As indústrias produzem globalmente inúmeros produtos para atender às variadas necessidades dos consumidores. Elas usam diferentes métodos de fabricação, alguns modernos e outros convencionais. Usinagem e fundição de metais são populares na fabricação de plástico e metal.
Nenhuma dessas tecnologias é inferior à outra; cada uma tem suas áreas de aplicação, então dá excelentes resultados quando usada de forma relevante. Como uma empresa, você quer considerar analisar os prós e contras de cada uma antes de usá-la para um requisito de fabricação específico. Por exemplo, usinar metal é mais rápido do que fundir para produção de baixo volume, mas pode não corresponder à repetibilidade da fundição.
Este artigo compara e contrasta esses métodos de fabricação em detalhes.
Explorando a Usinagem
Usinagem é uma tecnologia de fabricação que envolve a remoção de excesso de material de um bloco ou peça de trabalho para criar uma peça desejada. Maquinistas usam máquinas-ferramentas para executar usinagem de forma controlada e previsível.
A usinagem avançada é realizada por especialistas usando máquinas CNC e ferramentas de corte especiais. A Boda Tech usa especialistas e ferramentas de corte avançadas para ajudar os clientes alcançar sucesso de mercado com usinagem CNC.
CNC significa controle numérico computadorizado. Implica que o processo de usinagem de metal é controlado por computador. No século anterior, o processo de usinagem era manual. O maquinista controlava pessoalmente a máquina usando botões e alavancas.
Um software especial baseado na linguagem G-code está no centro desse controle. Em termos simples, a usinagem CNC permite que o usuário pré-determine a posição e a velocidade e as execute repetidamente e previsivelmente.
Inserindo código para usinagem CNC
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Exemplos de métodos CNC
Desde a fusão de ferramentas com motores na década de 1940, vários métodos de usinagem CNC surgiram. Os métodos de usinagem CNC mais comumente usados incluem os seguintes:
Torneamento CNC
Operação de torneamento de metais em torno
Torneamento é uma técnica popular de usinagem tradicional, provavelmente um dos primeiros métodos de usinagem de metal. Este processo envolve segurar uma peça de trabalho em um mandril ou placa. O mandril ou lugar gira em uma velocidade especificada enquanto uma ferramenta fixada em um dispositivo remove material da peça de trabalho.
O acessório se conecta a um slide móvel, que pode estar em qualquer posição. O slide pode se mover para e da linha central, e para mais perto ou mais longe do mandril/placa.
Maquinistas usam tornos para produzir formas concêntricas em peças de trabalho. Um torno pode produzir recursos como roscas, ranhuras, eixos e cilindros. Contato para aprender sobre muitos outros produtos de torno.
Fresagem CNC
Fresagem CNC
Enquanto a peça de trabalho para operações de torneamento gira, ela é estacionária para operações de fresamento CNC. Em vez disso, um fuso giratório segurando a ferramenta de fresamento gira. Na configuração mais comum, uma mesa que pode se mover nas direções X e Y segura a peça de trabalho firmemente por meio de um torno.
O fuso de uma fresadora CNC pode se mover nas direções X, Y e Z. Ele também pode acomodar diferentes tipos de fresagem ferramentas. Diferentemente da máquina de torneamento CNC, a fresadora CNC pode remover material de peças de trabalho com formatos não convencionais. Alguns recursos que você pode obter com a fresagem CNC são rasgos de chaveta, perfis e chanfros.
Corte a laser CNC
Corte a laser CNC em andamento
Este método de usinagem corta e grava material usando um poderoso feixe de laser controlado por computador. É uma técnica incrivelmente precisa que produz formas intrincadas que são difíceis de serem obtidas manualmente. Os setores médico, automotivo e eletrônico estão entre os principais usuários do corte a laser CNC.
O processo de corte a laser CNC começa com um design do formato desejado. O design do software de design auxiliado por computador (CAD) é então convertido para linguagem de máquina e alimentado na máquina CNC.
