Os torno CNC mudaram totalmente a forma como fazemos as coisas, sendo super precisos e automatizados. São fantásticos para cortar, moldar e acabar metais, plásticos e materiais compósitos. Este artigo explica como funcionam, os principais processos técnicos, como são utilizados em diferentes indústrias e como são muito melhores do que os equipamentos mais antigos.
O que é um torno CNC?
Um torno CNC é uma máquina-ferramenta de múltiplos eixos controlada por um sistema de controlo numérico computorizado (CNC). É utilizado para fabricar peças rotacionalmente simétricas com um elevado nível de precisão. A sua principal caraterística é o facto de poder executar automaticamente processos complexos como o torneamento, a perfuração e a roscagem, e de o poder fazer com uma precisão de microns.
Como é que um torno CNC funciona?
Num torno CNC, a peça de trabalho é fixada firmemente numa bucha e o fuso roda-a. Uma ferramenta de corte montada num suporte de ferramenta move-se ao longo de eixos específicos (normalmente X, Y e Z) para remover material da peça de trabalho. O movimento da ferramenta é controlado por um controlo CNC que lê instruções de um programa de código g.
O código g especifica o movimento, a velocidade e a profundidade da ferramenta para cada operação. Uma vez carregado o programa, a máquina pode efetuar automaticamente operações de torneamento, perfuração, roscagem e serrilha com base no desenho da peça. Este processo automatizado fornece resultados consistentes, reduz os tempos de ciclo e minimiza o erro humano.
Operações Chave na Maquinação em Torno CNC
Lista dos parâmetros do processo de maquinagem de precisão
| Tipo de processo | Descrição técnica | Padrão de precisão |
| Torneamento cilíndrico | Remoção de material da face exterior da peça para formar um cilindro | Erro de circularidade≤0,005mm |
| Maquinação frontal | Criação de um plano de referência perpendicular ao eixo | Erro de planeza≤0,01mm |
| Perfuração profunda | Maquinação de furos de precisão com relação L/D > 20:1 | Erro de coaxialidade≤Φ0,02mm |
| Fios moldados | Torneamento de roscas trapezoidais/serrilhadas | Erro de inclinação≤0,005mm |
| Serrilha | Superfície em relevo para uma melhor aderência e fricção | Tolerância de profundidade do padrão ±0,02 mm |
| Corte e modelação | O corte de precisão garante uma rugosidade da secção igual ou inferior a Ra1,6μm | Tolerância de comprimento ±0,01 mm |
Pode efetuar estas operações uma após a outra ou todas ao mesmo tempo, o que significa que o torno CNC pode produzir todos os tipos de peças, desde cilindros simples a peças mais complicadas.
Quais são os principais componentes de um torno CNC?
Para compreender o bom funcionamento e a utilidade dos tornos CNC, é importante conhecer as peças-chave que os tornam tão precisos e automáticos:
Fuso: Suporta o fuso e acciona a peça de trabalho. Contém o motor e as engrenagens que fornecem o binário necessário para as várias operações.
Cabeçote móvel: Fornece suporte adicional para peças de trabalho mais longas para garantir estabilidade durante a maquinação.
Porta-ferramentas: Parte da máquina-ferramenta que segura o porta-ferramentas e o desloca ao longo da base, guiando a ferramenta para garantir a precisão.
Apoio da ferramenta: Mantém a ferramenta no lugar e pode ser rodado para acomodar diferentes ângulos de ferramenta para diferentes operações.
Mandril: O mecanismo que segura a peça de trabalho enquanto esta roda.
Cama: A estrutura principal da máquina que fornece suporte estrutural para o fuso, o contra-ponto e a estrutura, ao mesmo tempo que reduz a vibração para manter a precisão.
Cada peça é realmente importante para garantir que os tornos CNC funcionam sem problemas e mantêm a precisão e a consistência necessárias para uma produção de topo.
Principais Vantagens dos Tornos CNC em Relação aos Tornos Tradicionais
1. Revolução de precisão
Em comparação com o torno tradicional, a precisão da maquinação é consideravelmente melhorada.
Exemplo: Torneamento de pregos de ossos médicos, tolerância de diâmetro ±0,003 mm.
