Por que a usinagem CNC é importante para robôs embarcados
Quando você vê aqueles robôs com corpos dando cambalhotas bem na sua frente, você se preocupa que eles possam se desmontar ou apresentar algum defeito? As articulações se flexionam. Os braços se estendem. Toda a estrutura experimenta forças reais — gravidade, inércia e impacto.
Portanto, o hardware precisa ser rígido, leve e preciso.
Dois processos dominam esse espaço para prototipagem e produção de volumes baixos a médios. usinagem CNC e fabricação de chapas metálicas. Ambas são acessíveis. Ambas produzem peças reais rapidamente. Mas servem a propósitos diferentes.
Esses dois processos também são muito importantes para a construção de robôs com corpo integrado. Em seguida, mostrarei como a usinagem CNC e a fabricação de chapas metálicas trabalham juntas para construir um robô com corpo integrado, passo a passo.
Componentes usinados por CNC (O núcleo da precisão)
Algumas peças definem o desempenho do robô. Elas suportam as cargas. Elas determinam a precisão. Sem elas, toda a máquina se desvia e falha.
Habitações conjuntas
Você encontrará essas articulações nos ombros, quadris, joelhos e tornozelos. Cada uma delas suporta toda a força do movimento de um membro ou da mudança de posição do corpo. A carcaça precisa de furos precisos. Os rolamentos são encaixados firmemente sob pressão. As vedações ficam concêntricas ao eixo rotativo.
A menos que o cliente tenha requisitos específicos, geralmente usamos alumínio 6061 ou 7075 para fabricar essas peças. A usinagem CNC de 5 eixos é a melhor opção. A ferramenta consegue alcançar rebaixos e faces angulares em uma única configuração. Mas um operador de máquinas qualificado também pode fabricar a mesma peça em uma fresadora de três eixos. Nesse caso, são necessárias várias configurações, mais dispositivos de fixação e uma cuidadosa requalificação dos pontos de referência. O percurso de cinco eixos é mais rápido e preciso. O percurso de três eixos é mais econômico para pequenas tiragens.
Eixos de transmissão rotativa
Essas peças giram. Elas transferem o torque de um motor para uma junta. A geometria é um pouco complexa. Os mancais precisam de um controle preciso do diâmetro. Estrias ou chavetas transferem a rotação sem deslizamento. As partes roscadas fixam as porcas ou polias. Muitos eixos também possuem furos internos passantes. Os fios dos sensores ou da alimentação elétrica passam bem pelo meio do conjunto rotativo.
Utilizamos tornos CNC com ferramentas acionadas para fabricar esses eixos. O torno realiza o trabalho pesado de torneamento dos diâmetros externos. As ferramentas acionadas fresam as faces planas, furam os furos transversais e cortam as chavetas sem a necessidade de remover a peça do eixo. Quando se trata de eixos complexos, geralmente é melhor optar por um centro de torneamento e fresamento de cinco eixos. Eles lidam com recursos fora do eixo e portas angulares em uma única fixação.
O processo de fabricação é crucial. Primeiramente, faça o desbaste do eixo. Certifique-se de manter um estoque dos diâmetros críticos. Em seguida, envie-o para tratamento térmico. A dureza desejada varia de HRC 45 a 60, dependendo da liga e da sua resistência ao desgaste. Após o tratamento térmico, é hora de retificar os mancais e as superfícies de vedação. A retificação permite obter uma precisão excepcional com aço temperado, algo que a torneagem não consegue igualar. O resultado é um eixo que gira corretamente, desgasta-se lentamente e terá a vida útil esperada para os robôs embarcados.
Chassi do torso (placa de montagem principal)
Esta é a espinha dorsal do robô. Tudo se conecta a ela: computadores, baterias, atuadores, sistemas de gerenciamento de cabos. A placa fornece superfícies de referência planas e paralelas. Se a placa entortar ou torcer, nada mais ficará alinhado corretamente. Seus robôs acabarão ficando tortos.