Uma vez que a máquina de corte a laser CNC é configurada, o feixe de laser é focado no material para seguir o caminho programado. O feixe remove o material ao longo do caminho por meio de vaporização ou derretimento. Se necessário pela aplicação, esse corte pode ser seguido por etapas de pós-processamento, como tratamento de superfície e rebarbação.
Corte Plasma CNC
Corte plasma CNC
Para este método de usinagem CNC, há uma combinação de três elementos do plasma: velocidade, energia e temperatura. O plasma é um gás altamente ionizado, geralmente chamado de quarto estado da matéria. Ele aquece instantaneamente a maioria dos metais acima de seus pontos de fusão, portanto, é uma força de usinagem muito eficaz.
O processo dessa técnica de corte começa com o fornecimento de gases inertes e oxigênio para a cabeça de corte. A ignição do arco segue, criando instantaneamente elétrons e íons livres, que compõem o plasma. Como o plasma é extremamente poderoso e milhares de graus centígrados quente, ele pode facilmente cortar metal.
O corte a plasma CNC é altamente preciso e eficiente, e é por isso que está presente em muitas indústrias. É amplamente utilizado em automotivo, construção e manufatura, entre muitas outras indústrias que usam metal usinado.
Perfuração CNC
Perfuração CNC
A perfuração CNC é outro processo popular de usinagem CNC de metal que segue quase os mesmos passos de outras operações. Os maquinistas a usam para criar furos redondos em uma peça de trabalho para parafusos e porcas em projetos de montagem.
Primeiro, um design digital é criado usando software CAD. Isso é seguido pela conversão deste design para instruções de máquina de perfuração. O Software CAM é popular para a geração dos códigos necessários para a máquina.
Quando esses códigos são alimentados para a máquina CNC, eles ditam como o processo de perfuração prossegue. O operador garante que a máquina tenha o ferramental certo e então executa a operação de usinagem.
Corte por Jato de Água CNC
Corte por jato de água método
A tecnologia de corte por jato de água CNC compreende um fluxo de água de alta pressão mais abrasivos direcionados à peça de trabalho. Precisa e versátil, essa técnica de usinagem é usada para muitos materiais e indústrias.
A pressão da água pode atingir 90,000 psi, graças às poderosas bombas intensificadoras embutidas na máquina. Outros componentes principais da máquina de corte a jato de água CNC são o bico de jato, sistema de abrasivos, mesa de corte e software de controle.
Os prós e contras da usinagem
| Prós da usinagem | Contras da Usinagem |
| Tolerâncias rigorosas e alta precisão | Usinar formas complexas pode ser caro e demorado. |
| Versátil – pode trabalhar em uma ampla gama de metais e não metais | O tempo de produção é maior para peças que necessitam de alta remoção de material. |
| Com a expertise certa, desperdício mínimo de material | Substituições necessárias para ferramentas, |
| Capaz de produzir acabamento de superfície superior | Necessita-se de elevada experiência para programação CNC e configuração da máquina |
| Repetibilidade através da reutilização de programas CNC salvos | A mesa de trabalho limita o tamanho do metal usinado. |
O que é um Casting?
A fundição de metais é um antigo método de fabricação de metais para criar o produto desejado despejando metal derretido em um molde com formato especial. Depois que o metal derretido é despejado no molde, ele se solidifica após algum tempo.
A aplicação mais popular do método de fundição nos velhos tempos era na produção de armaduras e espadas de soldados. Com o tempo, a fundição de metal avançou para a versão moderna, que é mais complexa e versátil. Pode ser comparada competitivamente no debate usinagem vs fundição.
Espada tradicional
Boda é o lar de processos avançados de fundição, especificamente fundição a vácuo. A empresa produz protótipos de alta qualidade e peças de baixo volume. Ela usa impressão 3D e usinagem CNC para criar padrões precisos.
Considere estes métodos de fundição
Existem muitos métodos de fundição com base no tamanho e formato do produto, entre outras considerações. Abaixo estão alguns dos métodos de fundição de metal mais comuns para usinagem vs fundição.
