Neste artigo, veremos várias tecnologias e materiais usados para fabricar peças para produção, seus benefícios, aspectos a serem considerados e muito mais.
Introdução
A fabricação de peças para produção – também conhecidas como peças de uso final – refere-se ao processo de uso de matérias-primas para criar uma peça projetada e fabricada para ser usada em um produto final, em oposição a um protótipo ou modelo.Confira nosso guia parafabricação de protótipos iniciaispara saber mais sobre isso.
Para garantir que suas peças funcionem em um ambiente do mundo real – como peças de máquinas, componentes de veículos, produtos de consumo ou qualquer outra finalidade funcional – a fabricação precisa ser abordada com isso em mente.Para fabricar peças para produção com sucesso e eficiência, você deve considerar materiais, design e métodos de produção para garantir que atenda aos requisitos funcionais, de segurança e de qualidade necessários.
Seleção de materiais para peças de produção
Materiais comuns para peças destinadas à produção incluem metais como aço ou alumínio, plásticos como ABS, policarbonato e náilon, compostos como fibra de carbono e fibra de vidro e certas cerâmicas.
O material certo para suas peças de uso final dependerá dos requisitos específicos da aplicação, bem como de seu custo e disponibilidade.Aqui estão algumas propriedades comuns a serem consideradas ao selecionar materiais com os quais fabricar peças para produção:
❖ Força.Os materiais devem ser fortes o suficiente para suportar as forças às quais uma peça será exposta durante o uso.Os metais são bons exemplos de materiais fortes.
❖ Durabilidade.Os materiais devem ser capazes de resistir ao desgaste ao longo do tempo sem degradar ou quebrar.Compósitos são conhecidos tanto pela durabilidade quanto pela resistência.
❖ Flexibilidade.Dependendo da aplicação da peça final, um material pode precisar ser flexível para acomodar movimento ou deformação.Plásticos como policarbonato e nylon são conhecidos por sua flexibilidade.
❖ Resistência à temperatura.Se a peça for exposta a altas temperaturas, por exemplo, o material deve suportar o calor sem derreter ou deformar.Aço, ABS e cerâmica são exemplos de materiais que exibem boa resistência à temperatura.
Métodos de fabricação de peças para produção
Quatro tipos de métodos de fabricação são usados para criar peças para produção:
❖ Fabricação subtrativa
❖ Manufatura aditiva
❖ Conformação de metais
❖ Elenco
Fabricação subtrativa
A manufatura subtrativa – também conhecida como manufatura tradicional – envolve a remoção de material de um pedaço maior de material até que uma forma desejada seja alcançada.A manufatura subtrativa costuma ser mais rápida que a manufatura aditiva, tornando-a mais adequada para produção em lote de alto volume.No entanto, pode ser mais caro, especialmente quando se considera os custos de ferramentas e configuração, e geralmente produz mais resíduos.
Tipos comuns de manufatura subtrativa incluem:
❖ Fresamento por controle numérico computadorizado (CNC).Um tipo deusinagem CNC, O fresamento CNC envolve o uso de uma ferramenta de corte para remover material de um bloco sólido para criar uma peça acabada.É capaz de criar peças com alto grau de exatidão e precisão em materiais como metais, plásticos e compósitos.
❖ Torneamento CNC.Também um tipo de usinagem CNC, o torneamento CNC usa uma ferramenta de corte para remover material de um sólido em rotação.É normalmente usado para criar objetos cilíndricos, como válvulas ou eixos.
❖ Fabricação de chapas metálicas.Emfabricação de chapas metálicas, uma folha plana de metal é cortada ou formada de acordo com um projeto, geralmente um arquivo DXF ou CAD.
Manufatura aditiva
A manufatura aditiva – também conhecida como impressão 3D – refere-se a um processo no qual o material é adicionado sobre si mesmo para criar uma peça.Ele é capaz de produzir formas altamente complexas que de outra forma seriam impossíveis com métodos de fabricação tradicionais (subtrativos), gera menos desperdício e pode ser mais rápido e barato, especialmente ao produzir pequenos lotes de peças complexas.A criação de peças simples, no entanto, pode ser mais lenta do que a manufatura subtrativa, e a variedade de materiais disponíveis geralmente é menor.
Tipos comuns de manufatura aditiva incluem:
❖ Estereolitografia (SLA).Também conhecida como impressão 3D de resina, a SLA usa lasers UV como fonte de luz para curar seletivamente uma resina de polímero e criar uma peça acabada.
❖ Modelagem de deposição fundida (FDM).Também conhecido como fabricação de filamentos fundidos (FFF),FDMconstrói peças camada por camada, depositando seletivamente o material fundido em um caminho predeterminado.Ele usa polímeros termoplásticos que vêm em filamentos para formar os objetos físicos finais.