Fabricamos esta peça a partir de uma placa de alumínio. A espessura varia entre 12 e 25 milímetros, dependendo do tamanho do robô e de como ele é construído. O processo de usinagem é simples, mas um tanto trabalhoso. São centenas de furos roscados, todos perfurados e rosqueados com extrema precisão. Se um furo for feito no lugar errado na placa, o prejuízo pode ser enorme. As oficinas utilizam centros de usinagem CNC com ciclos de apalpamento para verificar a posição dos furos antes da rosqueamento.
Pequenas peças de precisão
Nem todos os componentes são divisórias estruturais. Algumas peças são minúsculas. Elas exigem máquinas diferentes e uma abordagem diferente.
Os ossos dos dedos e as articulações da mão são pequenos, complexos e numerosos. Uma mão humanoide pode ter cerca de quinze ou vinte articulações. Cada uma possui superfícies de apoio, furos de pivô e guias para cabos. Os tornos tipo suíço são a escolha perfeita neste caso. Eles utilizam máquinas para cortar peças longas e finas a partir de barras de material com excepcional concentricidade. Para detalhes ainda menores, as microfresadoras são a melhor opção. As ferramentas que utilizamos têm um diâmetro inferior a um milímetro. As taxas de avanço são medidas em mícrons por dente.
As flexuras dos sensores de força/torque representam um desafio completamente diferente. São estruturas elásticas de paredes finas, que se tornam um pouco maleáveis quando submetidas à pressão. Os extensômetros medem essa deformação, e a peça precisa retornar à sua forma original perfeitamente a cada aplicação de pressão. Se houver material em excesso, o sensor pode perder a sensibilidade, pois a deformação não é suficiente para causar alterações permanentes. Ao usinar essas peças em alumínio ou aço inoxidável 17-4PH, é fundamental ter cuidado com o controle da trajetória da ferramenta, pois qualquer marca de corte se torna uma concentração de tensão. Muitas oficinas acabam descartando metade do primeiro lote ao descobrirem esse problema.
As placas de retenção de rolamentos e os suportes de encoders são mais simples, porém ainda precisos. Eles posicionam os rolamentos axialmente e mantêm as cabeças de leitura dos encoders com folgas de ar exatas. As tolerâncias são importantes, mas a geometria geralmente é bastante direta.
Regras de projeto para usinagem CNC (lista com marcadores)
Quer saber o que eu penso? A que você deve prestar atenção especial? Reuni alguns pontos que espero que sejam úteis.
- Tente evitar cavidades estreitas e apertadas sempre que possível. Qualquer cavidade com mais de quatro vezes a profundidade da largura representa um problema. Os cavacos não são removidos facilmente e o fluido de corte não consegue chegar à zona de corte. Fresas de topo longas e finas podem vibrar ou quebrar. Redesenhe a peça ou adicione um furo passante para facilitar a remoção dos cavacos.
- Basta usar raios de fresa padrão para cantos internos, ok? Os raios mais comuns são 1.5 mm, 3 mm e 6 mm. Esses são compatíveis com ferramentas disponíveis no mercado. Se você tiver um raio não padrão, digamos 4.2 mm, a oficina terá que fabricar uma ferramenta sob medida ou usar várias passagens para usinar o canto. Ambas as opções aumentam o custo e o prazo de entrega.
- Especifique tolerâncias rigorosas apenas quando realmente necessário. Um munhão de rolamento ou uma superfície de montagem de engrenagem exigem uma tolerância de ±0.005 mm. Um perfil externo com acabamento estético, não. Muitos projetistas definem tolerâncias rigorosas para todas as dimensões. Isso acaba custando mais sem melhorar o desempenho. Tenha cuidado ao escolher quem você utiliza.
- A ideia é projetar para o mínimo de configurações. Sempre que retiramos uma peça da máquina e a reinstalamos, a precisão diminui e o tempo de ciclo aumenta. Se uma peça for usinada em uma ou duas configurações, o custo será metade do custo de uma peça que precisa de cinco configurações. Os recursos de orientação só são acessíveis por uma direção. Tente evitar rebaixos, a menos que seja realmente necessário. Projete para a máquina, não apenas para a função.
