Avanços e velocidades de CNC para iniciantes (madeira, acrílico, MDF)
Avanços e velocidades. As duas palavras que fazem iniciantes em CNC suarem frio.
Todas as publicações em fóruns dizem "acerte os avanços e as velocidades". Todos os comentários no YouTube dizem "verifique a carga de cavaco". E toda calculadora apresenta números que parecem agressivos ou conservadores demais, sem nenhuma explicação do motivo.
Aqui vai a boa notícia: avanços e velocidades não são complicados. Exatamente quatro números importam e, depois que você entender a função de cada um, poderá calcular configurações para qualquer material e qualquer fresa. Se já leu nosso guia de CNC para iniciantes, você conhece os fundamentos do funcionamento de uma fresadora CNC. Este artigo detalha as configurações que fazem a diferença entre cortes limpos e fresas quebradas.
Os quatro números que controlam tudo
1. Velocidade do spindle (RPM)
A velocidade de rotação da fresa. Uma tupia laminadora como a Makita RT0701C opera entre 10,000 e 30,000 RPM. Um spindle de verdade com VFD oferece um controle mais preciso.
RPM mais alto = acabamento mais liso, mas mais calor. RPM mais baixo = acabamento mais áspero, mas cortes mais frios.
A maioria dos trabalhos CNC amadores em madeira ocorre entre 16,000 e 24,000 RPM.
2. Velocidade de avanço (mm/min ou IPM)
A velocidade com que a máquina movimenta a fresa através do material. É a velocidade do movimento dos eixos X/Y durante um corte.
Avanço mais rápido = cada dente retira uma porção maior = corte mais agressivo. Avanço mais lento = cada dente retira uma porção menor = corte mais leve (mas pode causar acúmulo de calor).
Sim, avançar devagar demais pode ser pior que avançar rápido demais. Daqui a pouco explicaremos o motivo.
3. Profundidade de corte (DOC)
A profundidade de cada passe. Também chamada de "stepdown". Se estiver abrindo um rebaixo de 12mm, você pode fazer passes de 3mm (quatro no total) em vez de tentar retirar tudo de uma só vez.
Passes mais profundos = mais força sobre a fresa e mais carga na máquina. Passes mais rasos = menos força e maior tempo total de trabalho.
A rigidez da sua máquina determina a profundidade possível. Uma Onefinity robusta suporta passes de 3-4mm em madeira dura. Uma 3018 instável deve se limitar a 0.5-1mm.
4. Passo lateral (para abertura de rebaixos)
Ao abrir um rebaixo, a fresa não faz apenas um passe. Ela faz vários passes lado a lado. O passo lateral, ou stepover, indica quanto cada passe se sobrepõe ao anterior, geralmente como porcentagem do diâmetro da fresa.
Passo lateral de 40-50% é comum no desbaste (remoção rápida de material). Passo lateral de 10-20% é usado nos passes de acabamento (superfície lisa).
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Carga de cavaco: o número por trás dos números
É aqui que tudo se encaixa. Carga de cavaco é a espessura de material que cada aresta de corte remove por revolução. Ela é medida em milímetros (ou milésimos de polegada).
A fórmula é simples:
Carga de cavaco = Velocidade de avanço / (RPM x Número de cortes)
Portanto, se você estiver operando a 1500 mm/min com uma fresa de 2 cortes a 18,000 RPM:
1500 / (18,000 x 2) = carga de cavaco de 0.042mm
Esse número revela se o corte está adequado ou não.
O que acontece quando a carga de cavaco está errada
Carga de cavaco pequena demais (atrito): a fresa não está cortando, está esfregando. O atrito gera calor. O calor tira o fio da fresa mais rápido, pode queimar o material e, em plásticos, derrete o material novamente sobre a fresa. Por isso, avançar devagar demais às vezes é pior que avançar rápido demais.
Carga de cavaco grande demais (sobrecarga): a fresa retira porções grandes demais. O resultado é trepidação, cortes ásperos, deflexão e, por fim, uma fresa quebrada. A máquina geme e o corte fica péssimo.
Carga de cavaco no ponto ideal: cavacos limpos saem da fresa, a superfície fica lisa, a fresa permanece fria e o som do corte é uniforme. Você reconhecerá quando ouvir.
