Quais materiais podem ser processados pela usinagem CNC de 5 eixos?

Quais materiais podem ser processados pela usinagem CNC de 5 eixos?  

Na manufatura de precisão moderna, a tecnologia de usinagem CNC de 5 eixos tornou-se o processo preferido para indústrias como aeroespacial, automotiva e médica devido ao seu alto grau de liberdade, complexas capacidades de processamento de superfícies e ultra alta precisão. Como provedor profissional de usinagem CNC equipado com centros de usinagem DMG de 5 eixos, a Brightstar frequentemente é questionada pelos clientes: "Quais materiais a usinagem CNC de 5 eixos pode realmente processar?" Este artigo irá analisar sistematicamente a variedade de materiais adequados para usinagem CNC de 5 eixos, abrangendo metais, plásticos, compósitos e mais, além de fornecer exemplos de aplicação na indústria para ajudar você a tomar melhores decisões sobre materiais e processos.  

Vantagens Técnicas da Usinagem  CNC de 5 Eixos

Antes de discutir materiais, é importante entender por que a usinagem de 5 eixos se destaca no manuseio de materiais complexos. Ao permitir o corte multiângulo, a usinagem de 5 eixos reduz significativamente a necessidade de reposicionamento, melhorando a eficiência da usinagem de peças complexas como impulsores e pás de turbina. Além disso, sua capacidade de usinagem superficial de alta precisão o torna ideal para componentes que exigem precisão em nível de micron, como peças de motores de aeronaves e implantes médicos. Para materiais difíceis de usinar, como ligas de titânio e superligas, a usinagem de 5 eixos oferece vantagens distintas para superar os desafios impostos pelos materiais duros.  

Materiais Metálicos: O Principal Campo de Batalha da Usinagem  de 5 Eixos

Ligas de alumínio são a principal escolha para aplicações leves, com graus comuns incluindo 6061T6, 7075T6 e 2024. Esses materiais são fáceis de usinar, adequados para cortes em alta velocidade e entregam excelentes acabamentos superficiais. Eles são amplamente utilizados nas indústrias automotiva e aeroespacial. Por exemplo, na manufatura automotiva, ligas de alumínio são usadas para cabeçotes de motor e componentes de suspensão, enquanto na indústria aeroespacial, são aplicadas em peças estruturais de aeronaves e estruturas de drones.  

O aço inoxidável é conhecido por sua resistência à corrosão e alta resistência, dividido em aço inoxidável austenítico (por exemplo, 304, 316) e aço inoxidável martensítico (por exemplo, 420, 440C). O aço inoxidável austenítico é ideal para usinagem complexa de cavidades em dispositivos médicos e máquinas alimentícias, enquanto o aço inoxidável martensítico, devido à sua alta dureza, frequentemente requer polimento de precisão em 5 eixos — como para ferramentas cirúrgicas.  

Ligas de titânio dominam aplicações de alto nível, com graus típicos incluindo Ti6Al4V (Grau 5) e CPTi (Grau 2). Os principais desafios na usinagem de ligas de titânio são sua baixa condutividade térmica e tendência a aderir às ferramentas de corte, o que exige máquinas de 5 eixos equipadas com sistemas de resfriamento com controle de temperatura. Ligas de titânio são amplamente utilizadas em pás de motores de aeronaves, trem de pouso e aplicações médicas, como implantes ortopédicos e acessórios dentários.  

Superligas, como Inconel 718 e Hastelloy X, mantêm desempenho em condições extremas, mas são difíceis de usinar devido à sua alta resistência e taxas de endurecimento por trabalho. O design rígido das máquinas de 5 eixos responde efetivamente a esses desafios, tornando-as adequadas para discos de turbina e bocais de motores de foguete.  

Materiais Não Metálicos: Aplicações Interindustriais da Usinagem  de 5 Eixos

Plásticos de engenharia como PEEK (polietercetona) e nylon (PA66) também são materiais importantes para usinagem de 5 eixos. O PEEK oferece alta resistência à temperatura (260°C) e biocompatibilidade, tornando-o adequado para cateteres médicos e componentes de isolamento aeroespacial. A usinagem de 5 eixos ajuda a evitar trincas por tensão causadas pelo corte em camadas. O nylon, conhecido por sua resistência ao desgaste, é usado em engrenagens e rolamentos. 

Além disso, a usinagem de 5 eixos é amplamente aplicada no pós-processamento de peças metálicas impressas em 3D, como remoção de estruturas de suporte e refinamento de cavidades internas complexas (por exemplo, componentes otimizados para topologia).  

Recomendações  de Seleção de Materiais e Otimização de Processos em 5 Eixos

Para diferentes materiais, estratégias específicas de usinagem de 5eixos são recomendadas:  

Ligas de titânio: O resfriamento em alta pressão e o corte em velocidade variável são recomendados. O sistema de resfriamento a óleo com controle de temperatura da  Brightstar minimiza efetivamente a deformação térmica.  

 Superligas: A fresagem trocoidal é a abordagem ideal, combinada com ferramentas personalizadas revestidas de cerâmica para prolongar a vida útil da ferramenta.  

 Fibra de carbono: A usinagem assistida por vibração ultrassônica e os designs de dispositivos anti-delaminação melhoram significativamente a qualidade da usinagem.  

Por que escolher os serviços de usinagem de 5 eixos da Brightstar?  

A Brightstar oferece cobertura abrangente de materiais, oferecendo soluções completas, desde ligas de alumínio até fibra de carbono. Seu equipamento alcança uma precisão de posicionamento repetida de ±0,003mm, atendendo aos padrões aeroespaciais AS9100. Ao integrar processos de 5 eixos, a Brightstar ajuda os clientes a reduzir etapas pós-usinagem como polimento ou EDM, otimizando custos.  

Embora a usinagem CNC de 5 eixos ofereça muito maior adaptabilidade de materiais do que os métodos tradicionais, o alinhamento das propriedades do material, a seleção da ferramenta e os parâmetros de corte são críticos. Com ampla experiência no setor, a Brightstar Prototype CNC ajuda os clientes a encontrar o equilíbrio perfeito entre eficiência, precisão e custo.  

Referências:  

1. MIT Press. (2022). Manual de Tecnologias Avançadas de Manufatura.  

2. SAE International. (2021). Usinagem de Titânio: Aplicações Aeroespaciais.  

3. ISO 107917:2020, Condições de teste para centros de usinagem — Parte 7: Precisão das peças de teste finalizadas.  

4. Tecnologia de Processamento de Materiais Compostos (Science Press, 2023).