Seleção de materiais para usinagem CNC: como escolher o material certo

A escolha do material adequado é uma das decisões mais importantes na maquinagem CNC. O material afeta não só a resistência, o peso, a durabilidade e o desempenho da peça final, mas também a sua maquinabilidade, estabilidade dimensional, acabamento superficial, tempo de produção e custo global. Um material que apresenta um bom desempenho numa aplicação pode revelar-se desnecessário ou difícil de maquinar noutra.

A seleção do material para a maquinação CNC deve, por isso, partir dos requisitos reais da peça, em vez de se limitar a escolher o material mais resistente ou mais comum. As cargas mecânicas, a temperatura de funcionamento, a exposição à corrosão, as tolerâncias exigidas, o acabamento superficial, o peso, o volume de produção e o orçamento devem ser considerados em conjunto. Compreender estes fatores ajuda a restringir a lista de materiais adequados e a equilibrar o desempenho com a viabilidade de fabrico. Para uma visão geral mais abrangente das opções disponíveis, consulte o nosso guia sobre materiais para usinagem CNC.

Que fatores deve ter em conta ao escolher um material para usinagem CNC?

A escolha do material adequado para a maquinagem CNC depende do desempenho exigido ao componente acabado e da facilidade com que este pode ser fabricado. Em vez de avaliar um material com base numa única propriedade, deve considerar-se, no seu conjunto, o seu desempenho mecânico, comportamento térmico, resistência ao ambiente de trabalho, maquinabilidade, estabilidade dimensional, requisitos de acabamento, peso, custo e disponibilidade.

Propriedades mecânicas

Os requisitos mecânicos são frequentemente o ponto de partida para a seleção de materiais. É necessário ter em conta as cargas e as forças a que o componente estará sujeito durante o funcionamento e, em seguida, avaliar propriedades como a resistência à tração, o limite de escoamento, a dureza, a rigidez, a tenacidade, a resistência à fadiga e a resistência ao desgaste.

Por exemplo, um componente estrutural exposto a cargas elevadas pode exigir elevada resistência e rigidez, enquanto um componente sujeito a atrito repetido pode beneficiar mais da dureza e da resistência ao desgaste. A escolha de um material com propriedades muito superiores aos requisitos reais pode aumentar os custos do material e da maquinagem, sem proporcionar um benefício significativo em termos de desempenho.

Temperatura de funcionamento e desempenho térmico

A temperatura de funcionamento de um componente pode reduzir significativamente a gama de materiais adequados para a maquinagem CNC. É importante ter em conta tanto a temperatura contínua como quaisquer picos de temperatura de curta duração a que o componente possa estar sujeito durante o seu funcionamento.

Entre as propriedades importantes contam-se a resistência ao calor, a condutividade térmica, a expansão térmica e a estabilidade térmica. Os materiais com elevada expansão térmica podem sofrer alterações dimensionais à medida que a temperatura oscila, o que pode ser crítico para componentes com tolerâncias apertadas ou interfaces de encaixe perfeito. A condutividade térmica também pode influenciar a forma como um componente lida com o calor durante o funcionamento.

O material deve, portanto, ser selecionado de acordo com as condições térmicas reais da aplicação, em vez de se basear apenas nas suas propriedades mecânicas à temperatura ambiente.

Resistência à corrosão e aos produtos químicos

O ambiente em que um componente maquinado funciona pode ser tão importante quanto os seus requisitos mecânicos. A exposição à humidade, à água salgada, a produtos químicos, a óleos, a solventes ou a agentes de limpeza pode causar corrosão, degradação ou falha prematura, caso o material não seja adequado.

O aço inoxidável pode ser a escolha preferível para componentes expostos a ambientes corrosivos, enquanto o alumínio pode oferecer uma combinação vantajosa de baixo peso e resistência à corrosão. Os plásticos de engenharia podem ser mais adequados quando é necessária resistência química ou isolamento elétrico.

É igualmente importante ter em conta se o material selecionado é compatível com o tratamento de superfície pretendido, uma vez que os revestimentos ou outros processos de acabamento podem proporcionar proteção adicional.