Fundição de areia
Processo de fundição em areia
Este é outro método tradicional de fundição de metais, que envolve carregar metal fundido em cavidades formadas em areia aglomerada. Conforme o metal fundido se solidifica, ele forma o formato da cavidade. Na forma mais básica, duas caixas, cada uma com o formato de uma seção da peça pretendida.
A fundição em areia é versátil, sendo capaz de produzir peças pequenas e grandes. A maioria dos metais pode ser usada nessa técnica. O processo começa com a formação do padrão, seguido pela criação do molde. Quando a montagem do molde está pronta, o metal fundido é introduzido na cavidade do molde.
O processo tem tempo para esfriar antes que a fundição de metal seja extraída do molde.
Fundição
A fundição sob pressão é um procedimento de fabricação complexo que é popular nas indústrias automotivas, entre outras áreas. Ele envolve a alimentação de metal fundido em uma cavidade de molde para gerar o produto previsto. Alumínio, zinco e outros metais não ferrosos são os mais aplicáveis para serviços de fundição sob pressão.
As etapas gerais da fundição sob pressão são preparação da matriz, preparação do metal, injeção do metal, resfriamento, ejeção e, finalmente, corte.
Peças fundidas sob pressão
As duas principais categorias desse método de fabricação de metal são fundição em câmara quente e fundição em câmara fria. Alumínio e outras ligas com altos pontos de fusão se aplicam à fundição em câmara fria, enquanto a fundição em câmara quente funciona melhor com metais de baixo ponto de fusão, como magnésio.
Siga este guia em Principais metais de fundição para fabricação: escolhas e aplicações para mais informações sobre os materiais.
Fundição de investimento
Fundição por cera perdida
Este método de processamento de metal centenário também é chamado de fundição por cera perdida. Fabricantes de peças precisas preferem esta técnica de fundição, particularmente para produções repetíveis.
O primeiro passo nos métodos de investimento de fundição é a formação de um padrão de cera representando o formato da peça desejada. Uma casca de cerâmica é então aplicada ao padrão e deixada solidificar para criar um molde.
Quando a cera é derretida, ela deixa para trás uma cavidade dentro do molde de concha de cerâmica. O metal derretido é então despejado na cavidade do molde, deixado solidificar e recuperado quebrando o molde. Casting de investimento é uma técnica ideal para peças com formas complexas e superfícies lisas.
Fundição a Vácuo
Parecido com o nome, a fundição a vácuo é um método de fundição de metal que utiliza pressão de vácuo para expelir bolhas e gases do metal fundido e da cavidade do molde, respectivamente. Isso acontece em uma câmara de vácuo com pressão de até 100 bar.
Os fabricantes de peças automotivas são conhecidos por usar fundição a vácuo, embora o método também esteja presente nas indústrias aeroespacial e eletrônica.
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Os prós e contras dos métodos de fundição
| Prós do Casting | Contras do Casting |
| Formas complexas | Não é eficaz para peças muito grandes |
| Custo-beneficio | Defeitos e porosidade em peças |
| Vários tamanhos de produtos | Não é adequado para materiais que não podem ser derretidos e solidificados |
| Versatile | Demorado |
| Desperdício mínimo | Desafiador para entregar tolerâncias extremamente apertadas |
Qual é a diferença entre fundição e usinagem? Pontos a serem lembrados ao escolher
Considere os seguintes pontos ao escolher entre usinagem ou fundição:
Complexidade de design
Para a fabricação de peças complexas, a fundição de metais é melhor do que Serviços de usinagem CNC. Esta técnica é eficaz na produção de cantos e bordas afiadas, que a usinagem teria dificuldade em produzir. Como o metal é primeiro derretido e depois despejado no molde, praticamente nenhuma forma não é produzida.
Este argumento não descarta inteiramente a capacidade da usinagem de produzir geometrias de peças intrincadas. A usinagem CNC é usada para produzir parafusos, porcas e outras peças com características específicas.
