Na fabricação personalizada, quase 80% dos custos de usinagem CNC são determinados durante a fase inicial de projeto. Muitos engenheiros de P&D podem incorporar projetos que aumentam significativamente a complexidade da usinagem sem impactar substancialmente a funcionalidade da peça durante o processo de projeto.
Como uma oficina de usinagem CNC de precisão, acreditamos firmemente que a relação custo-benefício começa na fase de projeto. As 5 dicas práticas de Design para Manufatura (DFM) a seguir podem ajudá-lo a otimizar o projeto da peça, simplificar os processos de usinagem CNC e economizar significativamente no seu orçamento.
1. Evite cantos internos afiados
Fator de custo: Como os serviços de usinagem CNC dependem de ferramentas rotativas cilíndricas, é geometricamente impossível fresar um ângulo interno perfeito de 90°. Forçar esse ângulo exige microferramentas, eletroerosão (EDM) ou múltiplas taxas de avanço lentas — tudo isso aumenta os custos da usinagem CNC.
Solução DFM: Sempre projete raios de canto internos maiores que o raio da ferramenta. Idealmente, o raio do canto interno deve ser pelo menos 1,3 vezes o raio da fresa CNC.
2. Limitar a correspondência da profundidade da cavidade com as ferramentas de corte CNC.
Fator de custo: Cavidades profundas exigem fresas de topo extralongas. No entanto, ferramentas longas são propensas a deflexão e vibração (chatter) durante a usinagem CNC de alta velocidade. Para manter tolerâncias rigorosas, as taxas de avanço devem ser significativamente reduzidas, o que prolonga os ciclos de usinagem CNC.
Solução DFM: Mantenha a profundidade de qualquer cavidade ou ranhura dentro de 4 vezes sua largura/diâmetro. Se o seu projeto exigir cavidades mais profundas, considere dividir o bloco complexo em dois subcomponentes mais simples que possam ser parafusados ou soldados após a usinagem.
3. Especifique tolerâncias rigorosas apenas em casos críticos.
Fator de custo: Requisitos de tolerância excessivos representam um custo oculto significativo na usinagem CNC de precisão. A padronização das tolerâncias para dimensões não críticas em ±0,01 mm obriga a oficina a reduzir o ritmo de trabalho, realizar medições frequentes com máquinas de medição por coordenadas (MMCs) e utilizar ferramentas de retificação de precisão especializadas. Isso aumenta consideravelmente as taxas de refugo e os custos de produção.
Solução de Design para Manufatura (DFM): Reserve tolerâncias rigorosas apenas para áreas de acoplamento críticas, como alojamentos de rolamentos ou pinos de localização. Para acabamentos estruturais ou superficiais, siga as tolerâncias industriais padrão, como a ISO 2768-m, que são mais rápidas e econômicas de se obter em tornos CNC ou fresadoras padrão.
4. Otimizar a profundidade da rosca do furo cego
Fator de custo: Existe um equívoco comum de que roscas mais profundas proporcionam maior aderência. Na realidade, as primeiras 3 ou 4 roscas suportam mais de 80% da carga. Projetar furos roscados excessivamente profundos aumenta a dificuldade de remoção de cavacos durante a usinagem CNC, elevando significativamente o risco de quebra do macho e danos à peça.
Solução DFM: Para materiais padrão, o comprimento efetivo da rosca deve ser limitado a 1,5 a 2 vezes o diâmetro nominal. Certifique-se de que os furos-piloto sem rosca se estendam pelo menos 0,5 vezes além da rosca para fornecer folga suficiente para a ferramenta de rosqueamento.
5. Reduzir os tempos de fixação da máquina-ferramenta
Fator de custo: Cada vez que uma peça precisa ser girada ou invertida para usinar características em diferentes superfícies, uma nova fixação manual é necessária. Múltiplas operações de fixação consomem tempo e podem introduzir erros de alinhamento da ferramenta de fixação, aumentando assim o custo final da usinagem CNC.
Solução DFM: Alinhe todos os elementos de usinagem (furos, ranhuras, entalhes) em uma única face, ou no menor número possível de faces. Para geometrias complexas, procure fornecedores equipados com recursos avançados de usinagem multieixos. Utilizando centros de usinagem CNC de quatro e cinco eixos, a usinagem multifacetada pode ser concluída em uma única fixação, reduzindo significativamente os custos de usinagem.
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