Usinabilidade

A usinabilidade de um material afeta diretamente a eficiência com que este pode ser processado por equipamentos CNC. A dureza, a tenacidade, a condutividade térmica, as forças de corte, a formação de aparas e o desgaste das ferramentas podem, todos eles, influenciar o desempenho da usinagem.

Os materiais mais fáceis de maquinar permitem, geralmente, um corte mais eficiente e podem reduzir o tempo de maquinagem e o consumo de ferramentas. Os materiais mais difíceis podem exigir condições de corte mais lentas, ferramentas especializadas, arrefecimento adicional ou um controlo mais cuidadoso dos parâmetros de corte.

Isto não significa que os materiais de fácil maquinagem sejam sempre a melhor escolha. Se o componente exigir propriedades que só um material de difícil maquinagem possa proporcionar, esses desafios de fabrico podem justificar-se. O objetivo é encontrar um equilíbrio prático entre o desempenho do material e os requisitos de maquinagem.

Estabilidade dimensional e tolerâncias exigidas

O comportamento do material pode ter um efeito direto na precisão dimensional, especialmente quando os componentes exigem tolerâncias rigorosas. A expansão térmica, a tensão residual, a absorção de humidade e a deformação do material podem, todos eles, contribuir para alterações dimensionais durante ou após a maquinagem.

Isto é especialmente relevante no caso de componentes de paredes finas, grandes superfícies planas, cavidades profundas e peças com tolerâncias geométricas exigentes. Alguns plásticos, por exemplo, podem absorver humidade e sofrer alterações dimensionais, enquanto certos metais podem reter tensões internas que são libertadas durante a remoção de material.

Quando são exigidas tolerâncias rigorosas, a estabilidade do material deve, por isso, ser avaliada em conjunto com o processo de maquinagem, em vez de ser tratada como uma questão à parte.

Acabamento superficial e acabamento secundário

O estado da superfície pretendido também pode influenciar a escolha do material. Os diferentes materiais reagem de forma distinta ao corte, ao polimento, ao jateamento, ao revestimento, à anodização, à galvanização e a outros processos de acabamento.

Se um componente exigir uma rugosidade de superfície, um aspeto, uma proteção contra a corrosão ou um revestimento resistente ao desgaste específicos, o material deve ser compatível com o processo de acabamento previsto. Por exemplo, a escolha da liga de alumínio pode afetar o resultado da anodização, enquanto a seleção do aço inoxidável pode influenciar os requisitos de passivação ou de outras operações de acabamento.

Ter em conta desde cedo os requisitos de acabamento ajuda a evitar a escolha de um material que, embora cumpra os requisitos mecânicos, possa causar problemas durante o processamento secundário.

Peso e relação peso-resistência

O peso torna-se um fator importante quando um componente tem de ser leve sem comprometer o desempenho funcional. Nestes casos, a densidade do material deve ser avaliada em conjunto com a resistência e a rigidez, em vez de ser considerada isoladamente.

O alumínio e o magnésio podem reduzir o peso dos componentes, enquanto o titânio pode proporcionar uma elevada relação resistência/peso para aplicações com requisitos estruturais exigentes. Os plásticos de engenharia podem oferecer uma densidade ainda mais baixa quando não é necessária uma resistência elevada semelhante à dos metais.

A melhor escolha depende do que o componente precisa efetivamente de proporcionar. Um material leve não é automaticamente melhor se a sua rigidez, resistência, resistência à temperatura ou estabilidade dimensional forem insuficientes para a aplicação.

Custo dos materiais, disponibilidade e requisitos de produção

O custo do material é importante, mas não deve ser avaliado separadamente dos requisitos de fabrico. O custo total também pode ser afetado pela usinabilidade, pelo desperdício de material, pelo tempo de usinagem, pelas ferramentas, pelo acabamento e por processos adicionais.

A disponibilidade dos materiais também deve ser tida em conta, especialmente no caso de componentes de produção que exijam uma liga, um estado de tempera, uma classe ou uma certificação específicos. Um material que seja tecnicamente adequado, mas difícil de obter, pode acarretar prazos de entrega desnecessariamente longos ou riscos de abastecimento.

O volume de produção também é importante. No caso de pequenas quantidades, a prioridade pode ser encontrar um material facilmente disponível que cumpra os requisitos de desempenho exigidos. Para séries de produção maiores, a eficiência da maquinagem, a utilização do material e a continuidade do abastecimento podem ter um impacto muito maior no custo global de fabrico.