Fabricação de chapas metálicas Componentes (A estrutura leve)
Robôs com corpo humano são extremamente complexos, mas ainda existem componentes que precisam ser rígidos, leves e baratos. É aí que a chapa metálica se destaca. Ela é usada para criar a pele e as estruturas secundárias do robô.
Envoltórios e painéis para o torso
Pense nos painéis laterais, nas tampas traseiras e nas partes superiores. Eles impedem a entrada de poeira e mantêm os cabos no lugar. Além disso, dão ao robô uma aparência finalizada. Todos sabemos que um emaranhado de fios pendurado em um protótipo é uma visão desagradável.
Utilizamos uma máquina de corte a laser para fabricar nossos produtos. A máquina corta peças planas em chapas de alumínio de 1.5 a 2 milímetros de espessura. Essas peças possuem furos para permitir a circulação de ar e recortes para a passagem de cabos. Em seguida, a peça é levada para uma prensa dobradeira, onde dobra, flangeia e molda o design 3D.
As porcas PEM são um detalhe padrão aqui. São insertos roscados de encaixe por pressão. Uma oficina os instala após dobrá-los. O inserto fica nivelado com a superfície da chapa. Agora, você pode usar um painel de alumínio fino com um parafuso de aço sem danificar a rosca. Moleza. Funciona perfeitamente.
Ligações entre pernas e braços
Os membros de um robô com corpo articulado não precisam ser de metal maciço. Perfis em C e caixas fechadas funcionam bem. Ambos são feitos de chapa metálica dobrada.
Uma abordagem comum utiliza dois perfis em U. Cada perfil é uma forma curvada simples. Um montador os coloca costas com costas e rebita as flanges. O resultado é uma seção transversal fechada em forma de caixa. Rígida à flexão. Rígida à torção. Leve porque a maior parte do material está nas superfícies externas. Este é o mesmo princípio de uma viga I ou de um tubo de quadro de bicicleta.
Essas conexões de chapa metálica são parafusadas ou rebitadas diretamente nas caixas de junção usinadas. A caixa fornece as superfícies de apoio de precisão. A conexão de chapa metálica proporciona o alcance estrutural. Cada material desempenha sua função da melhor maneira possível.
Gabinetes de bateria
As baterias de íon-lítio precisam de proteção. Uma perfuração pode iniciar um incêndio. Uma amassadura pode causar um curto-circuito interno. Os invólucros das baterias são basicamente caixas dobradas com tampas removíveis. A chapa metálica oferece resistência a impactos e impede que as baterias entrem em contato acidental com ferramentas ou detritos durante a manutenção.
Os projetistas adicionaram abas dobradas a esses compartimentos. As abas possuem furos que se alinham com as inserções roscadas no chassi do torso. Alguns parafusos mantêm todo o conjunto da bateria no lugar. A remoção leva apenas alguns segundos e a substituição é muito fácil. O compartimento de metal é um pouco simples. Ele simplesmente funciona e funciona de forma confiável.
Suportes de montagem para componentes eletrônicos
Sensores e placas de circuito precisam de suportes. Os suportes não precisam ser complicados. Suportes simples em forma de L e Z funcionam bem. Eles são usados para câmeras, unidades LiDAR e microcontroladores.
O processo é bem rápido. Obtenha um molde plano de uma chapa de alumínio com espessura entre 1 e 1.5 mm. Basta dobrá-la em uma prensa dobradeira. Pronto. O prazo de entrega é medido em dias, não em semanas. Essa velocidade é muito importante quando se está desenvolvendo a primeira versão de um produto. Precisa reposicionar um sensor? Desenhe um novo suporte. Basta cortar, dobrar e testar. Todo o ciclo leva uma tarde.
Plataformas para os pés (versão simples)
A plataforma de apoio para os pés é o que transfere as forças de reação do solo para a estrutura da perna. A versão básica é apenas uma placa plana.
O corte a jato de água é a melhor opção neste caso. Não há zona afetada pelo calor. Não há rebarbas que precisem de acabamento adicional. A placa permanece plana e sem tensões. Depois do corte, uma oficina realiza a furação e a rosca dos furos de montagem para o sensor de força/torque.
