CNC de 4 eixos - As várias características e detalhes importantes sobre ele

As máquinas CNC de 4 eixos são versões avançadas dos centros CNC de 3 eixos que revolucionaram o domínio da modelação de peças. Com a instalação do quarto eixo, estas máquinas melhoraram significativamente a qualidade da maquinagem.

Um 4 eixos Máquina CNC tem quatro eixos, o que lhe permite efetuar operações complexas, tais como fresagem, torneamento, perfuração e muito mais. Esta capacidade multitarefa permite que as máquinas executem vários trabalhos em simultâneo. Neste guia completo, iremos explorar as características e capacidades das máquinas CNC de 4 eixos para lhe proporcionar uma compreensão completa das suas capacidades.

Sem mais demoras, vamos mergulhar nos pormenores e descobrir tudo o que precisa de saber sobre estas máquinas avançadas.

O que é uma máquina CNC de 4 eixos?

Uma máquina com controlo numérico computorizado (CNC) remove normalmente material de uma peça de trabalho para obter o desenho pretendido, tal como fresagem, viragemou centro de encaminhamento. Ao mesmo tempo, um CNC de 4 eixos A máquina tem quatro eixos, três dos quais permitem o movimento linear e um de rotação. A peça é moldada com uma ferramenta de corte montada num eixo que pode ser deslocado.

Substitutos de 4 eixos para máquinas CNC de nível básico, os centros CNC brilham quando trabalham com grandes quantidades de material ou projectos sofisticados.

Funcionamento da máquina CNC de 4 eixos: 

Para começar, as máquinas CNC básicas com três eixos lineares permitem que um fuso seja movido em três dimensões: X, Y e Z. Por outras palavras, a ferramenta de corte pode mover-se em diferentes direcções, como para a frente e para trás, de um lado para o outro e para cima e para baixo. Um eixo A é encontrado num centro CNC sofisticado.

O eixo A é um movimento rotativo e não um movimento linear. Permite que uma peça de trabalho seja rodada em torno do eixo X. Como resultado, o material pode ser removido da frente de uma peça de trabalho e de qualquer área da sua superfície e em qualquer ângulo.

O quarto eixo necessita de uma programação suplementar, o que complica a fase preparatória. Não existem muitas soluções de programação concebidas para pegar num modelo 2D ou 3D e transformá-lo num conjunto de instruções a seguir por uma máquina CNC, permitindo operações de 4 eixos devidamente coordenadas. Consequentemente, as máquinas modernas pretendem uma abordagem mais profissional, frequentemente assegurada por um software CAM completo que vai para além dos principais métodos de codificação.

O eixo A é essencial para a maioria dos processos de maquinagem porque melhora consideravelmente a variedade de operações de uma única unidade de máquina.

Tipos de maquinagem CNC de 4 eixos: 

Maquinação contínua

Modo contínuo Maquinação CNC, em vez do índice CNC de 4 eixos permite a remoção de material com um fuso mesmo quando uma peça de trabalho está a ser rodada em torno do quarto eixo. Na maioria das vezes, é utilizado em tornos e centros de torneamento, que são tipos de máquinas que produzem peças de trabalho simétricas quando vistas da perspetiva axial.

É preferível ter conhecimentos de pré-programação para operar estas máquinas, uma vez que são mais complexas do que a maquinagem de índice um. Em primeiro lugar, porque as operações de rotação e de corte, que são frequentemente efectuadas com várias ferramentas ao mesmo tempo, devem ser devidamente sincronizadas.

Maquinação de índices

O modo de indexação, também referido como modo de acesso ou modo contínuo, é uma caraterística encontrada em todas as máquinas de 4 eixos. Quando em modo de indexação, a ferramenta de corte permanece inativa até que o 4º eixo tenha regressado à sua posição inicial. Vários travões, também chamados "indexadores", são utilizados para garantir que o eixo permanece numa posição específica antes de avançar para a fase seguinte do processo de modelação da peça.

As vantagens:

A aquisição de uma máquina CNC de 4 eixos é um investimento sensato para as empresas que pretendem melhorar o seu processo de produção. A capacidade de uma máquina de 4 eixos para lidar com formas e desenhos mais complicados pode ajudar o processo de produção a avançar mais rapidamente. Algumas vantagens de uma máquina CNC de 4 eixos A máquina inclui o seguinte:

Melhor exatidão e precisão

Uma vez que se pode mover nas quatro direcções, uma máquina CNC de 4 eixos pode gerar resultados mais exactos e precisos do que os produzidos por uma máquina de 3 eixos (A, B, C e D). Deste modo, é possível controlar o processo de corte com maior precisão e as formas complexas da máquina com maior liberdade.

Menos problemas de erro humano

Uma vez que um computador controla cada eixo destas máquinas, os operadores podem efetuar ajustes de forma rápida e precisa sem interferir com o trabalho dos seus colegas.

