No entanto, compreender o uso da prototipagem CNC e como fazê-lo de forma eficaz é tão importante quanto compreender os fundamentos deste procedimento de usinagem.
Se você não está familiarizado com como funciona e como gerenciar com eficácia a prototipagem CNC para produzir protótipos eficazes, pode ser um desafio fornecer produtos de qualidade em uma empresa de manufatura. Mas não se preocupe; nós ajudamos você com este guia detalhado sobre prototipagem CNC e quando você deve implementar este processo de usinagem.
A usinagem de protótipos é um procedimento que utiliza uma máquina CNC para fazer protótipos rapidamente. Normalmente, o lote de produção é modesto para fornecer uma réplica visual e funcional do produto final. Em outras palavras, a usinagem de protótipos determina o resultado físico de um projeto de computador.
Os fabricantes podem detectar e eliminar mais facilmente falhas de projeto com a usinagem de protótipos antes de iniciar a produção em larga escala. A eliminação de erros nesta fase do desenvolvimento do produto ajuda na fabricação com boa relação custo-benefício.
A fresagem CNC é frequentemente considerada o método preferido para prototipagem e por um bom motivo. Para começar, este método proporciona um grau excepcionalmente elevado de exatidão e precisão devido à utilização de controles computadorizados que monitoram o movimento da peça e da ferramenta de corte.
Esses controles sofisticados examinam seu projeto de todas as perspectivas possíveis, garantindo que o protótipo desenvolvido seja uma cópia exata do produto final.
A velocidade do CNC é outra vantagem que o torna uma escolha adequada para prototipagem. Ao contrário de outros procedimentos, como a moldagem por injeção, que exige que o fabricante e o desenvolvimento do produto esperem alguns meses antes que as tolerâncias e o molde possam estar prontos, este método não exige uma espera tão longa.
Ao utilizar um sistema CNC, o processo de prototipagem começa com a criação de um modelo CAD 3D do produto final, seguido de sua conversão em arquivos CAM. Ao criar um protótipo, os arquivos CAM armazenam o Código G que direciona o movimento da máquina CNC.
Adotar o processo CNC para prototipagem é a melhor opção na maioria das circunstâncias. No entanto, apesar das suas inúmeras vantagens, outras propriedades do CNC podem ser consideradas desvantagens. Essas desvantagens são as seguintes:
Limitações geométricas:
Uma máquina de prototipagem CNC não pode criar geometrias porque funciona externamente. Isto é especialmente verdadeiro para os componentes internos de um protótipo. Outras tecnologias de fabricação, como a manufatura aditiva, funcionam de dentro para fora, tornando-as ideais para a criação de geometrias internas.
Técnica Subtrativa:
A usinagem CNC de protótipo cria o produto acabado eliminando o material da peça inicial, tornando-a uma técnica subtrativa.
Quando comparado aos métodos aditivos, que funcionam adicionando material a uma peça para formar o item final, isso pode resultar em maior utilização do material. Devido ao aumento da utilização de materiais, os centros de usinagem incorrem em despesas de materiais mais extraordinárias.
Altos custos:
A máquina de prototipagem CNC é mais cara do que a impressão 3D porque os fabricantes incorrem em maiores despesas com materiais. No entanto, você deve observar que o custo adicional de um protótipo CNC vem com maior precisão e capacidade de lidar com uma seleção mais extensa de materiais.
Em outras tecnologias como a impressão 3D, o protótipo está limitado a plásticos como o PLA. Embora o PLA seja significativamente mais barato que os blocos de metal, suas outras propriedades só às vezes atendem às necessidades de prototipagem.
Desafios Técnicos
A usinagem de protótipos CNC requer habilidades técnicas especializadas. Criar arquivos CAD e operar a máquina CNC são habilidades necessárias.
Abaixo estão alguns fatores-chave que podem ajudá-lo a determinar quando uma peça do produto precisa passar pelo processo de prototipagem CNC:
Tamanho: Objetivo de selecionar o tamanho adequado do bloco de material (estoque) e descobrir a máquina mais adequada para o projeto CNC com base nas dimensões do protótipo.