Nossos engenheiros costumam usar aço mola em vez de alumínio para maior durabilidade. A placa se deforma um pouco quando pressionada, mas volta à forma plana em seguida. Isso prolonga sua vida útil antes de rachar. A desvantagem é o peso e a resistência à corrosão. O aço mola é mais pesado e enferruja se não for revestido.
Regras de projeto para fabricação de chapas metálicas
Essas regras ajudam a manter as peças em condições de fabricação. Caso contrário, uma oficina pode entrar em contato solicitando alterações ou cobrar um valor adicional.
- Certifique-se de que o diâmetro do furo seja pelo menos igual à espessura do material. Você precisará garantir que haja pelo menos um furo de 1 mm em cada chapa de 1 mm. Furos menores exigem ferramentas especiais ou perfuração adicional, o que aumenta o custo.
- Certifique-se de manter a distância entre o furo e a dobra. A regra prática é 2.5 vezes a espessura do material mais o raio da dobra. Se você fizer um furo muito perto da dobra, ele se deformará. O material se estica para fora na dobra. O furo acaba ficando com um formato mais oval. Os fixadores não encaixam mais.
- O projeto deve ter uma altura de flange de pelo menos quatro vezes a espessura do material. Se a flange for muito curta, não será possível conformá-la com precisão. A matriz da prensa dobradeira precisa de material suficiente para aderir. Flanges curtas também carecem de rigidez e oscilam sob carga.
- Adicione filetes arredondados aos cantos internos. Cantos vivos podem exercer muita pressão sobre uma superfície. Se você tiver uma peça torta, um canto interno vivo é uma rachadura prestes a acontecer. Um raio distribui a carga. A peça dura mais tempo. A regra se aplica tanto ao modelo plano quanto à forma final moldada.
- Só para você saber, é importante especificar a direção da dobra em relação à fibra do material, especialmente quando se trata de alumínio. A chapa metálica possui uma direção de fibra definida pela laminação. Dobrar transversalmente à fibra a torna mais resistente. Dobrar a favor da fibra pode causar rachaduras na parte externa da dobra. Projetistas experientes sinalizarão isso no desenho. Se você não tem experiência, provavelmente só aprenderá isso depois que seu primeiro lote de peças falhar.
Conjuntos híbridos (usinados + conformados)
É impossível construir um robô totalmente integrado usando apenas um processo de fabricação. O processo é extremamente complexo, mas nossa abordagem geral consiste em usar usinagem CNC para peças onde precisão e resistência são críticas e fabricação de chapas metálicas para peças onde peso e custo são mais importantes. Em seguida, montamos essas peças.
Padrão de construção da perna
Observe a perna de um robô, do quadril ao pé. Ela possui três articulações: quadril, joelho e tornozelo. Cada articulação requer um alojamento usinado. Os furos dos rolamentos devem ser concêntricos. As superfícies de montagem devem ser paralelas. Os sulcos de vedação devem estar limpos. Este é o domínio da usinagem CNC.
Agora, considere as ligações entre essas articulações. Coxa. Panturrilha. São estruturas longas e rígidas. Precisam ser firmes em toda a sua extensão. No entanto, não precisam da densidade de um bloco sólido de alumínio. Perfis metálicos em U são ideais para essa finalidade. Um perfil em U ou um perfil tubular fechado proporciona rigidez à flexão com uma fração do peso.
O montador fixa a carcaça usinada ao perfil metálico com parafusos ou rebites. A carcaça, por sua vez, mantém a junta de precisão. O perfil mantém as duas carcaças separadas a uma distância fixa. Cada peça desempenha sua função. Juntas, elas funcionam como uma unidade.
Padrão de construção do torso
O torso foi projetado usando uma lógica semelhante, mas com proporções diferentes.
Uma placa central, usinada a partir de uma única peça de metal, percorre o centro do dispositivo, formando a estrutura rígida de suporte. Os atuadores são montados diretamente sobre ela, enquanto os computadores e baterias são parafusados em suas superfícies. A placa central deve ser plana, resistente e perfurada com precisão. A usinagem CNC a partir de uma placa de alumínio espessa é o método ideal.