Como escolher um material para usinagem CNC, passo a passo

Assim que os requisitos funcionais e de fabrico estiverem definidos, a seleção de materiais torna-se um processo que consiste em restringir as opções adequadas e comparar as suas vantagens e desvantagens. Seguir uma abordagem estruturada pode evitar especificações excessivas e ajudar a identificar um material que cumpra os requisitos de desempenho sem acarretar custos desnecessários de maquinagem ou de material.

Definir os requisitos funcionais da peça

Comece por identificar as condições a que o componente terá de resistir durante a utilização efetiva. Tenha em conta as cargas previstas, a temperatura de funcionamento, a exposição à humidade ou a produtos químicos, o atrito e o desgaste, a vida útil exigida e quaisquer limitações de peso.

Estes requisitos definem as propriedades dos materiais que são mais importantes. Por exemplo, um componente que suporta cargas pode dar prioridade à resistência e à rigidez, enquanto um componente leve pode dar maior ênfase à densidade e à relação resistência/peso.

Definir os requisitos de fabrico

Em seguida, considere como o componente será maquinado por CNC e quais são os requisitos da geometria final. Analise o processo de maquinagem, as dimensões da peça, a espessura das paredes, a complexidade das características, as tolerâncias dimensionais e os requisitos de acabamento superficial.

A quantidade a produzir também deve ser tida em conta nesta fase. Um material que seja prático para alguns componentes personalizados pode não ser a opção mais económica para volumes de produção mais elevados, caso apresente má usinabilidade, elevado desgaste das ferramentas ou disponibilidade limitada.

Criar uma lista restrita de materiais candidatos

Uma vez definidos os requisitos, restrinja os materiais disponíveis a alguns candidatos que possam satisfazer os critérios mais importantes. Evite comparar todos os materiais possíveis para CNC; em vez disso, elimine as opções que claramente não cumprem um requisito essencial.

Por exemplo, o alumínio pode ser uma boa opção quando o peso reduzido e a boa usinabilidade são prioridades, enquanto o aço inoxidável pode ser mais adequado quando a resistência à corrosão e a durabilidade são mais importantes. Os plásticos de engenharia podem ser uma boa opção quando é necessária uma baixa densidade, isolamento elétrico, resistência química ou baixo atrito.

Comparar as vantagens e desvantagens dos materiais

São poucos os materiais que apresentam o melhor desempenho em todas as categorias. Um pode oferecer maior resistência, mas menor usinabilidade, enquanto outro pode ser mais fácil de usinar, mas apresentar menor resistência ao calor ou ao desgaste.

Compare os materiais pré-selecionados com os requisitos mais importantes para a aplicação. O objetivo não é selecionar o material com o melhor desempenho individual, mas sim aquele que ofereça o melhor equilíbrio global entre o desempenho da peça, a maquinabilidade, a durabilidade, a disponibilidade e o custo.

Confirmar a classe e as especificações do material

Depois de selecionada uma família de materiais adequada, especifique a classe, a liga, o estado de endurecimento ou a especificação exata necessária para a aplicação. A simples menção de “alumínio”, “aço” ou “aço inoxidável” pode deixar margem a interpretações demasiado amplas.

Por exemplo, o alumínio 6061-T6 e o alumínio 7075 apresentam propriedades mecânicas e características de fabrico diferentes. Da mesma forma, a escolha entre tipos de aço inoxidável, como o 304 e o 316, deve depender do desempenho efetivo do componente e dos requisitos ambientais.

A especificação final do material deve ser suficientemente clara para que o fabricante possa adquirir e trabalhar o material pretendido de forma consistente.

Como escolher materiais para CNC com base nos requisitos da aplicação

A aplicação pretendida constitui frequentemente o ponto de partida mais claro para restringir as opções de materiais. Em vez de selecionar um material com base numa única propriedade, deve-se adequar o material às condições a que o componente irá efetivamente estar sujeito. As combinações seguintes podem ajudar a identificar candidatos adequados antes de comparar tipos específicos.

