Usinagem ABS: um guia detalhado

“Para obter peças ABS desejadas com especificações exatas, você precisa entender o processo, os desafios e suas vantagens.”  

A alta resistência, durabilidade, estabilidade térmica e resistência ao impacto do termoplástico ABS o tornam popular para uma ampla gama de aplicações. Você pode ver as peças ABS nas indústrias automotiva, aeroespacial, médica, eletrônica e outras. No entanto, quais métodos de fabricação proeminentes são usados ​​para criar componentes ou produtos ABS? Usinagem ABS é o processo mais preciso e eficaz.

Além disso, este artigo discutirá o processo de usinagem de plásticos ABS, incluindo integração CNC, vantagens, desafios e comparação com a técnica de moldagem por injeção ABS.

O que é usinagem ABS?

É a estratégia de fabricação subtrativa de atingir o formato desejado removendo materiais da peça ABS. Diferentes máquinas e ferramentas de corte são utilizadas para a remoção de material. Enquanto isso, a resistência ao impacto do ABS suporta a usinagem, pois não é danificada à medida que a ferramenta aplica pressão durante o processo. 

Alguns exemplos de equipamentos de usinagem ABS são fresadoras, tornos e centros de torneamento. As máquinas podem realizar fresamento, furação, torneamento, rosqueamento, perfilamento e diversas outras operações em ABS. Além disso, a usinagem pode produzir peças com excelente acabamento e precisão. Além disso, a integração da tecnologia CNC na usinagem de plástico ABS transferiu o processo de usinagem para uma nova era com maior precisão, eficiência e menor custo. 

Assim, a usinagem do ABS pode produzir diversas peças funcionais para aplicações onde Propriedades do plástico ABS são essenciais para necessidades operacionais ou funcionais.

O processo de usinagem ABS convencional 

A usinagem convencional refere-se a um processo de uso intensivo de mão de obra sem controle de computador, onde o operador controla manualmente a máquina para guiar a ferramenta ou peça de trabalho no caminho de corte correto. Tradicionalmente, máquinas de espuma e fresadoras são usadas para peças usinadas em ABS.

1. Usinagem de Torno

Um torno remove material da superfície externa de uma peça giratória presa ao fuso. Enquanto isso, a ferramenta de corte é montada em um porta-ferramenta que pode se mover ao longo de dois eixos (X e Y). À medida que a peça ABS gira, a ferramenta de corte entra em contato com ela e remove o material ao longo de seu comprimento e diâmetro.

A usinagem de torno é adequada para peças cilíndricas de ABS, como hastes ou eixos. Ele pode processar operações como faceamento, rosqueamento, furação e torneamento para obter a geometria desejada.

2. Fresagem ABS 

Na fresadora, a ferramenta de corte gira em vez da peça. A fresa é montada no fuso, que pode se mover ao longo de vários eixos para moldar o trabalho. A ferramenta de fresagem gira em altas velocidades enquanto a peça é alimentada na fresa e as arestas de corte removem o material da área de usinagem.

Uma fresadora pode executar operações de corte, perfuração, mandrilamento e outras operações com base na configuração da ferramenta. Conseqüentemente, o fresamento ABS é adequado para criar formas complexas em peças de trabalho, como bolsões, ranhuras e superfícies curvas. Também é flexível para peças e produtos personalizados, como gabinetes e isoladores de drones.

Embora a usinagem convencional possa ser usada para diferentes necessidades industriais, ela não é tão precisa e econômica quanto a usinagem CNC, especialmente para fabricação em média e grande escala. A mínima intervenção humana durante a usinagem e o percurso da ferramenta controlado por computador garantem tolerâncias rigorosas e tempos de ciclo de produção muito curtos.

O que é usinagem ABS CNC?

Os fundamentos da usinagem CNC são semelhantes aos da usinagem convencional, exceto que todo o controle é feito por software de computador, incluindo movimento da ferramenta, caminho da ferramenta, velocidade de corte e profundidade. 

Usinagem ABS CNC 

Aqui está o processo passo a passo de Usinagem CNC ABS;

1. Projeto CAD

É a primeira etapa, onde é criado um projeto detalhado do componente ou produto pretendido em softwares de computador como AutoCAD e Solidworks. O projeto deve incluir todas as especificações, como dimensões, tolerâncias, características, disposição de encaixe para montagem, etc.

2. Seleção de grau ABS

A seguir, existem três tipos principais de plásticos ABS: alto impacto, baixo impacto e alta resistência ao calor. Escolha o grau de ABS adequado com base nos requisitos da sua aplicação. Ao mesmo tempo, o custo de cada nota deve ser considerado.

