Neste artigo, vamos nos aprofundar em como a usinagem de 5 eixos funciona no Fusion 360 — desde casos de uso de 5 eixos até a seleção de uma estratégia.
Se você não viu o Fusion 360 nos últimos 6 meses, prepare-se para ficar impressionado. O Fusion 360 passou recentemente por uma grande atualização de programação de 5 eixos. Nesta série de duas partes, mergulhamos profundamente em como a programação de 5 eixos funciona no Fusion 360.
Primeiro, vamos aprender quando usar a usinagem de 5 eixos versus a usinagem de 3+2 eixos e as diferentes estratégias que você pode escolher no Fusion 360.
Como a programação de 5 eixos no Fusion 360 é diferente?
A resposta aqui é “simplicidade poderosa”. Em nossa opinião, a programação de 5 eixos deve ser tão fácil quanto a usinagem de 3 eixos. Esses dois eixos adicionais adicionam uma camada de complexidade, mas isso não significa que programá-los é extremamente complexo.
A equipe do Fusion 360 se concentrou em fornecer ferramentas e fluxos de trabalho automatizados para simplificar a programação de 5 eixos. Mas a simplicidade por si só não é suficiente sem o poder e a flexibilidade para criar os arquivos de usinagem de que você precisa. E é aqui que o Fusion 360 oferece um impacto surpreendente, oferecendo controles avançados do eixo da ferramenta para ajudar a usinar suas peças como você deseja.
Quando devo usar a usinagem de 5 eixos?
A usinagem simultânea de 5 eixos é ótima, mas nem sempre é a melhor solução para todos os trabalhos de usinagem.
Se você adaptou uma mesa rotativa em uma máquina de 3 eixos ou comprou uma fresadora de 5 eixos de um milhão de dólares, nosso conselho seria usar o fresamento simultâneo em 5 eixos apenas quando for necessário, somente quando a usinagem em 3+ 2 não for eficaz ao processo. O motivo? Tudo depende da construção da máquina, de sua precisão cinemática e se ela possui software para compensar quaisquer erros mecânicos.
Veja esta regra geral: sempre que você move todos os cinco eixos da máquina ao mesmo tempo, aumenta a probabilidade de aparecerem imperfeições na superfície usinada. Por quê? Todas as máquinas têm um grau de imprecisão mecânica (sim, até aquele modelo de um milhão de dólares). Quando a máquina está em movimento, quaisquer erros mecânicos, folga de eixo, desalinhamento de eixo ou baixa estabilidade térmica, podem afetar a capacidade de sua máquina de posicionar com precisão a ferramenta de corte em sua peça de trabalho.
O movimento simultâneo em 5 eixos pode causar variações sutis nas forças da ferramenta de corte, o que pode gerar linhas com marcas visuais, marcas profundas e/ou outros defeitos na peça. A remoção desses defeitos depende de processos adicionais, como polimento, que levam tempo, custam dinheiro e nem sempre são bem controlados.
Portanto, mesmo que você tenha comprado uma máquina nova e brilhante de 5 eixos com todos os sinos e assobios, considere a usinagem 3+2 primeiro. É uma ótima opção para acessar rebaixos e recursos de difícil acesso, permitindo o uso de ferramentas mais curtas e usinagem de peças com menos configurações. Os usuários da base do Fusion 360 obtêm acesso à maioria das ferramentas de programação 3+2, incluindo sombreamento de acessibilidade, alinhamento interativo do eixo da ferramenta e muito mais.
Como selecionar uma estratégia de 5 eixos
Você determinou que a usinagem de 5 eixos é o método certo para o seu projeto. O primeiro passo para a usinagem de 5 eixos é escolher uma estratégia que usinará uma peça que atenda às suas necessidades específicas. O Fusion 360 tem uma biblioteca de diferentes estratégias para escolher – a grande maioria das quais suporta usinagem de 5 eixos.
Aqui estão alguns cenários de exemplo com uma estratégia de acabamento 3D do Fusion 360 sugerida:
Cenário 1
Você está usinando uma peça contendo vários recursos aninhados e teme passar horas criando dezenas de caminhos de ferramenta separados.
Solução: Escolha “Inclinado e Raso”, esta estratégia pode usinar com segurança e eficiência esses tipos de peças complexas, com um único caminho da ferramenta com opções interessantes, como controles separados para regiões íngremes e rasas, sobreposição automática, folga de parede e remoção de cúspides.
Cenário 2
Você está usinando recursos individuais em uma peça e precisa obter um acabamento de superfície ideal.
Solução: Escolha “Morph”, “Flow” ou “Blend”, pois eles produzem caminhos da ferramenta com formas derivadas do recurso que está sendo usinado – resultando em passo constante de superfície e acabamento superficial excepcional.
Cenário 3
Você está usinando peças que contêm (bolsões/paredes) bolsões com laterais retas.
Solução: “Escolha Swarf”, pois usa a lateral da ferramenta de corte para usinar toda a parede lateral do bolsão em uma única passagem – uma opção muito mais rápida do que usinar a peça com uma ferramenta esférica em pequenos passos na profundidade de corte.
