversal constante.

Isso ocorre porque os perfis extrudados podem ser quase qualquer forma com uma seção transversal contínua. Um bom exemplo são os quadros de janelas, com múltiplas funções para segurar diferentes painéis na montagem. Eles podem até ser ocos, como tubos quadrados, redondos ou hexagonais. O fabricante determina sua forma ao criar a forma do molde.

Como Funciona a Extrusão

Os três tipos de extrusão são extrusão quente, extrusão fria e fricção. A extrusão quente envolve altas temperaturas para evitar o endurecimento do material de trabalho. A extrusão fria envolve perto da temperatura ambiente, o que oferece algumas vantagens sobre a extrusão quente. O material pode ser mais forte, menos oxidado ou ter tolerâncias menores. Finalmente, a extrusão de fricção envolve o uso de força para empurrar a carga para dentro da matriz.

Materiais de extrusão

Os materiais de extrusão podem ser pla