Em torno desse núcleo denso, são adicionados painéis laterais, frontais e traseiros de chapa metálica. Estes servem a dois propósitos. Primeiro, eles protegem os componentes internos, eliminando a necessidade de fios expostos. Segundo, impedem que os dedos toquem nas partes móveis. Terceiro, aumentam a rigidez torsional. Uma caixa de chapa metálica fechada resiste à torção com muito mais eficácia do que uma placa plana simples.
Essa combinação é eficiente. Um núcleo usinado suporta cargas concentradas e interfaces de precisão. Uma carcaça de chapa metálica suporta superfícies amplas e requisitos de fechamento. Juntos, eles pesam e custam menos do que um torso totalmente usinado.
Padrão de construção manual
Apesar das mãos serem pequenas, o padrão permanece consistente.
Características de precisão são garantidas por ossos metálicos para dedos de robôs, usinados por CNC e integrados à estrutura. Possuem orifícios para pinos nas articulações, guias para cabos nos tendões e superfícies planas para a fixação de componentes. Apesar do tamanho reduzido de cada osso, as tolerâncias são mínimas. Podem ser produzidos em larga escala utilizando um torno tipo suíço ou uma microfresadora.
A palma da mão pode ser feita com placas de metal. Material fino. Abas dobradas. Estas formam o formato curvo da palma. Elas também fornecem pontos de fixação para os ossos dos dedos.
Pequenos rebites ou parafusos mantêm a estrutura unida. Os ossos dos dedos, usinados, giram sobre pinos de precisão. A palma da mão, feita de chapa metálica, oferece suporte. O resultado é uma mão que se move suavemente, pesa pouco e é muito mais barata do que uma alternativa totalmente usinada.
Usinagem CNC vs. Fabricação de chapas metálicas
As pessoas perguntam qual método é melhor. Essa é a pergunta errada. Cada processo resolve um problema diferente. A tabela abaixo mostra as diferenças entre eles.
| Aspecto | Usinagem CNC | Fabricação de Chapas Metálicas |
| Destaques | Furos para rolamentos, furos roscados de precisão, geometria 3D complexa. | Placas planas ou dobradas, suportes simples, invólucros e revestimentos estruturais. |
| Volume típico | Baixo volume. De 1 a 100 unidades. | Volume baixo a médio. De 10 a 500 unidades. |
| Custo de ferramentas | Nenhum. Sem moldes ou matrizes. | Baixo custo. Ferramentas simples para prensa dobradeira. O corte a laser não requer ferramentas complexas. |
| Custo por peça | Alto. O desperdício de material é significativo. | Baixo para lotes de 10 ou mais unidades. |
| Prazo de entrega (protótipos) | 1 para 2 semanas. | Dias de 3 a 7. |
| Relação resistência-peso | Bom, mas denso. | Excelente. O material fino suporta a carga de forma eficiente. |
| Complexidade geométrica | Muito alto. Recortes profundos, bolsos profundos, ângulos compostos. | Baixa. Limitada a formatos flexíveis. |
Quando escolher usinagem CNC
Escolha a usinagem CNC para peças que exigem furos para rolamentos. Esses furos devem ser perfeitamente redondos e com uma tolerância de poucos mícrons em relação ao tamanho necessário. Escolha-a para furos roscados de precisão que se alinham exatamente com os componentes de acoplamento. Escolha-a para geometrias tridimensionais complexas que não podem ser aproximadas por uma chapa plana. Exemplos: alojamento de juntas; suporte de sensor com ângulos compostos; peça bruta para engrenagem personalizada.
O custo inicial é baixo. Não há necessidade de comprar ferramentas. No entanto, o custo por peça é alto. Uma peça usinada começa como um bloco sólido. A maior parte desse bloco se transforma em cavacos no chão da fábrica. Para lotes de produção entre uma e cem peças, essa compensação faz sentido. Para volumes maiores, porém, começamos a considerar outros métodos.