Material: Em relação ao custo, plásticos mais baratos como o ABS serão, sem dúvida, mais econômicos que o aço inoxidável; No entanto, a prototipagem CNC pode utilizar metais mais econômicos, como o alumínio.
Opções de acabamento: As opções para acabamento da peça incluem deixá-la em seu estado usinado, jateamento da peça, anodização da peça ou chapeamento da peça. Qual opção você prefere?
Complexidade: A complexidade do item determina quanto tempo uma máquina CNC levará para terminar a peça. Por exemplo, um produto com geometrias desafiadoras ou extras complicados, como furos roscados ou marcas gravadas, levaria mais tempo para ser finalizado. Isto pode exigir uma máquina mais sofisticada com um maior número de eixos; como resultado, o custo será maior.
Tolerância (precisão): O projeto de prototipagem será mais caro se a tolerância da peça necessária for mais rigorosa, visto que alcançar uma precisão mais precisa requer um tempo significativamente maior.
Tipo de máquina de prototipagem CNC: Os tornos CNC são geralmente considerados menos caros para prototipagem do que as fresadoras. No entanto, os tornos CNC têm utilizações limitadas, que podem não atender às suas necessidades.
Quantidade: Quer você solicite um protótipo ou um grande número de componentes, o preço de cada peça diminuirá devido às economias de escala. Uma empresa de prototipagem CNC considerará o custo de configuração da máquina no custo geral do projeto. Produzir inúmeras peças simultaneamente economiza tempo, pois a máquina não requer configuração para cada item. O tempo gasto na usinagem real para produzir a peça permanece o mesmo, mas o tempo gasto na configuração é reduzido.
Os fabricantes costumam usar amostras para cortar custos e evitar problemas que podem acontecer no futuro. Seria melhor usar fresadoras CNC para fazer protótipos para avançar na fase de testes
Fonte: www.prototool.com
O fresamento CNC é uma das opções mais populares para a fabricação de protótipos e peças que envolvem usinagem e/ou furação. A tecnologia utiliza uma ferramenta de corte cilíndrica rotativa para cortar ou furar um material metálico, sinterizado ou plástico. Em comparação com as técnicas tradicionais de fabricação, o fresamento CNC oferece vantagens como alta velocidade de produção, maior precisão e resfriamento automatizado de peças.
Mas antes que um projetista possa dar vida ao seu projeto em uma máquina CNC, o modelo deve primeiro ser esboçado em um software CAD/CAM. Há uma série de etapas que você deve seguir ao projetar um objeto para o processo de fresamento CNC. Aqui estão algumas das coisas mais importantes que você precisa saber.
Na maioria dos casos, a primeira etapa do processo de fresagem CNC começa com um software CAD/CAM, onde você criará o modelo que deseja produzir. Assim que o projeto estiver concluído, você terá que transferir a peça para o ambiente CAM/CNC, onde será criado o caminho da ferramenta (trajetória) e em seguida realizar o pós processamento, ou seja, transformar a trajetória (linhas guia) gerada pelo CAM em código G, linguagem de programação que controla e dirige o Centro de Usinagem CNC.
Existem algumas técnicas a serem usadas ao projetar modelos para fresamento CNC.
Por exemplo, você pode pegar uma peça e traçá-la manualmente usando caminhos de usinagem vetorial. Para fazer isso, você criará na modelagem a silhueta da peça e as principais características dimensionais, que poderá então ser salva (pensando em peças prismáticas e não peças 3D) e transferida para o ambiente CAM.
Outro método que você pode usar é a conversão automática de imagens. Isso inclui digitalizar seu esboço, salvá-lo como arquivo PDF e converter a imagem em um arquivo DXF. A partir daqui, basta importar o arquivo vetorial DXF para um programa CAM/CNC para gerar o código G necessário.