Informação
O som da sua CNC é a melhor ferramenta de diagnóstico disponível. Um bom corte produz um zumbido uniforme e suave. Um corte ruim trepida, chia ou produz estalos irregulares. Treine seus ouvidos: eles avisarão que algo está errado antes que seus olhos percebam.
Cargas de cavaco recomendadas por material
Estes são os valores desejados de carga de cavaco. Use-os com a fórmula acima para calcular a velocidade de avanço em qualquer RPM.
Madeira
| Material | Carga de cavaco (mm) | Carga de cavaco (polegadas) | Observações |
|---|---|---|---|
| Madeira macia (pinus, cedro, tília) | 0.04 - 0.06 | 0.0015 - 0.0025 | Tolerante, difícil de errar |
| Madeira dura (bordo, cerejeira, nogueira) | 0.03 - 0.05 | 0.0012 - 0.0020 | Exige mais força, use valores moderados |
| Compensado (bétula, bétula-báltica) | 0.03 - 0.05 | 0.0012 - 0.0020 | Camadas de cola desgastam as fresas |
| MDF | 0.03 - 0.05 | 0.0012 - 0.0020 | Produz muito pó, densidade uniforme |
| Bambu | 0.03 - 0.04 | 0.0012 - 0.0015 | Duro, trate como madeira dura |
Plásticos
| Material | Carga de cavaco (mm) | Carga de cavaco (polegadas) | Observações |
|---|---|---|---|
| Acrílico (fundido) | 0.05 - 0.08 | 0.0020 - 0.0030 | Recomenda-se um corte |
| Acrílico (extrudado) | 0.04 - 0.06 | 0.0015 - 0.0025 | Derrete mais facilmente que o fundido |
| HDPE | 0.06 - 0.10 | 0.0025 - 0.0040 | Muito tolerante, corta com extrema facilidade |
| Placa de PVC expandido (Sintra) | 0.05 - 0.08 | 0.0020 - 0.0030 | Leve, use um corte |
Alumínio (CNC amadora)
| Material | Carga de cavaco (mm) | Carga de cavaco (polegadas) | Observações |
|---|---|---|---|
| Alumínio 6061 | 0.02 - 0.04 | 0.001 - 0.0015 | Utilize uma fresa de um corte e aplique lubrificante durante a usinagem |
Aviso
Cortar alumínio em uma CNC amadora é possível, mas exigente. Use uma fresa ascendente de um corte, mantenha cargas de cavaco conservadoras, use fluido de corte (até WD-40 serve em uma emergência) e faça passes rasos. Se sua máquina for um pouco flexível, adquira primeiro experiência com madeira.
Tabelas de configurações iniciais
Não quer usar a fórmula? Aqui estão configurações prontas para os cenários mais comuns. Elas pressupõem uma CNC amadora intermediária (da categoria Shapeoko, X-Carve ou LongMill) com tupia laminadora.
Fresa de topo reto de 1/4" (6.35mm), 2 cortes
| Material a ser usinado | RPM | Velocidade de avanço (mm/min) | Profundidade de corte DOC (mm) | Passo lateral (%) |
|---|---|---|---|---|
| Madeira macia destinada ao corte | 18,000 | 2000 | 3.0 | 40% |
| Madeira dura destinada ao corte | 18,000 | 1500 | 2.0 | 40% |
| Placa de madeira compensada | 18,000 | 1500 | 2.5 | 40% |
| Painel de fibras MDF | 18,000 | 1800 | 2.5 | 40% |
| Acrílico produzido por processo de fundição | 16,000 | 1200 | 2.0 | 40% |
Fresa de topo reto de 1/8" (3.175mm), 2 cortes
| Material a ser usinado | RPM | Velocidade de avanço (mm/min) | Profundidade de corte DOC (mm) | Passo lateral (%) |
|---|---|---|---|---|
| Madeira macia destinada ao corte | 20,000 | 1200 | 1.5 | 40% |
| Madeira dura destinada ao corte | 20,000 | 1000 | 1.0 | 40% |
| Placa de madeira compensada | 20,000 | 1000 | 1.0 | 40% |
| Painel de fibras MDF | 20,000 | 1200 | 1.5 | 40% |
| Acrílico produzido por processo de fundição | 18,000 | 800 | 1.0 | 40% |
Fresa em V de 60 graus
| Material | RPM | Velocidade de avanço (mm/min) | DOC máxima (mm) |
|---|---|---|---|
| Madeira macia | 18,000 | 1500 | 3.0 |
| Madeira dura | 18,000 | 1200 | 2.5 |
| MDF | 18,000 | 1500 | 3.0 |
Fresa em V de 90 graus
| Material | RPM | Velocidade de avanço (mm/min) | DOC máxima (mm) |
|---|---|---|---|
| Madeira macia | 18,000 | 1800 | 4.0 |
| Madeira dura | 18,000 | 1400 | 3.0 |
| MDF | 18,000 | 1800 | 4.0 |
Dica
Em caso de dúvida, comece pela extremidade conservadora dessas faixas e aumente aos poucos. É muito mais barato fazer um corte um pouco lento do que quebrar uma fresa por excesso de agressividade. Aumente a velocidade de avanço em 10% por vez até o corte ter som e aparência adequados.