3. Instruções digitais/códigos G e 

Os códigos G e M são as instruções digitais que ditam os movimentos da ferramenta para cortar os materiais com precisão. Esses códigos podem ser obtidos processando o desenho em software de computador como CAM. Eles também incluem o caminho de corte que a ferramenta seguirá para usinagem.

4. Seleção de ferramentas 

Aqui você também deve escolher as ferramentas para usinar o plástico ABS. Normalmente, ferramentas de aço rápido são usadas em Usinagem ABS CNC.

5. Configuração de usinagem 

Esta etapa inclui fixar a peça de plástico ABS à base de trabalho ou mandril no fuso, dependendo da máquina que você está usando. Além disso, alinhe a peça de trabalho e a ferramenta. Em seguida, defina os parâmetros de corte e carregue o código G.

6. Usinagem e Monitoramento

Depois de executar o código G, as máquinas CNC começam a funcionar e a ferramenta molda o material ABS em um caminho e taxa pré-determinados. Enquanto isso, são aplicados refrigerantes para minimizar o risco de danos térmicos devido ao calor gerado.

Assim, o processo pode mostrar que a usinagem CNC é preferida pelo custo e pela precisão. Pode criar geometrias mais complexas do que máquinas convencionais.

Aqui está a tabela mostrando algumas diferenças importantes:

Tabela: Usinagem Convencional Vs CNC ou Plástico ABS 

Vantagens da usinagem ABS

Embora o ABS possa ser processado em peças acabadas com vários métodos, a usinagem CNC de ABS oferece vários benefícios, incluindo precisão, personalização e flexibilidade de produção.

• Os processos de usinagem podem produzir componentes usinados em ABS de diferentes formatos, tamanhos e recursos.
• A usinagem CNC ABS pode fornecer precisão excepcional, por exemplo, ±0.005″ para dimensões lineares.
• A usinagem de plástico ABS pode ser usada para geometrias de formas personalizadas.
• As excelentes propriedades mecânicas e físicas do plástico ABS resultam em peças e produtos duráveis, independentemente da área de aplicação.
• É econômico para prototipagem rápida e produção de pequenos lotes. 
• As peças ABS de usinagem podem ser processadas rapidamente com acabamento superficial para atingir a suavidade e estética desejadas.
• Em comparação com a moldagem por injeção, a usinagem do ABS é rápida, pois não há necessidade de moldes detalhados ou outras ferramentas pesadas.

Custo de usinagem CNC ABS

Como outros projetos de usinagem, o custo de usinagem ABS depende de muitos fatores, desde a complexidade do projeto e precisão até a capacidade do equipamento de usinagem.

Além disso, o custo difere significativamente dependendo se você usa usinagem convencional ou CNC. A produção em larga escala com CNC é menos dispendiosa, enquanto as máquinas convencionais podem usinar abdominais de baixo custo se você precisar apenas de alguns itens.

A seguir estão os típicos Fatores de custo de usinagem ABS que influenciam os custos finais;

• Custo de Design
• Custo material
• Custo de Ferramentas
• Custo da máquina
• Custo do trabalho 
• Custo de controle de qualidade e inspeção
• Custo de acabamento superficial
• Estoque e custo de envio 

Esses fatores ou falhas também podem ser diferentes para diferentes projetos de usinagem. Por exemplo, algumas peças podem não precisar de acabamento superficial se o acabamento usinado atender aos requisitos.

Para entender melhor o custo da usinagem ABS, vamos dar uma olhada exemplo de usinagem de ABS para carcaça eletrônica. 

• Produto: Carcaça ABS personalizada para dispositivos eletrônicos
• Dimensões:: 150 x 100 x 50 
• Tolerâncias: ±0.2 mm para dimensões críticas e ±0.5 mm para dimensões não críticas
• Finalizar (Rá): 0.9 μm para superfícies externas e 1.8 μm para interiores
• Nº de itens: 50

(Observação: é um exemplo de estimativa de custo; pode diferir de um projeto para outro com base na complexidade e outros fatores)

Aplicações de usinagem ABS

Peças de usinagem ABS

Peças e produtos usinados em ABS estão por toda parte, desde automotivos e eletrônicos até itens de uso diário. Seu baixo peso e propriedades mecânicas suficientes podem atender às diferentes necessidades operacionais e funcionais das aplicações. Além disso, a versatilidade da usinagem ABS CNC pode lidar com projetos complexos e recursos personalizados.

Tabela: Aplicações de Usinagem ABS 

Existe alguma alternativa? Moldagem por injeção de ABS

Além da usinagem CNC, as peças de plástico ABS podem ser feitas com outras abordagens, como impressão 3D, formando vácuoe moldagem por injeção. Entre estes, Moldagem por injeção de ABS é particularmente popular para produção em larga escala de ABS. 

