Comparando usinagem CNC vs usinagem manual: qual técnica é melhor?

A usinagem CNC, também conhecida como “controle digital computadorizado”, tornou-se uma forma de fabricação mais rápida e eficiente. É um tipo de usinagem controlada por um programa. Uma fresagem, torneamento ou Usinagem EDM remove camadas de material da peça para criar a peça desejada. A usinagem manual, por outro lado, só pode ser realizada manualmente por um maquinista qualificado. Por fim, ao comparar a usinagem CNC com a usinagem manual, os benefícios da usinagem CNC parecem infinitos.

No entanto, existem algumas empresas que utilizam apenas ferramentas de usinagem manual para criar protótipos. A usinagem manual é importante, especialmente no setor comercial e na produção de pequenas quantidades de protótipos rápidos.

Para que um projeto seja bem-sucedido, você precisa escolher o método de produção de usinagem correto. Abaixo, apresentamos uma comparação abrangente entre usinagem CNC e usinagem manual para ajudar você a decidir qual método é o melhor para o seu negócio. Isso ajudará você a fazer a melhor escolha para protótipos personalizados e peças de produção final.

O que é usinagem CNC?

A usinagem CNC é uma técnica pela qual uma máquina-ferramenta é controlada por um programa de computador para executar diversas tarefas de usinagem. Essas tarefas incluem corte, furação, fresamento, etc., permitindo a usinagem de materiais de alta precisão. A usinagem CNC é amplamente utilizada na indústria de manufatura porque aumenta a produtividade e, ao mesmo tempo, garante a consistência e a precisão das peças usinadas.

Na usinagem CNC, um programa de computador controla o movimento da ferramenta e o processo de usinagem da peça por meio do controlador da máquina CNC. Comparada às operações manuais tradicionais, a usinagem CNC reduz o erro humano e permite a produção em massa de formas complexas.

Como funciona a usinagem CNC?

• Configuração da máquina: Antes de iniciar a usinagem, o operador prepara a máquina CNC, incluindo a montagem da peça de trabalho e das ferramentas, e verifica as condições do equipamento para garantir a precisão da usinagem.
• Execução do Programa: Um programa CNC pré-escrito é inserido ou carregado via computador e a máquina executa automaticamente as tarefas de usinagem de acordo com as instruções do programa. O programa controlará o movimento do eixo da máquina, a seleção da ferramenta, a velocidade de corte e outros parâmetros para concluir a usinagem especificada.
• Feedback e Ajuste:Durante o processo de usinagem, o operador monitora o status operacional da máquina e ajusta os parâmetros de corte ou o programa conforme necessário para lidar com situações imprevistas ou otimizar os resultados da usinagem.
• Conclusão da usinagem: Após a conclusão da usinagem, o operador remove o produto acabado e o inspeciona quanto à qualidade. Se o produto final atender aos requisitos, o processo de usinagem estará concluído; caso contrário, poderão ser necessários ajustes e usinagens adicionais.

Diferentes tipos de máquinas-ferramentas CNC

Fresadoras CNC

A usinagem CNC é um método que pode ser usado para fabricar qualquer peça complexa. Ela utiliza uma ferramenta cilíndrica rotativa que corta o material de um bloco sólido para criar peças personalizadas sob medida para o usuário. A ferramenta de corte em uma fresadora CNC pode se mover ao longo de mais de um eixo e girar nas direções X, Y e Z para fresar a peça. Em resumo, as fresadoras CNC são a melhor maneira para muitas empresas fabricarem produtos de alta qualidade e precisão.

As fresadoras CNC podem traduzir comandos específicos para que CNC podem controlar seus movimentos automaticamente. Isso não é possível com fresadoras manuais. Se você usar uma fresadora manual, poderá acabar com uma peça com uma grande margem de erro. Além disso, fresadoras manuais são difíceis de usar e lentas para usinar. Isso ocorre porque precisam ser operadas com a assistência de mais de uma pessoa.