Parece fácil, certo? Bem, ainda existem outros fatores cruciais a serem considerados ao preparar um desenho CAD para fresamento CNC. Embora a maioria dos programas de software CAM cuide da preparação para você, você ainda terá que inserir certas configurações e verificar vários aspectos do modelo antes de exportá-lo para DXF.
Há uma infinidade de maneiras de otimizar seu projeto para prepará-lo para a fabricação, e esses fatores muitas vezes determinarão o sucesso do resultado. Aqui estão algumas dicas que você deve ter em mente ao preparar um projeto para fresamento CNC.
Ao projetar um modelo para fresamento CNC, você sempre vai querer estar atento à profundidade e ao diâmetro de qualquer cavidade. Na maioria dos casos, as ferramentas de fresa de topo são limitadas no comprimento de corte, sendo capazes apenas de cortar três a quatro vezes o seu diâmetro. Ao limitar a profundidade da cavidade a quatro vezes o diâmetro da ferramenta, você pode obter resultados de primeira linha.
Se você tiver arestas e cantos internos em seu projeto, o diâmetro da ferramenta de corte também deverá ser levado em consideração. Se você deseja obter um acabamento superficial de alta qualidade, pode aumentar os raios dos cantos acima do valor recomendado em cerca de 1 mm.
Por outro lado, se o seu modelo 3D apresentar cantos internos em um ângulo de 90 graus, adicione um raio ou chanfro, não deixe cantos retos.
Você também deve ter cuidado ao diminuir a espessura da parede do seu modelo, pois isso pode reduzir a rigidez de um material, criando vibrações e diminuindo a qualidade geral do acabamento superficial. Para projetos que você pretende usinar em metal, mantenha a espessura da parede em torno de 0,8 mm ou mais. Se você planeja usar material plástico, mantenha a espessura de 1,5 mm ou superior.
Por último, mas não menos importante, a criação de furos no seu desenho CAD também exigirá um planejamento cuidadoso, especialmente com os recursos de diâmetro e profundidade do tamanho padrão da broca. Para furos que exigem tolerâncias restritas, podem ser usados alargadores e ferramentas de mandrilamento. Ao integrar roscas no modelo, mantenha o tamanho pelo menos acima de M2, de preferência em torno da marca M6 ou superior para obter melhores resultados.
Você planeja inscrever um número de peça, uma descrição ou um logotipo em sua peça? Existem algumas dicas que você deve conhecer ao criar um design com texto.
Para confirmar se o processo de fresamento CNC ocorrerá sem problemas, você deve verificar seu modelo para eliminar quaisquer vetores sobrepostos.
Bem, quando um projeto tem vetores empilhados uns sobre os outros, a máquina CNC irá para frente e para trás na mesma área. Para otimizar seu modelo, exclua quaisquer cópias duplicadas de objetos, funda todas as linhas que se sobrepõem e combine diferentes seções do design quando alinhadas corretamente.
Coloque a geometria em uma única camada (2D)
Além de eliminar redundâncias em seu projeto, você também desejará limpar seu desenho CAD antes de importá-lo para o software CAM.
Para fazer isso, você pode reduzir suas linhas vetoriais ao menor número possível de nós antes que a qualidade do projeto seja comprometida. Além disso, certifique-se de exportar apenas as partes necessárias do seu modelo ao converter para um arquivo DXF.
Defina a escala da sua imagem vetorial
Outra forma de otimizar o processo CNC que alguns podem esquecer é dimensionar sua imagem vetorial. Para vetorização de modelos CAD nos formatos de arquivo DXF e DWG, sugere-se manter a unidade do sistema de milímetros, bem como uma precisão ou tolerância de cerca de 0,5 mícron.
Fonte: Ronan Ye - www.3erp.com
A biblioteca de ferramentas Sandvik Coromant CorePlus no CIMATRON faz recomendações inteligentes de ferramentas com base em fatores como material, operação e tipo de ferramenta. Ao utilizar modelos de ferramentas 3D e dados de corte recomendados, os usuários podem otimizar o processo de usinagem sem correr o risco de múltiplas entradas manuais de dados.