Precisão dimensional
A fundição tende a ter menos precisão dimensional do que a usinagem por causa da deformação e encolhimento causados pela incapacidade de controlar completamente o processo de resfriamento. Com ferramentas de corte avançadas e máquinas CNC, há uma vantagem em usinar peças de metal com maior precisão dimensional.
Custo de Fabricação
O custo é uma consideração fundamental para a maioria dos fabricantes que comparam usinagem versus fundição. Alguém pode ser tentado a concluir que a usinagem é o processo obviamente mais caro por causa de todas as tecnologias avançadas envolvidas. No entanto, é importante considerar todos os diferentes fatores e cenários que podem estar em jogo.
O material específico e o volume de produção podem influenciar o custo para ambos os lados. Para volumes baixos, a usinagem CNC pode ter uma vantagem. A fabricação de fundição é mais econômica em altos volumes de produção.
Adequação do Material
O tipo de material usado para fabricar o produto é outro fator significativo. Qualquer metal que possa ser derretido e derramado usando o cadinho pode ser fundido. Uma longa lista de metais ferrosos e não ferrosos se aplica neste caso. A fundição acomoda não metais também, incluindo concreto e epóxi.
Sobre versatilidade, há uma vantagem na usinagem uma ampla gama de metais e não metais.
É importante observar que a fundição funciona melhor para metais específicos que são adequados para o método.
Volume de produção
Jantes de carro
A fundição de metal é mais rápida do que a usinagem de metal na fabricação de peças de alto volume. Enquanto o molde estiver pronto, o tempo de solidificação é menor e o tempo de processamento também.
Se o seu projeto busca produzir muitas peças rapidamente, você prefere usar um método de fundição de metal. A usinagem supera a fundição de metal em velocidade se as peças necessárias forem apenas um punhado. Isso ocorre porque não há moldes para preparar na usinagem de metal CNC.
Prototipagem
Se você estiver no estágio de prototipagem da fabricação, escolher a usinagem CNC em vez da fundição de metal seria melhor comparação entre usinagem e fundição. Os moldes podem ser extremamente caros para esse exercício, provavelmente na casa dos milhares de dólares por design. Além disso, você precisa criar um molde diferente toda vez que um design for rejeitado.
A usinagem CNC é mais flexível quando se trata de mudar um design. Tudo o que é necessário é modificar o modelo e o programa.
Protótipos de metal
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Conclusão
Tanto a usinagem quanto a fundição são relevantes no ambiente de fabricação atual. No entanto, seus prós e contras podem diferir, então suas preferências e adequação em diferentes projetos são variadas. Para alguém que procura o melhor acabamento de superfície, a usinagem seria o melhor método. A fundição é ideal para produtos complexos e produção em massa.
Entre em contato com a Boda Tech para saber mais sobre os meandros de usinagem vs fundição métodos de fabricação. No entanto, se você tiver certeza de qual técnica atende às suas necessidades, solicite peça já seu orçamento.
Perguntas Frequentes
O fundido é mais forte que o usinado?
Não, o fundido é geralmente mais fraco que o metal usinado. Os defeitos internos (porosidade) que se formam durante a fundição tornam o metal fundido mais fraco. As inconsistências na microestrutura fazem com que os metais fundidos sejam mais fracos que os metais usinados.
O CNC é melhor que a fundição?
Depende da aplicação específica e das preferências do usuário. Há casos em que CNC é melhor e outros em que fundição é melhor. Por exemplo, fundição é mais eficaz quando o volume de produção necessário é alto.
Os parafusos são fundidos ou usinados?
Parafusos são usinados, não fundidos. As tolerâncias apertadas necessárias para roscas efetivas são fáceis de serem alcançadas com usinagem, mas não com fundição. A fundição pode introduzir fraqueza por meio de porosidade e outros defeitos, o que pode comprometer a usabilidade dos parafusos.