Torno CNC

Tornos CNC são usados principalmente para fabricar peças de acordo com instruções detalhadas de projeto. O material na ferramenta do torno prende o fuso e gira com ele para usinagem de metais, pulverização térmica e torneamento de madeira. Tornos CNC também podem produzir formas planas, cilíndricas ou cônicas. Eles também podem alterar a rugosidade da superfície, grupos fracos, características de chanfro e a aparência dos itens usinados.

Tornos CNC facilitam a criação de produtos redondos precisos e reduzem as chances de erros manuais. Tornos manuais só conseguem produzir protótipos trocando as ferramentas manualmente. Tornos manuais também podem ser altamente precisos, mas exigem mais tempo e esforço. Ao comparar um torno manual com um torno CNC, o torno CNC é superior. Isso ocorre porque ele trabalha mais rápido e é mais preciso.

Usinagem por descarga elétrica (EDM)

A fabricação por eletroerosão é um processo de usinagem que utiliza calor para remover material de uma peça. O operador não precisa usar força mecânica para concluir a usinagem. A eletroerosão utiliza ferramentas de corte principalmente para fabricar e moldar peças complexas. Também permite a fabricação de peças industriais que não podem ser fabricadas por fresadoras ou máquinas manuais.

A eletroerosão é o melhor e mais eficiente método de usinagem em comparação com a usinagem manual. Através deste método, as máquinas de eletroerosão podem produzir peças mais precisas e de maior qualidade. As vantagens gerais deste processo compensam, em parte, o seu alto custo.

Componentes de uma máquina CNC

• Controlador: Esta é a parte central do sistema CNC e é responsável por receber e executar as instruções do programa de computador. O controlador realiza operações de usinagem precisas, regulando os movimentos dos vários componentes da máquina-ferramenta.
• Dispositivo de entrada do programa: Um dispositivo usado para inserir ou modificar o programa CNC. O operador pode carregar o programa pelo teclado, porta USB ou rede para garantir que a máquina execute as tarefas de usinagem corretas.
• Eixos: As máquinas-ferramentas CNC normalmente possuem múltiplos eixos, como os eixos X, Y e Z, cada um responsável pelo movimento em uma direção específica. O movimento combinado desses eixos determina o posicionamento e a trajetória da ferramenta em relação à peça de trabalho.
• Sistema de acionamento: Este sistema consiste em servomotores ou motores de passo responsáveis por impulsionar o movimento dos eixos da máquina. O sistema de acionamento garante movimentos suaves e precisos da máquina-ferramenta para uma usinagem de alta qualidade.
• Fuso da ferramenta: O fuso aciona a rotação da ferramenta e é o componente-chave na execução da operação de corte. Sua velocidade e precisão afetam diretamente a qualidade da superfície e a eficiência da usinagem.
• Mesa: A peça de trabalho é fixada na mesa durante a usinagem. A mesa pode se mover com os eixos da máquina para se adaptar à ferramenta e atingir o caminho de usinagem desejado.
• Ferramentas de corte: Essas ferramentas estão em contato direto com a peça de trabalho para realizar operações como corte, perfuração e fresamento. Ferramentas de corte comuns incluem fresas, ferramentas de torneamento e brocas.
• Sistemas de refrigeração: Durante a usinagem, ferramentas e peças geram muito calor. Um sistema de refrigeração resfria a ferramenta e a peça pulverizando refrigerante para evitar o superaquecimento, prolongando assim a vida útil da ferramenta e garantindo a precisão da usinagem.

O que é usinagem manual?

A usinagem manual é um método de fabricação tradicional no qual um operador controla diretamente uma máquina-ferramenta para usinar uma peça. Ao contrário da usinagem CNC, a usinagem manual não depende de um programa de computador; em vez disso, o operador ajusta manualmente os vários componentes da máquina-ferramenta para realizar corte, fresamento, furação e outras operações. Embora a usinagem manual não seja tão precisa ou eficiente quanto a usinagem CNC, ela ainda tem aplicações importantes na fabricação de peças únicas, prototipagem e produção em pequena escala.