Para componentes leves

Quando a redução do peso é uma prioridade, deve-se considerar materiais de baixa densidade, verificando simultaneamente se estes continuam a proporcionar resistência e rigidez suficientes. O alumínio e o magnésio são opções comuns para componentes leves maquinados por CNC, enquanto o titânio pode ser considerado quando é necessária uma relação resistência/peso mais elevada.

Para componentes de alta resistência

Os componentes expostos a cargas mecânicas consideráveis podem exigir materiais com elevada resistência à tração, limite de escoamento, dureza ou resistência à fadiga. Os aços-liga, os aços inoxidáveis, o titânio e as ligas de alumínio de alta resistência podem ser adequados, dependendo da combinação necessária de resistência, peso, resistência à corrosão e usinabilidade.

Para ambientes corrosivos

Se o componente vier a ser exposto à humidade, ao sal, a produtos químicos ou a outras condições corrosivas, a resistência à corrosão deve ser considerada um requisito fundamental do material. O aço inoxidável, o alumínio, o titânio e certos plásticos de engenharia podem proporcionar diferentes níveis de proteção, dependendo do ambiente de funcionamento.

Para desgaste e atrito

Os componentes expostos a contacto repetido, deslizamento ou abrasão necessitam de dureza, resistência ao desgaste e estabilidade dimensional suficientes. Os aços temperados podem ser adequados para aplicações de desgaste sujeitas a cargas elevadas, enquanto materiais como o POM ou o PTFE podem ser úteis nos casos em que um baixo coeficiente de atrito é mais importante do que uma elevada resistência estrutural.

Para aplicações a altas temperaturas

Quando um componente funciona a temperaturas elevadas, deve avaliar-se a resistência ao calor, a estabilidade térmica, a expansão térmica e o desempenho mecânico à temperatura real de funcionamento. Dependendo da temperatura e dos requisitos mecânicos, podem ser considerados determinados aços inoxidáveis, ligas de titânio, ligas à base de níquel e plásticos de engenharia para altas temperaturas.

Para a condutividade elétrica e térmica

O desempenho elétrico ou térmico pode tornar a condutividade um critério de seleção fundamental. O cobre é amplamente utilizado quando é necessária uma elevada condutividade elétrica ou térmica, enquanto o latão pode oferecer uma combinação útil de condutividade, usinabilidade e resistência à corrosão. O alumínio também pode ser adequado quando é necessário equilibrar a condutividade com um peso mais reduzido.

Para resistência química ou isolamento elétrico

Os plásticos de engenharia podem revelar-se vantajosos quando um componente necessita de resistência a produtos químicos, solventes, humidade ou corrente elétrica. Materiais como o PEEK, o PTFE e outros polímeros de engenharia podem oferecer propriedades difíceis de obter com metais convencionais, embora seja ainda necessário avaliar a temperatura, a estabilidade dimensional e os requisitos de maquinagem.

Para componentes com tolerâncias rigorosas

Quando a precisão dimensional é fundamental, a estabilidade do material assume particular importância. É necessário ter em conta a expansão térmica, a absorção de humidade, a tensão residual, a dureza e a resposta do material à maquinagem. Um material que seja fácil de maquinar, mas que sofra alterações significativas com a temperatura ou a humidade, pode não ser a melhor escolha para um componente de precisão.

Comparação de materiais para maquinagem CNC

Depois de definidos os requisitos da aplicação, comparar lado a lado uma lista restrita de materiais facilita a seleção final. A tabela abaixo apresenta uma comparação geral dos materiais mais utilizados na maquinação CNC. O desempenho real pode variar consoante a liga, o tipo, o estado de dureza, o tratamento térmico e as condições de maquinação.