A natureza da biblioteca de ferramentas baseada na nuvem significa que os usuários do CIMATRON 2024 podem acessar dados de qualquer lugar com conexão à Internet, tornando-o inestimável para organizações que implementam padrões empresariais ou usuários que trabalham remotamente ou em vários locais.
Tobias Unosson, gerente de produto da Sandvik Coromant, destaca a transformação que esta integração traz, afirmando: "Aqui na Sandvik Coromant temos acesso ao know-how líder mundial em corte de metal. Ao aproveitar o poder da biblioteca de ferramentas CoroPlus, estamos fazendo a seleção de ferramentas e cortando dados prontamente acessíveis, tornando a vida muito mais fácil para os usuários do Cimatron."
A Sandvik é um grupo global de engenharia de alta tecnologia que fornece soluções que melhoram a produtividade, a lucratividade e a sustentabilidade para os setores de manufatura, mineração e infraestrutura.
Suas ofertas abrangem toda a cadeia de valor do cliente e é baseada em extensos investimentos em pesquisa e desenvolvimento, insights do cliente e profundo conhecimento de processos industriais e soluções digitais.
Em 2022, o grupo tinha aproximadamente 40.000 funcionários, vendas em cerca de 150 países e receitas de cerca de 112 mil milhões de coroas suecas em operações contínuas.
Sandvik Coromant é parte do grupo global de engenharia industrial Sandvik, e está na vanguarda em ferramentas de fabricação, soluções de usinagem e conhecimento que impulsionam os padrões e inovações da indústria exigidos pela indústria metalúrgica agora e na próxima era industrial.
Apoio educacional, amplo investimento em P&D e fortes parcerias com clientes garantem o desenvolvimento de tecnologias de usinagem que mudam, lideram e impulsionam o futuro da manufatura. A Sandvik Coromant possui mais de 1.700 patentes em todo o mundo, emprega mais de 8.000 funcionários e está representada em 150 países.
A parceria entre a Sandvik Coromant e o CIMATRON, dois líderes do setor na vanguarda da inovação em manufatura, melhora ainda mais a eficiência do sistema. Com a introdução do CIMATRON 2024, temos o orgulho de apresentar a integração da Biblioteca de Ferramentas CoroPlus, uma adição revolucionária que revolucionará seus processos de fabricação.
Ao combinar a experiência da Sandvik Coromant em ferramentas de corte e sistemas de ferramentas com as renomadas soluções CAD/CAM integradas do CIMATRON, criamos uma colaboração poderosa que agrega valor sem precedentes aos nossos clientes. A inclusão da Biblioteca de Ferramentas CoroPlus no CIMATRON 2024 concede acesso a uma ampla gama de dados de ferramentas de alta qualidade, caminhos de ferramentas otimizados e recursos avançados de simulação.
- Acesse uma extensa biblioteca de ferramentas de corte de alta qualidade: a CoroPlus® Tool Library, — agora, totalmente integrada ao CIMATRON 2024 — dá aos usuários acesso a uma ampla variedade de ferramentas de corte da Sandvik Coromant.
- Recomendação fácil de ferramentas: Com a Biblioteca de Ferramentas CoroPlus, é simples identificar a ferramenta adequada para o trabalho com base no material, operação e tipo de ferramenta. Essas informações podem ser facilmente compartilhadas com outros usuários e colegas de trabalho.
- Economia de tempo: Economize tempo e esforço importando montagens de ferramentas diretamente para o CIMATRON 2024. Biblioteca de ferramentas CoroPlus® – um recurso que permitirá aos usuários encontrar e utilizar as ferramentas relevantes de forma rápida e fácil.
- Melhore a eficiência da usinagem: graças a recursos como modelos de ferramentas 3D e dados de corte recomendados, a CoroPlus® Tool Library pode ajudar os usuários a otimizar seu processo de usinagem e obter melhores resultados sem precisar inserir dados manualmente.