O método de moldagem por injeção envolve a injeção do ABS fundido em um molde de injeção a alta pressão. O ABS líquido flui então dentro das cavidades do molde e toma forma. A seguir, após o resfriamento, a peça solidificada é ejetada do molde, e o mesmo molde repete os ciclos subsequentes.

Embora a fabricação inicial do molde seja mais cara para Moldagem de plástico ABS personalizada do que o custo do ferramental de usinagem, a durabilidade do molde torna as peças mais baratas do que a usinagem CNC na produção em massa. O menor tempo de ciclo e repetibilidade devido ao molde reduz significativamente o custo por peça.

Tabela: Moldagem por injeção de ABS vs. Usinagem CNC 

Desafios da usinagem ABS CNC 

Primeiro, a peça pode ser enrolada ou derretida durante a usinagem, principalmente devido à necessidade de ferramentas e parâmetros adequados. Em seguida, a tensão interna do ABS pode causar deformação e outros defeitos superficiais. Esses dois são os principais desafios de usinagem de ABS associados às propriedades do plástico ABS. Além disso, também existem outros desafios de precisão, desgaste de ferramentas e acabamento superficial.

1. Desafios dimensionais e desgaste de ferramentas 

A instabilidade da peça ou a leve deflexão da ferramenta são suficientes para causar imprecisões dimensionais. Portanto, a peça de trabalho e a ferramenta devem ser firmemente fixadas e alinhadas antes do processo. A deserção da ferramenta também causa desgaste rápido da ferramenta que pode aumentar o custo do ferramental e até mesmo danificar a peça de trabalho.

2. Desafio de distorção térmica

O atrito da ferramenta e da peça gera calor, o que pode resultar na expansão térmica do trabalho do ABS. O calor pode derreter as áreas de usinagem e deixar marcas de queimadura. O material correto da ferramenta, a geometria de ponta e a refrigeração são necessários para evitar isso. Por exemplo, arestas de corte afiadas facilitam a remoção eficaz de cavacos e ajudam a criar um acabamento liso. Enquanto isso, refrigerantes à base de água podem ser aplicados durante a usinagem de plástico ABS.

3. Problemas de acabamento Surace

Geometria incorreta da ferramenta e variáveis ​​de corte (velocidade, profundidade) são as principais razões para problemas de acabamento superficial no fresamento de plástico ABS. A ferramenta pode traçar as marcas de corte e rebarbas ou lascas podem ficar presas à superfície de usinagem. Por exemplo, as geometrias preferidas para usinagem ABS incluem fresas de topo de canal único ou fresas de topo de alta hélice/folga com ângulos de inclinação positivos.

4. Considerações pós-usinagem

Após a usinagem, pode ser necessário rebarbar ou outro acabamento superficial adicional para garantir a qualidade e funcionalidade das peças ABS usinadas. O processo de rebarbação remove arestas vivas e rebarbas, enquanto técnicas de acabamento como lixar, polir ou pintar melhoram a estética e o desempenho.

Temos máquinas CNC de 3 e 5 eixos para usinagem ABS

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CNC serviço de usinagem

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Resumindo

Os processos de usinagem moldam com precisão o material ABS com diversas operações, corte, furação, fresamento, torneamento, etc. Usinagem ABS adequado para diversos componentes em todos os setores. Além disso, o uso de máquinas CNC para fabricar peças ABS reduz significativamente o custo de prototipagem e produção de pequenos lotes, ao mesmo tempo que melhora a precisão e o prazo de entrega em comparação com máquinas convencionais de espuma ou fresadora.

No entanto, alguns desafios relacionados ao alinhamento da ferramenta, danos térmicos e imprecisões dimensionais podem afetar a qualidade final. No entanto, existem soluções e considerações para resolver tais questões.

Perguntas Frequentes

Posso usinar plástico ABS em CNC?

Sim, o plástico ABS pode ser usinado CNC de acordo com as especificações do projeto.

A usinagem ABS CNC é cara?

Normalmente, é econômico usinar peças ABS. No entanto, o custo global pode depender da complexidade da peça, das tolerâncias e do volume de produção. 

Quais são os desafios na usinagem ABS? 

Você pode enfrentar desafios como gerenciar propriedades do ABS, como resistência ao calor e fragilidade. Além disso, existe o risco de defeitos superficiais como rebarbas e empenamentos durante a usinagem.

A usinagem de peças ABS é durável? 

Sim! As peças usinadas de ABS são geralmente consideradas duráveis. No entanto, a vida útil exata de uma peça do produto depende do grau do ABS, do pós-processamento e das condições operacionais.