A usinagem manual geralmente requer artesãos experientes, capazes de operar máquinas-ferramentas manualmente, para realizar uma variedade de tarefas de usinagem de precisão, dependendo dos requisitos da peça. Como não há necessidade de programar, a usinagem manual é mais flexível no que diz respeito a ajustes e alterações na produção. Aqui estão os dois principais tipos de usinagem manual disponíveis atualmente:

Usinagem de torno manual

A usinagem em torno manual é um tipo de usinagem que utiliza um torno controlado manualmente para cortar o material. A peça de trabalho do torno geralmente tem simetria rotacional, e o operador controla manualmente o movimento axial e radial da ferramenta ao longo da peça para remover o material e moldar a peça no formato desejado.

Este tipo de usinagem é amplamente utilizado na produção de eixos, peças cilíndricas, como rolamentos, peças roscadas e anéis. A vantagem da usinagem em torno manual é sua flexibilidade, o que a torna adequada para usinar pequenos lotes ou peças personalizadas.

Fresagem manual

Fresamento manual é um tipo de usinagem em que a operação de fresamento é realizada em uma peça de trabalho por meio do controle manual de uma fresadora. O processo de fresamento envolve a rotação e o movimento da ferramenta ao longo de múltiplos eixos para cortar a forma desejada. O operador controla a precisão da usinagem ajustando manualmente a posição da ferramenta e a taxa de avanço.

A fresagem manual é amplamente utilizada para criar superfícies planas, chanfradas, ranhuras e formas de contorno complexas. É adequada para situações que exigem ajustes rápidos ou usinagem de peças individuais, sendo especialmente vantajosa na produção de pequenos lotes e na prototipagem.

Vantagens e desvantagens da usinagem CNC

Vantagens da usinagem CNC

Maior velocidade de produção

Como as máquinas CNC podem operar continuamente e são otimizadas para velocidades de corte, avanços e trocas de ferramentas, elas podem aumentar significativamente a produtividade. Especialmente ao lidar com tarefas de produção de alto volume, a usinagem CNC permite fabricar um grande número de peças em um curto período.

Versatilidade e Consistência

Uma das maiores vantagens da usinagem CNC é sua versatilidade e precisão. A usinagem CNC é utilizada por diversas indústrias na fabricação de peças. Isso ocorre porque produz peças precisas, é eficiente e corta consistentemente. Utilizando máquinas e tecnologia CNC, também é possível produzir diversos metais sob encomenda. A usinagem CNC pode ser usada para cortar e fabricar um grande número de peças simultaneamente. Um engenheiro qualificado pode operar facilmente várias máquinas CNC.

Menos necessidade de pessoal e menos manutenção necessária

Para a fabricação, as máquinas CNC não exigem muitos operadores experientes. Em outras palavras, o trabalho de produção pode ser realizado por apenas um operador qualificado. Embora as máquinas CNC trabalhem o dia todo, elas não exigem tanta manutenção quanto as máquinas manuais. Elas só precisam de reparos em intervalos regulares.

Segurança e Uniformidade de Design

Uma das vantagens de uma máquina CNC é que ela pode executar o mesmo projeto repetidamente. Isso ocorre porque algumas peças são medidas e programadas da mesma maneira. Essa é uma maneira de obter mais lucro sem aumentar a carga de trabalho ou os custos. Além disso, não há riscos associados ao uso de máquinas CNC. Isso ocorre porque, durante a usinagem CNC, o operador está longe da máquina e não tem contato físico com ela.

Versatilidade e redução de desperdícios

As máquinas CNC podem executar uma ampla gama de operações de usinagem, como fresamento, furação, torneamento e corte, de acordo com diferentes instruções de programa. São adequadas para uma ampla gama de materiais e geometrias complexas, expandindo significativamente as capacidades de fabricação e as aplicações. Além disso, o desperdício de material é minimizado devido ao controle de alta precisão da usinagem CNC. Além disso, trajetórias de corte precisas e parâmetros de usinagem otimizados maximizam o aproveitamento do material e reduzem os custos.