❖ Sinterização Seletiva a Laser (SLS).EmImpressão 3D SLS, um laser sinteriza seletivamente as partículas de um pó de polímero, fundindo-as e construindo uma peça, camada por camada.
❖ Multi Jet Fusion (MJF).Como tecnologia de impressão 3D proprietária da HP,MJFpode fornecer de forma consistente e rápida peças com alta resistência à tração, resolução de recursos finos e propriedades mecânicas bem definidas
Conformação de metal
Na conformação de metal, o metal é moldado em uma forma desejada pela aplicação de força por meio de métodos mecânicos ou térmicos.O processo pode ser a quente ou a frio, dependendo do metal e da forma desejada.Peças criadas com conformação de metal geralmente apresentam boa resistência e durabilidade.Além disso, normalmente há menos desperdício de material criado do que com outras formas de fabricação.
Tipos comuns de conformação de metal incluem:
❖ Forjamento.O metal é aquecido e, em seguida, moldado pela aplicação de força compressiva a ele.
❖ Extrusão.O metal é forçado através de uma matriz para criar uma forma ou perfil desejado.
❖ Desenho.O metal é puxado através de uma matriz para criar uma forma ou perfil desejado.
❖ Flexão.O metal é dobrado na forma desejada por meio de uma força aplicada.
Fundição
A fundição é um processo de fabricação no qual um material líquido, como metal, plástico ou cerâmica, é derramado em um molde e solidificado na forma desejada.É usado para criar peças com alto grau de precisão e repetibilidade.A fundição também é uma opção econômica na produção de grandes lotes.
Tipos comuns de fundição incluem:
❖ Moldagem por injeção.Um processo de fabricação usado para produzir peças porinjetando fundidomaterial – muitas vezes plástico – em um molde.O material é então resfriado e solidificado, e a peça acabada é ejetada do molde.
❖ Fundição sob pressão.Na fundição sob pressão, o metal fundido é forçado para dentro de uma cavidade do molde sob alta pressão.A fundição sob pressão é usada para produzir formas complexas com alta precisão e repetibilidade.
Design para fabricação e peças para produção
Projeto para fabricação ou capacidade de fabricação (DFM) refere-se a um método de engenharia para criar uma peça ou ferramenta com foco no projeto, permitindo um produto final mais eficaz e mais barato de produzir.A análise DFM automática dos hubs permite que engenheiros e projetistas criem, iterem, simplifiquem e otimizem peças antes de serem feitas, tornando todo o processo de fabricação mais eficiente.Ao projetar peças mais fáceis de fabricar, o tempo e os custos de produção podem ser reduzidos, assim como o risco de erros e defeitos nas peças finais.
Dicas para usar a análise DFM para minimizar os custos de sua produção
❖ Minimizar componentes.Normalmente, quanto menos componentes uma peça tiver, menor será o tempo de montagem, risco ou erro e custo geral.
❖ Disponibilidade.As peças que podem ser fabricadas com os métodos e equipamentos de produção disponíveis – e que apresentam designs relativamente simples – são mais fáceis e baratas de produzir.
❖ Materiais e componentes.As peças que usam materiais e componentes padrão podem ajudar a reduzir custos, simplificar o gerenciamento da cadeia de suprimentos e garantir que as peças de reposição estejam facilmente disponíveis.
❖ Orientação da peça.Considere a orientação da peça durante a produção.Isso pode ajudar a minimizar a necessidade de suportes ou outros recursos adicionais que podem aumentar o tempo e o custo geral da produção.
❖ Evite rebaixos.Rebaixos são recursos que impedem que uma peça seja facilmente removida de um molde ou dispositivo de fixação.Evitar rebaixamentos pode ajudar a reduzir o tempo e os custos de produção e melhorar a qualidade geral de uma peça final.
O custo de fabricação de peças para produção
Encontrar um equilíbrio entre qualidade e custo é fundamental na fabricação de peças destinadas à produção.Aqui estão vários fatores relacionados ao custo a serem considerados:
❖ Materiais.O custo das matérias-primas utilizadas no processo de fabricação depende do tipo de material utilizado, de sua disponibilidade e da quantidade necessária.
❖ Ferramental.Incluindo o custo de máquinas, moldes e outras ferramentas especializadas usadas no processo de fabricação.
❖ Volume de produção.Em geral, quanto maior o volume de peças produzidas, menor o custo por peça.Isso é especialmente verdadeiromoldagem por injeção, que oferece economias de escala significativas para volumes de pedidos maiores.
❖ Prazos de entrega.As peças produzidas rapidamente para projetos urgentes geralmente incorrem em um custo mais alto do que aquelas com prazos de entrega mais longos.
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A fonte do artigo:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+machining
Horário de postagem: 14 de abril de 2023