Material	Força	Usinabilidade	Resistência à corrosão	Peso	Custo relativo	Aplicações típicas
Alumínio	Médio-alto	Excelente	Bom	Baixo	Baixa–Média	Caixas, suportes, acessórios, componentes aeroespaciais
Aço inoxidável	Elevado	Bom – Moderado	Excelente	Médio-alto	Médio-alto	Componentes para o setor médico, da indústria alimentar e industrial
Aço ao carbono	Elevado	Bom	Baixo–Moderado	Elevado	Baixo	Eixos, componentes estruturais, maquinaria
Aço-liga	Elevado – Muito elevado	Moderado	Moderado	Elevado	Médio	Engrenagens, eixos, componentes para cargas elevadas
Latão	Médio	Excelente	Bom	Elevado	Médio	Acessórios, componentes elétricos, ferragens de precisão
Cobre	Médio	Moderado	Bom	Elevado	Elevado	Componentes elétricos e térmicos
Titânio	Muito elevado	Difícil	Excelente	Baixa–Média	Elevado	Componentes para os setores aeroespacial, médico e de alto desempenho
POM	Médio	Excelente	Bom	Baixo	Baixa–Média	Buchas, engrenagens, componentes de baixo atrito
Nylon	Médio	Bom	Bom	Baixo	Baixo	Componentes sujeitos a desgaste, caixas, peças mecânicas
PEEK	Elevado	Moderado	Excelente	Baixo	Muito elevado	Componentes médicos, químicos e para altas temperaturas

A comparação deve ser utilizada como ponto de partida e não como uma classificação dos materiais. Por exemplo, o alumínio pode ser a melhor escolha quando o baixo peso e a eficiência de maquinagem são prioridades, enquanto o aço inoxidável pode ser mais adequado quando a resistência à corrosão e a durabilidade são mais importantes. O titânio oferece um excelente desempenho para aplicações exigentes, mas os seus custos mais elevados de material e usinagem podem torná-lo desnecessário quando uma liga mais facilmente usinável consegue satisfazer os mesmos requisitos.

No que diz respeito à maquinagem CNC de precisão, o material mais adequado é, em última análise, aquele que satisfaz os requisitos críticos de desempenho sem introduzir dificuldades ou custos de fabrico desnecessários.

Erros comuns na escolha de materiais para usinagem CNC

A escolha de um material com base apenas numa propriedade desejável pode resultar em custos desnecessários, dificuldades de maquinagem ou um desempenho insatisfatório da peça. Uma abordagem mais adequada consiste em avaliar o material tendo em conta o conjunto completo de requisitos funcionais e de fabrico.

Escolher o material mais resistente por predefinição

Uma resistência mais elevada não significa, automaticamente, um melhor desempenho. Se um componente exigir apenas uma resistência moderada, a escolha de uma liga de alta resistência pode aumentar o custo do material e a dificuldade de maquinagem, sem proporcionar uma vantagem significativa.

O material deve proporcionar resistência, dureza e rigidez suficientes para a aplicação pretendida, mantendo-se, ao mesmo tempo, prático de fabricar.

Escolher com base apenas no preço do material

Um preço mais baixo do material não implica necessariamente um custo global mais baixo da maquinação CNC. A maquinabilidade, o desperdício de material, o tempo de maquinação, os requisitos em termos de ferramentas e as operações secundárias podem todos influenciar o custo final.

Um material ligeiramente mais caro pode acabar por ser mais económico no geral, se for mais fácil de maquinar ou se exigir menos processos adicionais.

Ignorar a usinabilidade

Alguns materiais apresentam excelentes propriedades mecânicas ou térmicas, mas são significativamente mais difíceis de usinar. Uma fraca usinabilidade pode aumentar o tempo de corte, acelerar o desgaste das ferramentas e tornar mais difícil manter o acabamento superficial e a precisão dimensional exigidos.

O desempenho do material deve, por conseguinte, ser considerado em conjunto com os requisitos práticos da fresagem, torneamento, perfuração e outras operações de maquinagem por CNC.

Ignorar o ambiente operacional

Um material que apresenta um bom desempenho em condições normais pode não ser adequado para a exposição a altas temperaturas, humidade, produtos químicos, sal ou atrito contínuo.

Tenha sempre em conta o ambiente de funcionamento real ao avaliar a resistência à corrosão, a resistência química, a estabilidade térmica e a resistência ao desgaste. Isto é particularmente importante quando o componente for utilizado ao ar livre, em ambientes industriais ou em contacto com substâncias agressivas.

Especificação do material sem indicar a classe

A especificação apenas de uma família de materiais pode criar ambiguidade durante o processo de aquisição e produção. Diferentes classes dentro da mesma família de materiais podem apresentar propriedades mecânicas, maquinabilidade, resistência à corrosão e condições de tratamento térmico substancialmente diferentes.

Em vez de se limitar a indicar «alumínio» ou «aço inoxidável», identifique a liga ou o tipo de material necessário e, quando aplicável, o estado de endurecimento ou a especificação do material.