Pode ser produzido em massa com baixos custos de mão de obra

A usinagem CNC é particularmente adequada para tarefas de produção em massa. Uma configuração e programação são suficientes para automatizar a produção por longos períodos, aumentando drasticamente a produtividade e o rendimento. Por outro lado, a usinagem CNC é altamente automatizada e normalmente requer intervenção e supervisão humanas mínimas. Isso reduz a dependência de operadores altamente qualificados, reduzindo assim os custos de mão de obra.

Desvantagens da usinagem CNC

• Alto custo inicial: Máquinas CNC e softwares associados são caros para comprar e instalar. Além disso, softwares e técnicos especializados são necessários para escrever programas CNC, o que aumenta ainda mais o investimento inicial.
• Custos de manutenção: Máquinas CNC exigem pessoal especializado para manutenção e conservação, e as peças são caras para substituir e consertar. Se o equipamento falhar, isso pode levar a paradas de produção e potenciais perdas financeiras.
• Complexidade de programação: A usinagem CNC exige a escrita de programas detalhados, o que exige um operador ou engenheiro com habilidades de programação. Essa complexidade torna potencialmente difícil para pequenas empresas ou startups se adaptarem imediatamente à usinagem CNC.
• Menos flexibilidade: Embora a usinagem CNC tenha um bom desempenho na produção em massa, ela não é tão flexível quanto a usinagem manual quando se alteram frequentemente os designs dos produtos ou se produzem pequenos lotes. Cada vez que uma tarefa de produção é alterada, a máquina precisa ser reprogramada e reiniciada, o que pode levar a aumento de tempo e custos.
• Consumo de energia: Máquinas CNC normalmente consomem mais energia do que máquinas manuais, especialmente durante longos períodos. Esse alto consumo de energia pode aumentar os custos operacionais, especialmente em áreas com altos custos de eletricidade.
• Requisitos de habilidade do operador: Embora a usinagem CNC reduza a dependência de operações manuais, ela exige que os operadores tenham um certo nível de conhecimento técnico, como programação, solução de problemas e operação de máquinas. Isso gera uma alta demanda por treinamento técnico.

Vantagens e desvantagens da usinagem manual

Vantagens da Usinagem Manual

• Flexibilidade para produtos únicos e protótipos: A usinagem manual é adequada para peças únicas e protótipos, pois não há necessidade de escrever programas complexos e o operador pode trabalhar diretamente na peça. Essa flexibilidade permite que os projetos sejam rapidamente adaptados para atender às necessidades personalizadas.
• Menor custo para pequenas tiragens de produção: A usinagem manual costuma ser mais barata do que a usinagem CNC para pequenas séries de produção. Ao eliminar a necessidade de programação e configuração complexas, a usinagem manual permite produzir pequenas quantidades de peças em um período mais curto, economizando tempo e dinheiro.
• Manutenção simplificada: Máquinas manuais são relativamente simples e fáceis de manter. Os reparos necessários geralmente podem ser feitos pelo operador ou por um mecânico comum, resultando em custos de manutenção mais baixos.
• Desenvolvimento de habilidades: A usinagem manual depende da experiência e habilidade do operador, e a operação a longo prazo desenvolve e aprimora a habilidade de usinagem do artesão. Isso é benéfico para o desenvolvimento de habilidades e o artesanato.
• Ajustes imediatos: Durante a usinagem manual, o operador pode fazer ajustes imediatos à situação, como alterar a profundidade de corte, a taxa de avanço ou a posição da ferramenta. Essa capacidade de fazer ajustes imediatos torna a usinagem manual mais flexível para responder a situações inesperadas.
• Custo-efetividade: Como a usinagem manual não exige um investimento alto em equipamentos, o custo inicial é baixo. A usinagem manual é uma opção acessível para pequenas empresas ou estúdios individuais com capital limitado.
• Tempo de resposta curto: A usinagem manual permite um início rápido da produção, pois não há necessidade de programação e configuração complexas. Especialmente quando se exige produção emergencial ou entrega rápida, a usinagem manual pode proporcionar tempos de resposta mais curtos.
• Nenhuma programação necessária: A usinagem manual não requer programação CNC, eliminando o tempo e a complexidade da programação. Para tarefas de usinagem simples ou pequenas tiragens, a operação manual é mais direta e eficiente.