Com a biblioteca de ferramentas CoroPlus® ao seu alcance no Cimatron® 2024, você pode agilizar seus fluxos de trabalho de projeto e fabricação como nunca antes. Beneficie-se de uma vasta seleção de dados de ferramentas precisos, caminhos de ferramentas otimizados e recursos de simulação aprimorados, permitindo que você forneça resultados excepcionais com velocidade e precisão.
Essa integração permite uma colaboração contínua e eficiente entre o CIMATRON e a Sandvik Coromant, garantindo que você tenha as ferramentas necessárias para permanecer na vanguarda da indústria de manufatura.
Redimensionar Raios é uma função inteiramente nova a partir do Cimatron 13, que pode ser aplicada a qualquer série de faces arredondadas, mesmo aquelas que não são verdadeiramente cilíndricas.
A funcionalidade de Redimensionar Raios mede e exibe o valor atual do raio e oferece duas maneiras diferentes de modificá-la.
Você pode definir um novo valor de raio ou optar por ampliar ou reduzir a rodada atual por um valor específico.
Isso oferece uma economia de tempo significativa em comparação à remoção manual de raios e sua substituição por novos recursos.
A JSN nasceu em 1966 com seu fundador recuperando plásticos, naquela época já havia consciência na importância da reciclagem, preservando assim o meio ambiente e reduzindo a quantidade de lixo gerado.
Nesta época produziam botões de roupas com o material reciclado. Com o passar dos anos, a JSN expandiu suas atividades para o mercado automobilístico, segmento de muita qualidade, seriedade e competência. Durante esse período, a JSN fazia injeção de plástico para a extinta empresa "DKW".
Em 1975, a JSN começou um novo desafio, passando a produzir sua própria linha de produtos, tais como: porta copos, porta guardanapos, porta casquinhas, saboneteiras, toalheiros em aço inox e esmaltados. Atualmente, a empresa conta com uma grande variedade de produtos. Nesta época investiu em máquinas para sua própria ferramentaria.
Sempre na vanguarda, a JSN vem incorporando novas tecnologias e equipamentos de última geração para reciclagem e desenvolvimento de moldes de injeção de plásticos. Bem como para a fabricação de peças de aço, visando manter a união entre a tecnologia e o não desperdício de matérias primas e de recursos naturais. Em especial com o reuso da água em sua cadeia produtiva. Além disso, a JSN coloca sempre em primeiro lugar, a satisfação de seus clientes e os usuários finais que buscam um produto diferenciado no mercado brasileiro.
Website: www.jsn.com.br
CAD/CAM Cimatron para Projeto 3D de Produtos, Projetos de Moldes e Usinagem CNC aplicados na engenharia de produtos e na ferramentaria.
Com o Cimatron, foi possível expandir a área de atuação, produzindo assim seus próprios projetos 3D dos moldes na ferramentaria para posterior injeção plástica.
"Antigamente era tudo convencional, sem o software e as máquinas CNCs não conseguíamos fazer nada, não dava para produzir molde nenhum sem o software." conforme comenta o Diretor Marcelo Scalfo.
Atualmente, a JSN faz todos os projetos de moldes utilizando o Cimatron, ou seja, projeto 3D do produto, projeto do ferramental, programação CAM para as máquinas CNC, e também faz os desenhos 3D dos eletrodos para a eletroerosão penetração gerar as cavidades que possuem cantos retos e de geometrias complexas, que não são geradas diretamente pela usinagem CNC.
Nos últimos 3 anos, a JSN produziu 200 moldes para posterior injeção plástica e, assim, produzir muitos produtos com o mesmo molde.
Assim, quando perguntado sobre a competitividade com os concorrentes, o diretor Marcelo Scalfo comentou:
"Não tenho o que reclamar não, nós não temos muitos gastos. Só os Chineses que atrapalham bastante com o preço deles". E se sua demanda tinha aumentado, mesmo com a crise econômica do Brasil nos últimos 3, 4 anos, a resposta foi positiva: "Um pouco aumentou, em torno de 20%."