Portabilidade

Uma máquina de 4 eixos pode funcionar em mais do que uma área simultaneamente. Pode levá-la para onde quiser. A capacidade de uma máquina de 3 eixos pode ser limitada pelas dimensões da oficina em que está instalada.

Princípios de conceção inovadores

Uma máquina de 3 eixos nunca será capaz de fabricar os mesmos desenhos que uma máquina de 4 eixos pode criar. Com a ajuda deste programa, pode criar modelos gerados por computador de objectos ou estruturas do mundo real. Além disso, pode utilizá-lo para desenvolver formas complexas e depois dar vida a esses desenhos como modelos tangíveis.

Projectos que pode gerir com maquinagem CNC de 4 eixos

É possível realizar muitas aplicações de forma mais eficaz com a maquinação CNC de 4 eixos. Um dos projectos cooperativos envolve o fabrico de peças e componentes de máquinas individualizadas. Entre estas opções está a produção de peças de substituição para melhorar a funcionalidade ou a produtividade. A criação dos componentes necessários para o fabrico de um produto acabado, como um eletrodoméstico, também pode ser incluída nesta categoria. Outros projectos populares incluem:

• Modelação e impressão 3D.
• A criação de protótipos ou modelos conceptuais.
• Fabrico de esculturas por medida, tais como sinalética para passatempos.
• Outros projectos típicos incluem a modelação em 3D e a sua impressão.

A produção de ferramentas ou matrizes únicas é outra utilização da maquinagem CNC de 4 eixos. Para um determinado método de fabrico ou aplicação, pode ser necessária a criação de uma ferramenta ou matriz única. Por exemplo, para completar com precisão o acabamento de uma superfície, como a parte inferior de uma engrenagem, pode ser necessário construir uma ferramenta ou matriz excêntrica.

 No cenário acima, um centro de maquinação CNC de quatro eixos poderia ser instruído para fresar um lado do componente. O componente poderia ser rodado noventa graus e o outro lado poderia ser maquinado utilizando a mesma configuração.

O indústria aeroespacial é outra que utiliza a maquinagem de 4 eixos. A maquinação para a indústria aeroespacial inclui frequentemente o torneamento, a fresagem e a perfuração, entre outras técnicas. Devido à sua grande precisão, esta maquinação é particularmente útil para fabricar as numerosas engrenagens minúsculas utilizadas em veículos aeroespaciais, como aviões e naves espaciais.

Máquina CNC de 3 eixos e 4 eixos: Qual deve escolher? 

Considerando o seu projeto e as exigências de produção, é mais fácil escolher a máquina CNC certa. No entanto, se não tiver a certeza de qual a máquina preferível para investimento quando está a planear oferecer serviços de fabrico CNC, pode considerar o seguinte:

• Exigências de precisão e exatidão das peças: É possível satisfazer as exigências destas peças utilizando máquinas de 4 eixos em vez de máquinas de 3 eixos. Isto porque é muito mais simples estabilizar os três eixos numa máquina de quatro eixos.
• Tamanho da peça: As peças maiores são preferidas para maquinação em máquinas de 4 eixos, porque podem acomodar o tamanho da peça e dar um resultado mais preciso. Isto deve-se ao facto de as máquinas de 4 eixos poderem lidar com o tamanho do item.
• O nível de complexidade da peça: A maquinagem em quatro eixos é preferível para objectos com um elevado nível de complexidade, uma vez que permite mais movimentos e produz formas mais complexas.
• Durabilidade: As máquinas de 3 eixos são mais adequadas para operações que requerem um trabalho mais leve e velocidades de fresagem mais elevadas. Isto deve-se ao facto de permitir a utilização de uma cabeça de corte mais compacta e reduzir a quantidade de vibração que pode ocorrer durante o processo de corte.
• Ferramentas: As cintas de lixa, os fusos e os gabaritos de perfuração são os tipos de ferramentas mais macias mais adequadas para máquinas de 3 eixos. Isto deve-se ao facto de estas ferramentas terem um maior grau de flexão, o que as torna mais propensas a fracturas e flexões.

Conclusão: 

As máquinas CNC de 4 eixos são iterações mais sofisticadas das máquinas padrão de 3 eixos. A adição de um eixo, o eixo A, dá aos centros modificados a capacidade de rodar uma peça de trabalho ao longo de um eixo diferente do eixo X. Uma técnica como esta alarga o âmbito das possibilidades que podem ser oferecidas pelas máquinas CNC, tornando possível que estas máquinas façam padrões complicados a preços mais baixos e taxas de produção mais elevadas.

A maquinagem complexa de quatro eixos pretende bloquear o eixo adicional antes do corte, enquanto o eixo contínuo permite que a máquina efectue operações de torneamento. Por outro lado, os centros mais sofisticados requerem um software mais capaz para preparar uma unidade de equipamento CNC para a modelação de materiais. A utilização de centros CBC de 4 eixos tem o potencial de substituir completamente os seus homólogos de 3 eixos e está a tornar-se cada vez mais comum em todas as áreas da indústria.