Desvantagens da usinagem manual

• Menor precisão e consistência: A usinagem manual depende da habilidade do operador, portanto, a precisão e a consistência da usinagem são menores do que na usinagem CNC. Erros humanos podem levar a tamanhos de peças inconsistentes, especialmente em produções de alto volume.
• Menor produtividade: A usinagem manual normalmente leva mais tempo do que a usinagem CNC, especialmente ao trabalhar com peças complexas ou de alto volume. A velocidade e a habilidade do operador determinam a produtividade e, portanto, podem não ser suficientes para a produção em massa.
• Fadiga do Operador e Risco de Erros: Operações manuais exigem longos períodos de concentração, o que pode levar à fadiga do operador. A fadiga aumenta o risco de erros que podem afetar a qualidade e a segurança das peças.
• Limitações de formas complexas: Máquinas manuais são limitadas em sua capacidade de usinar formas e geometrias complexas, especialmente em usinagem multieixos ou operações que exigem ligações precisas que são difíceis de obter com máquinas manuais.
• Desafios com tarefas repetitivas: A usinagem manual é complexa para tarefas que exigem alto grau de repetibilidade e consistência. Mesmo operadores experientes têm dificuldade em manter um alto nível de consistência entre peças por longos períodos.
• Altas exigências de mão de obra: A usinagem manual depende da habilidade e experiência do operador e, portanto, exige um alto nível de habilidade. Isso aumenta os custos de treinamento e mão de obra e pode impactar a produção quando os operadores não estão disponíveis ou há escassez de mão de obra.
• Maiores riscos de segurança: A usinagem manual envolve um contato mais direto do operador com a máquina-ferramenta, aumentando o risco de lesões. Sem proteções de segurança automatizadas, a segurança do operador depende da atenção e da experiência individuais.

Comparação de aplicativos

Usinagem CNC vs. Usinagem Manual: Principais Diferenças Explicadas

Usinagem CNC e usinagem manual são dois tipos comuns de usinagem na indústria de manufatura, cada um com suas próprias vantagens e limitações. Para entender melhor as diferenças entre elas, podemos compará-las em termos de precisão, repetibilidade, volume de produção, habilidades necessárias, treinamento e custo inicial. Abaixo, uma tabela comparativa que a Yonglihao Machinery elaborou para ajudar você a entender rapidamente as diferenças entre esses dois métodos de usinagem.

Qual é a diferença de preço entre usinagem CNC e manual?

Você verá as diferenças de preço entre usinagem CNC e manual nesta seção. As principais diferenças de preço estão listadas abaixo:

O custo geral da usinagem CNC é menor do que o da usinagem manual

O custo de usinagem depende de muitos fatores, como a quantidade de sucata produzida, os custos de mão de obra, os custos de manutenção e a quantidade total de peças fabricadas. Ao comparar detalhadamente a usinagem CNC com a usinagem manual, você pode descobrir que a usinagem CNC é mais barata a longo prazo.

Problemas de baixa manutenção e desperdício

Em termos de produção, a usinagem CNC é mais precisa e precisa. E, como há menos desgaste, a usinagem CNC é mais barata. Já a usinagem manual tem custos de mão de obra e manutenção mais altos, o que limita seu uso e a torna mais cara.