2. Salto de eficiência
A maquinação em compósito reduz o número de tempos de fixação (a concentração do processo aumenta em 70%).
Dados: Ciclo de maquinação de uma árvore de cames de automóvel reduzido para 4 minutos/peça.
3. Avanços em processos complexos
Possibilidade de tornear secções transversais não circulares (elipse/polígono)
Exemplo: Moldagem, numa única operação, de guias moldadas para o corpo de uma válvula hidráulica de avião.
4. Produção inteligente
Equipado com um sistema de medição em linha para compensar automaticamente o desgaste da ferramenta.
A interface IoT permite a monitorização em tempo real do OEE do equipamento.
5. Adaptabilidade do material
Gama de dureza do material maquinável HRC20-65 (tecnologia de torneamento duro)
As configurações especiais permitem a maquinação de materiais frágeis, como grafite ou cerâmica.
6. Poupança de energia e proteção ambiental
O consumo de energia do servomotor é consideravelmente reduzido.
O sistema de micro lubrificação (MQL) reduz o consumo de fluido de corte.
7. Fabrico flexível
Tecnologia de mudança rápida (mudança de programa em minutos)
Suporta a produção de pequenos lotes, multi-variedades e linhas mistas
Mapa das principais aplicações da indústria
| Sectores industriais | Componentes típicos | Desafios técnicos | Soluções |
| Fabrico de automóveis | Eixo de transmissão | Torneamento duro cementado de camada única (HRC 58-62) | Ferramentas CBN + tecnologia de refrigeração de alta pressão |
| Aeroespacial | Disco de turbina de motor | Torneado a partir de uma liga de alta temperatura (Inconel 718) | Ferramentas de cerâmica + sistema de arrefecimento a óleo a temperatura constante |
| Equipamento médico | Esfera de articulação artificial | Torneamento de espelhos de liga de titânio (Ti6Al4V) | Ferramenta PCD + compensação de erro térmico do fuso |
| Comunicações electrónicas | Conector de radiofrequência 5G | Prevenção da deformação de peças de latão com paredes finas (0,2 mm de espessura de parede) | Fixação hidráulica + otimização do percurso da ferramenta com força de corte reduzida |
| Equipamento de energia | Impulsor da bomba principal de energia nuclear | Torneamento e fresagem combinados de aço inoxidável duplex | Centros de torneamento e fresagem + sistema de suporte de ferramentas anti-vibração |
Torno CNC vs. Torno Manual: Uma Comparação
| Indicadores | Torno CNC | Torno convencional |
| Precisão de maquinagem | IT5-IT6 | IT8-IT10 |
| Velocidade do fuso | 50-5000rpm (fuso elétrico até 20000rpm) | 50-2000rpm (caixa de velocidades mecânica) |
| Grau de automatização | Totalmente automático (incluindo carga e descarga automáticas) | Operação totalmente manual |
| Requisitos do operador | Uma pessoa opera várias máquinas | Cada uma requer um técnico especializado |
| Custo da modificação | Apenas o programa precisa de ser modificado (sem alteração do molde físico) | Necessidade de substituição de acessórios/ferramentas (2-4 horas) |
Os tornos CNC estão a levar o fabrico de precisão para uma nova era, combinando tecnologia digital e inteligência. São muito bons a maquinar peças complexas, são muito estáveis na produção em massa e podem ser utilizados com muitos materiais diferentes. Tudo isto faz com que sejam o bloco de construção mais importante para as máquinas topo de gama. Com a ajuda da inteligência artificial e da Internet das Coisas, os tornos CNC continuarão a tornar-se mais inteligentes e mais amigos do ambiente.
Formulário: Principais aplicações das máquinas de torno CNC
| Indústria | Aplicações comuns |
| Indústria automóvel | Engrenagens, veios, pistões |
| Indústria aeroespacial | Lâminas de turbinas, veios de motores, trens de aterragem |
| Medicina | Instrumentos cirúrgicos, implantes, próteses |
| Eletrónica | Conectores, caixas, invólucros |
| Petróleo e gás | Corpos de válvulas, tubos, hastes de perfuração |