Quando optar pela fabricação de chapas metálicas
Escolha a usinagem CNC para peças robóticas integradas que exigem furos para rolamentos. Esses furos devem ser perfeitamente redondos e com uma precisão de poucos mícrons em relação ao tamanho necessário. Escolha-a para furos roscados de precisão que se alinham exatamente com os componentes de acoplamento. Escolha-a para geometrias tridimensionais complexas que não podem ser aproximadas por uma chapa plana. Exemplos: alojamento de juntas; suporte de sensor com ângulos compostos; engrenagem bruta personalizada.
O custo inicial é baixo. Não há necessidade de comprar ferramentas. No entanto, o custo por peça é alto. Uma peça usinada começa como um bloco sólido. A maior parte desse bloco se transforma em cavacos no chão da fábrica. Para lotes de produção entre uma e cem peças, essa compensação faz sentido. Para volumes maiores, porém, as pessoas começam a buscar outros métodos.
Considerações sobre custo e prazo de entrega
O prazo de entrega para protótipos usinados por CNC é de 1 a 2 semanas. O gargalo está na programação e na configuração. Uma vez que a máquina esteja em funcionamento, ela produz peças rapidamente. No entanto, cada peça requer uma quantidade significativa de tempo de máquina. O alto custo por peça reflete isso.
A fabricação de chapas metálicas é mais rápida. O processo leva de três a sete dias, do desenho à peça finalizada. O corte a laser é rápido. A dobra também é rápida. Para encomendas de dez ou mais unidades, o custo por unidade cai significativamente. A primeira peça leva o mesmo tempo que a décima.
A abordagem híbrida é a solução mais econômica para robôs completos. Usine as juntas de precisão. Forme as ligações estruturais. Aparafuse-as. O custo total é menor do que o de um robô totalmente usinado. O peso total também é menor do que o de um robô totalmente construído em chapa metálica. Quem entende ambos os processos consegue construir máquinas melhores mais rapidamente.
Escolha NOBLE para uma experiência completa. fabricação de robôs
Sobre Nós
A NOBLE é uma empresa de usinagem CNC de precisão. Possuímos vasta experiência na produção de robôs, sistemas de automação e dispositivos médicos.
Preenchemos a lacuna entre a prototipagem e a produção. Muitas empresas se especializam em projetos únicos ou em produção em larga escala. Nós trabalhamos com ambos. Produzimos lotes unitários para testes. Também trabalhamos com produção em média escala, de 1 a mais de 1,000 unidades. Utilizamos as mesmas máquinas para ambos os casos. Os mesmos padrões de qualidade. A mesma atenção aos detalhes.
Principais capacidades de usinagem
Fresagem CNC
Oferecemos opções de três, quatro e Fresagem CNC de 5 eixosMantemos tolerâncias de ±0.005 mm (±0.0002 polegadas) para características críticas. Nossas capacidades de usinagem de alta velocidade processam componentes de alumínio e de paredes finas sem vibração ou distorção.
Torneamento CNC
Possuímos tornos com ferramentas acionadas e capacidade de eixo Y. Os tornos automáticos tipo suíço são utilizados para peças pequenas e complexas, como ossos de dedos, microeixos e componentes de sensores. O torno suíço processa barras de metal e produz peças acabadas em um único ciclo.
Processos de Apoio
Tanto a retificação plana quanto a retificação cilíndrica produzem acabamentos de qualidade para rolamentos. Alcançamos um valor Ra de 0.4 micrômetros ou melhor em superfícies retificadas.
O tratamento térmico é realizado internamente ou por meio de parceiros qualificados. Oferecemos recozimento, têmpera e alívio de tensões. A NOBLE gerencia tanto o processo quanto a documentação.
O acabamento pós-usinagem inclui rebarbação, anodização (transparente e com revestimento duro Tipo III), passivação do aço inoxidável e tamboreamento com diversos meios abrasivos para criar uma textura de superfície uniforme.
Certificações
ISO 9001:2015
A NOBLE obteve a certificação do sistema de gestão da qualidade, que garante que todos os processos, da fabricação e inspeção ao envio, sejam gerenciados de acordo com as normas estabelecidas. A certificação ISO 9001:2015 garante a qualidade consistente, a rastreabilidade e a melhoria contínua de nossas peças. Isso significa que nossos clientes podem ter certeza de receber peças que atendem às especificações sempre.