Aumento da demanda industrial

A usinagem manual é um pouco mais cara, pois esse tipo de usinagem apresenta maior taxa de refugo, altos custos de mão de obra e maior necessidade de manutenção. A demanda por peças usinadas em CNC está aumentando em todo o mundo, pois as peças são mais precisas e apresentam menor taxa de refugo.

Considerações para usinagem CNC

Investimento inicial e custos de manutenção: Máquinas-ferramentas CNC têm um alto investimento inicial e geralmente exigem um orçamento considerável para a compra da máquina-ferramenta, software de programação, bem como para instalação e modificações na infraestrutura. Além disso, os custos de manutenção das máquinas-ferramentas CNC não devem ser ignorados. A manutenção profissional regular é fundamental para garantir uma longa vida útil e uma operação eficiente da máquina-ferramenta, e a falta de manutenção em tempo hábil pode resultar em tempo de inatividade e altos custos de reparo. Portanto, as empresas devem considerar integralmente os custos do ciclo de vida completo ao escolher a usinagem CNC.

Programadores qualificados: O sucesso da usinagem CNC depende de uma programação de alta qualidade, por isso, programadores experientes são necessários. Erros de programação podem levar ao descarte de peças ou danos à máquina-ferramenta, portanto, garantir que os programadores sejam qualificados e treinados é fundamental. As empresas devem investir recursos em treinamento técnico e verificar regularmente a qualidade dos programas para garantir precisão e eficiência na produção.

Resumo

Há uma grande diferença entre usinagem CNC e usinagem manual. A usinagem CNC é mais rápida e precisa do que a usinagem manual. Você não pode esperar os mesmos resultados da usinagem manual que da usinagem CNC.

A usinagem CNC é controlada por softwares CAD e CAM, que são mais precisos, exatos e seguros. A usinagem CNC é mais rápida, produz um produto de melhor qualidade, custa menos e é mais segura do que a usinagem manual.

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Perguntas frequentes

Como posso saber a diferença entre um torno CNC e um torno manual?

Em termos de precisão e tempo, tornos manuais são inferiores às máquinas CNC. Com cortes cuidadosos, tornos manuais podem proporcionar alta precisão. No entanto, tornos CNC podem produzir peças mais precisas em menos tempo e a um custo menor. Tornos CNC são fáceis de usar e não exigem experiência para realizar usinagens complexas. Em contraste, a usinagem com um torno manual exige vasta experiência.

Quais são as desvantagens da usinagem CNC?

Embora a usinagem CNC apresente muitas vantagens, também apresenta algumas desvantagens. Embora as máquinas CNC já tenham sido mais caras do que as convencionais, o custo de operação dessas máquinas está diminuindo gradualmente. E o uso da usinagem CNC não requer nenhuma habilidade ou informação especial. Isso significa que estamos perdendo pessoas com habilidades e conhecimento. Para a usinagem CNC, a quantidade de trabalho necessária também será reduzida, o que pode levar ao desemprego e à fuga de talentos na área de engenharia.

Qual método de fabricação é mais seguro?

Máquinas manuais precisam ser tocadas e operadas para funcionar. Algumas máquinas manuais podem ser mais perigosas de usar. As ferramentas CNC, por outro lado, são automatizadas, então você não precisa tocá-las. Elas não ficam perto dos trabalhadores e o trabalho ocorre em uma sala segura ou atrás de uma porta segura. Isso mostra que a usinagem CNC é mais segura e eficiente do que a usinagem manual.

A usinagem CNC é adequada para uma ampla gama de materiais e aplicações?

A usinagem CNC é adequada para uma ampla gama de materiais, como metais, plásticos e compostos, e é capaz de executar uma ampla gama de tarefas de usinagem para diversas aplicações industriais.

O CNC é mais preciso que a usinagem manual?

Sim, a usinagem CNC é computadorizada para garantir alta precisão e consistência e geralmente é mais precisa do que a usinagem manual, especialmente na usinagem de peças complexas.