Escolher um material sem ter em conta o tratamento de superfície

A escolha final do material deve também ter em conta qualquer processo de acabamento necessário. A anodização, o revestimento galvânico, a passivação, o polimento, o jateamento e o revestimento podem apresentar diferentes requisitos de compatibilidade e desempenho, dependendo do material e da qualidade.

Ter em conta estes requisitos antes da maquinação ajuda a garantir que o material selecionado consiga atingir tanto as propriedades funcionais necessárias como o acabamento superficial final pretendido.

Quando se deve optar por metal ou plástico para a usinagem CNC?

A escolha entre metal e plástico deve basear-se nos requisitos funcionais do componente, em vez de se limitar a uma simples comparação da resistência ou do custo dos materiais. Os metais proporcionam, em geral, maior resistência, rigidez e resistência à temperatura, enquanto os plásticos de engenharia podem oferecer menor peso, isolamento elétrico, resistência química e baixo coeficiente de atrito.

Escolha o metal quando precisar

O metal é, geralmente, a melhor opção quando o componente tem de suportar cargas mecânicas consideráveis, manter a rigidez, resistir a altas temperaturas ou tolerar desgaste repetido. O alumínio, o aço inoxidável, o aço ao carbono, o titânio, o latão e o cobre oferecem, cada um, diferentes combinações destas propriedades.

O metal pode também ser a melhor opção quando o componente exige um controlo dimensional muito rigoroso em condições de variação de temperatura ou precisa de resistir a condições mecânicas exigentes ao longo de uma longa vida útil.

Opte pelo plástico quando precisar

A maquinagem CNC de plásticos pode revelar-se vantajosa quando o baixo peso, o isolamento elétrico, a resistência química ou o baixo atrito são mais importantes do que a resistência estrutural máxima. Entre os plásticos de engenharia mais comuns contam-se o POM, o nylon, o PTFE e o PEEK, sendo que cada um oferece diferentes combinações de propriedades mecânicas, térmicas e químicas.

O plástico também pode ser uma opção prática para componentes em que é importante reduzir o peso ou eliminar o contacto entre metais. No entanto, a temperatura, a absorção de humidade, a expansão térmica e a estabilidade dimensional devem ser avaliadas cuidadosamente, especialmente no caso de componentes de precisão.

Em última análise, a melhor escolha não se resume simplesmente a metal versus plástico, mas sim ao material que proporciona o desempenho necessário, mantendo-se adequado ao processo de maquinagem e ao ambiente de funcionamento previsto.

Como a escolha do material afeta o custo da maquinação CNC

A escolha do material tem um impacto direto no custo da maquinação CNC, mas o preço do material, por si só, é apenas uma parte da equação. Um material que custa menos por quilograma pode exigir mais tempo de maquinação, desgastar as ferramentas de corte mais rapidamente ou necessitar de processos de acabamento adicionais, aumentando assim o custo total de fabrico.

Custo dos materiais

O preço da matéria-prima é um fator óbvio a ter em conta, especialmente no caso de componentes de maiores dimensões ou de projetos com um consumo significativo de material. No entanto, o custo do material deve ser avaliado com base na quantidade real de material necessária, incluindo a quantidade removida durante a maquinagem e o eventual desperdício de material.

Tempo de maquinagem

Os materiais com boa usinabilidade podem, em geral, ser processados de forma mais eficiente, enquanto os materiais mais duros ou mais difíceis de cortar podem exigir parâmetros de corte mais lentos e passagens de usinagem adicionais. Isto pode aumentar o tempo de ciclo e, consequentemente, afetar o custo por componente.

Desgaste das ferramentas e requisitos de ferramentas

A dureza, a tenacidade e a abrasividade do material podem influenciar a vida útil da ferramenta de corte. Os materiais difíceis de maquinar podem exigir ferramentas especializadas ou uma substituição mais frequente das ferramentas, o que aumenta as despesas de fabrico.

Desperdício de materiais

A geometria das peças e a seleção dos materiais podem afetar a eficiência com que a matéria-prima é utilizada. Um material que seja caro ou que só esteja disponível em determinados tamanhos pode resultar num maior desperdício de material, especialmente quando se usinam componentes a partir de blocos de grandes dimensões.