Flexibilidade é a chave aqui. O Fusion 360 oferece uma variedade de estratégias, garantindo que você nunca atingirá uma parede de tijolos onde não há nada que funcione para você.
Avalie suas opções de eixo de ferramenta
Escolhemos a estratégia apropriada para usinar sua peça. Agora precisamos considerar os diferentes métodos de definição e controle do movimento de 5 eixos. O Fusion 360 oferece uma variedade de modos de eixo de ferramenta primário:
- Vertical – usinagem de 3 eixos. Observe que esta opção também pode ser usada com prevenção automática de colisões (mais sobre isso posteriormente).
- Para um ponto/curva definido pelo usuário – o eixo da ferramenta é ajustado de forma que a ponta da ferramenta aponte para o ponto/curva. Ideal para usinagem de formas/características salientes.
- A partir de um ponto/curva definido pelo usuário – o eixo da ferramenta é ajustado de forma que a ponta da ferramenta esteja apontando para fora da curva/ponto. Ideal para usinagem de bolsões/recursos embutidos.
- Aproximação/inclinação – inclina a ferramenta usando ângulos relativos ao modelo subjacente. Aqui, “lead” inclina a ferramenta na direção de deslocamento (ou seja, inclinando para frente ou para trás), enquanto “lean” representa uma inclinação lateral em relação à direção de deslocamento (ou seja, inclinando-se para a esquerda ou para a direita). Um valor de avanço e inclinação de 0 graus alinhará o eixo da ferramenta de forma que fique perpendicular à(s) superfície(s) subjacente(s).
Além de caminhos de ferramenta de desbaste (que geralmente são mais bem executados com usinagem 3+2), a maioria das estratégias de acabamento 3D no Fusion 360 suporta alguma forma de movimento de máquina de 5 eixos.
Estratégias como Parallel, Scallop, Spiral, Pencil, Morphed Spiral, Project, Morph, Radial e Steep and Shallow ALL agora suportam um eixo de ferramenta primário de “para” ou “de” um ponto ou curva definido pelo usuário. Esta é uma opção poderosa nos casos em que um ponto/curva pode ser posicionado acima ou abaixo do modelo para guiar o eixo da ferramenta de forma que a ponta da ferramenta aponte na direção desejada em relação ao modelo.
O exemplo abaixo mostra o uso de “apontar” para usinar uma forma saliente. Aqui, a ponta da ferramenta aponta para um ponto posicionado abaixo da peça.
Este segundo exemplo mostra a usinagem de um molde de garrafa usando “From Curve”. Aqui, a curva é uma linha simples posicionada acima da peça, fazendo com que a ponta da ferramenta aponte para fora da curva e em direção ao modelo que está sendo usinado.
Flow, Blend, Multi-axis Contour e Steep and Shallow suportam um eixo de ferramenta de “Lead e Lean”. Aqui, a ferramenta é inclinada para um ângulo fixo (definido pelo usuário) em relação à superfície subjacente que está sendo usinada. Isso permite algumas opções de programação interessantes:
Lead e lean podem ser usados em conjunto com fresas esféricas para usinar superfícies grandes e levemente curvas (como painéis de carroceria de carro). Aqui, o ângulo definido pode posicionar a aresta de ataque da ferramenta na peça e permitir o uso de passos maiores que podem alcançar altos níveis de acabamento superficial com tempos de ciclo curtos. Alternativamente, aproximação e inclinação podem ser usadas com ferramentas esféricas inclinando/aproximando para evitar o encaixe da ponta não cortante da ferramenta no modelo.
Seja qual for a abordagem que você está usando, é seguro dizer que o lead e o lean podem ter um grande impacto na qualidade da peça, na utilização da ferramenta e nos tempos de ciclo de usinagem.
Finalmente, a estratégia especialista Swarf usa um eixo de ferramenta diferente, pelo qual o lado da ferramenta é alinhado contra as paredes laterais dos bolsões (somente quando as paredes laterais são “superfícies regradas” que podem ser usinadas dessa maneira). Essa é uma maneira particularmente eficaz de usinar recursos, como bolsões ou ressaltos, mesmo aqueles que contêm paredes laterais não verticais ou que contêm rebaixos, pois essas estratégias tendem a usar maiores profundidades de corte axiais e pequenos passos radiais.
Com mais de uma dúzia de estratégias de acabamento 3D para escolher e uma variedade de opções de eixo de ferramenta para combiná-las, provavelmente vale a pena resumi-las em um gráfico útil.
Ainda existem algumas estratégias de acabamento 3D que ainda não suportam usinagem de 5 eixos. Tenha certeza de que a equipe de desenvolvimento está trabalhando duro para resolver isso em versões futuras.
Veja as ferramentas de 5 eixos do Fusion 360 em ação
Assista ao tutorial abaixo para ver as novas opções de 5 eixos em ação. Aqui, orientamos você pelas várias opções de eixos de ferramentas e explicamos como elas podem ser combinadas para obter diferentes soluções.
Pronto para experimentar a usinagem de 5 eixos com o Fusion 360? Fale conosco para saber mais.
Este texto foi originalmente traduzido de: https://www.autodesk.com/products/fusion-360/blog/5-axis-machining-fusion-360-part-2-selecting-strategy/