ISO 13485:2016
Além da certificação ISO 9001, obtivemos a certificação para a gestão da fabricação de dispositivos médicos. Isso é particularmente relevante no contexto de instrumentos cirúrgicos robóticos, exoesqueletos médicos e robôs de reabilitação. A norma exige documentação mais rigorosa, gestão de riscos mais formal e validação de processos mais completa do que a ISO 9001 sozinha exige. Mantemos todos esses requisitos.
Perguntas frequentes
Que tipos de componentes de robôs são mais adequados para usinagem CNC em vez de impressão 3D ou chapas metálicas?
Caixas de juntas. Eixos rotativos. Qualquer peça que necessite de furos para rolamentos ou tolerâncias rigorosas na faixa de ±0.005 mm. Essas peças suportam cargas e posicionam componentes móveis. A impressão 3D é adequada para suportes complexos e de baixa carga, onde a resistência é secundária. A chapa metálica é adequada para invólucros e ligações estruturais com geometria simples.
Que materiais as pessoas recomendam para componentes estruturais de robôs?
O alumínio 6061-T6 é o material mais utilizado. Boa resistência, fácil de usinar e com custo razoável. Para maior resistência, o 7075-T6 é a escolha ideal. Ele também é fácil de usinar, mas custa mais. Para alojamentos de juntas que exigem dureza superficial e resistência ao desgaste, o aço inoxidável 17-4PH é comum. Ele passa por tratamento térmico para atingir alta resistência e resiste à abrasão. Para componentes leves e não metálicos, o PEEK e o Delrin (acetal) são boas opções. Eles são rígidos, estáveis e fáceis de usinar, sem problemas de corrosão.
Como escolher entre usinagem CNC e chapa metálica para uma determinada peça?
Uma regra simples abrange a maioria dos casos. Se a peça tiver furos para mancais, geometria tridimensional complexa ou exigir tolerâncias rigorosas, opte pela usinagem. Se a peça for uma placa plana ou dobrada com furos para fixadores e sem interfaces de precisão, opte pela chapa metálica. Quando uma peça apresenta ambos os tipos de características, geralmente é projetada como uma montagem. Usina-se o núcleo de precisão. Conforma-se a camada externa de chapa metálica. As duas partes são parafusadas.
Quais características de projeto aumentam o custo de uma peça usinada?
Cavidades profundas e estreitas são problemáticas. Quando a profundidade da cavidade excede quatro vezes o diâmetro da ferramenta, a evacuação de cavacos torna-se difícil. A quebra da ferramenta torna-se provável. O tempo de ciclo aumenta drasticamente.
Cantos internos vivos são outro problema. Um canto interno reto exige uma ferramenta especial ou uma operação secundária. Um canto arredondado permite o uso de uma fresa de topo padrão. Deve-se adicionar filetes sempre que possível.
Tolerâncias desnecessariamente rigorosas em todas as características aumentam o custo sem agregar valor. Um furo de rolamento realmente precisa de ±0.005 mm. Um perfil externo, não. Especifique tolerâncias rigorosas apenas onde a função as exigir.
Será que as pessoas podem fabricar peças para robôs médicos ou dispositivos cirúrgicos da NOBLE?
Sim. A NOBLE possui a certificação ISO 13485:2016. Esta é a norma de gestão da qualidade para dispositivos médicos. Ela demonstra nossa capacidade de usinar componentes para aplicações na área da saúde. Para esses projetos, mantemos total rastreabilidade, incluindo certificações de materiais, registros de inspeção e documentação de processos. Os clientes recebem um pacote completo, adequado para submissões regulatórias.
Qual é o processo de inspeção de qualidade?
As inspeções em processo ocorrem durante a usinagem. Os operadores verificam características críticas em intervalos definidos e registram os resultados na documentação da fábrica.
A inspeção final utiliza equipamentos calibrados. Máquina de medição por coordenadas (CMM) para precisão dimensional. Calibradores de diâmetro interno. Calibradores de rosca para roscas. Comparadores ópticos para perfis complexos e detalhes pequenos.