Operações secundárias

Alguns materiais podem exigir processos adicionais, tais como tratamento térmico, acabamento superficial, revestimento ou polimento, para atingir o desempenho ou a aparência pretendidos. Estas operações devem ser tidas em conta ao comparar o custo total de fabrico das diferentes opções de materiais.

Volume de produção

A escolha do material mais económico também pode variar consoante o volume de produção. No caso de pequenas quantidades, a disponibilidade do material e a eficiência da maquinagem podem ter um efeito limitado no custo total. Em séries de produção maiores, mesmo pequenas diferenças no tempo de ciclo, na vida útil das ferramentas ou na utilização do material podem ter um impacto cumulativo significativo.

Por esta razão, o material de maquinagem CNC de menor custo não é necessariamente aquele cujo preço da matéria-prima é mais baixo. A melhor escolha é o material que cumpre os requisitos de desempenho exigidos, mantendo ao mesmo tempo sob controlo os custos do material, da maquinagem, das ferramentas, do acabamento e da produção.

Lista de verificação para a seleção de materiais na maquinação CNC

Antes de definir o material a utilizar na maquinagem CNC, analise os seguintes requisitos para se certificar de que a escolha é adequada tanto para a peça acabada como para o processo de fabrico:

• Função: Que cargas, forças, atrito ou desgaste irá o componente sofrer?
• Temperatura: A que temperatura de funcionamento e a que variações de temperatura estará sujeito?
• Ambiente: Vai ficar exposto à humidade, a produtos químicos, ao sal, a óleos ou a solventes?
• Propriedades mecânicas: A resistência, a dureza, a rigidez, a tenacidade e a resistência à fadiga são suficientes?
• Peso: O que é mais importante: a baixa densidade ou uma elevada relação resistência/peso?
• Usinabilidade: É possível fresar, tornear, perfurar ou submeter o material a qualquer outro tipo de usinagem de forma eficiente?
• Estabilidade dimensional: Será que consegue manter as dimensões e tolerâncias exigidas durante e após a maquinagem?
• Acabamento da superfície: Que tipo de rugosidade, aspeto ou textura é necessária?
• Tratamento de superfícies: O componente vai precisar de anodização, passivação, galvanização, polimento, jateamento ou revestimento?
• Tipo de material: Já foram definidos a liga, o tipo, o estado de endurecimento ou a especificação exatos?
• Disponibilidade: É possível garantir o fornecimento fiável do material necessário e das dimensões de stock?
• Volume de produção: Será que o material continuará a ser prático e económico para a quantidade necessária?
• Custo total: Já foram tidos em conta os custos com materiais, tempo de maquinagem, ferramentas, resíduos, acabamento e outros custos de processamento?

Um material adequado para a maquinagem CNC deve, em primeiro lugar, satisfazer os requisitos funcionais essenciais e, em seguida, ser avaliado em termos de capacidade de fabrico, disponibilidade e custo. Esta abordagem ajuda a evitar tanto a especificação insuficiente do material como o pagamento por um desempenho de que o componente não necessita efetivamente.

Como o ajudamos a escolher o material certo para a usinagem CNC

A escolha de um material nem sempre é simples, especialmente quando um componente apresenta requisitos contraditórios em termos de resistência, peso, usinabilidade, precisão dimensional, resistência à corrosão e custo. A nossa equipa pode analisar o projeto da peça e os requisitos da aplicação para ajudar a identificar materiais adequados tanto para a utilização pretendida como para o processo de usinagem CNC.

Ao avaliar as opções de materiais, temos em conta fatores como as propriedades dos materiais, a geometria das peças, as tolerâncias exigidas, o acabamento superficial, a quantidade a produzir e o processamento secundário. Quando vários materiais podem satisfazer os requisitos funcionais, também podemos ajudar a comparar a viabilidade de fabrico e o custo global de cada um.

Assim que o material for selecionado, podemos fabricar componentes personalizados usinados por CNC de acordo com o tipo de material especificado, as dimensões, as tolerâncias e os requisitos de acabamento. Isto permite que a seleção do material e as considerações relativas ao fabrico sejam avaliadas em conjunto, em vez de serem tratadas como etapas separadas.