Como calcular suas próprias configurações
Este é o método passo a passo para descobrir avanços e velocidades para qualquer combinação de fresa e material:
Etapa 1: encontre sua carga de cavaco desejada nas tabelas acima.
Etapa 2: escolha o RPM. Para madeira com uma tupia laminadora, 18,000 RPM é um bom padrão. Para plásticos, experimente 16,000 RPM (menos calor).
Etapa 3: calcule a velocidade de avanço: Velocidade de avanço = Carga de cavaco x RPM x Número de cortes
Exemplo: corte de madeira dura com uma fresa de topo de 1/4" e 2 cortes.
- Carga de cavaco desejada: 0.04mm
- RPM: 18,000
- Cortes: 2
- Velocidade de avanço = 0.04 x 18,000 x 2 = 1,440 mm/min
Arredonde para 1,400 ou 1,500 mm/min. Pronto.
Etapa 4: defina a profundidade de corte. Uma regra inicial segura: a DOC deve ser igual ou inferior ao diâmetro da fresa. Para uma fresa de 1/4", comece com 3mm (cerca de metade do diâmetro). Para uma fresa de 1/8", comece com 1-1.5mm.
Etapa 5: faça um corte de teste em um retalho. Ouça o som, verifique os cavacos e observe a qualidade do corte. Depois, ajuste conforme necessário.
Interpretando os cavacos
Os cavacos (ou o pó) que saem da fresa dizem muito sobre a adequação das configurações.
Partículas minúsculas de pó: a carga de cavaco está baixa demais. A fresa está esfregando, não cortando. Aumente a velocidade de avanço ou reduza o RPM.
Cavacos pequenos, bonitos e uniformes: você chegou à faixa ideal. A fresa está cortando corretamente e removendo o material com eficiência.
Cavacos grandes e grossos ou arrancamento de fibras: a carga de cavaco pode estar alta demais, ou o corte pode estar profundo demais. Reduza a velocidade de avanço ou a profundidade de corte.
Cavacos derretidos ou pegajosos (plásticos): calor excessivo. Reduza o RPM, aumente a velocidade de avanço ou troque por uma fresa de um corte para melhorar a evacuação dos cavacos.
Número de cortes: por que importa
O número de arestas de corte da fresa afeta diretamente a carga e a evacuação dos cavacos.
1 corte: melhor para plásticos e alumínio. Canal enorme para saída dos cavacos. Menor probabilidade de recortar cavacos e gerar calor.
2 cortes: o ponto ideal para madeira. Bom equilíbrio entre a saída dos cavacos e o acabamento da superfície. É a opção padrão na maioria dos trabalhos CNC em madeira.
3 cortes: melhor acabamento da superfície, mas canais menores para os cavacos. Funciona bem em RPM mais alto e materiais mais duros. Não é muito adequado para materiais macios ou pegajosos.
Corte ascendente vs descendente vs compressão
Já que estamos falando de fresas, este assunto surge o tempo todo:
Ascendente: puxa os cavacos para cima e para fora do corte. Superfície inferior limpa, borda superior mais áspera. Melhor para abrir rebaixos (os cavacos precisam sair).
Descendente: empurra os cavacos para dentro do corte. Superfície superior limpa, parte inferior mais áspera. Bom para gravação superficial e cortes passantes nos quais a face superior importa.
Compressão: corte ascendente na parte inferior e descendente na superior. Bordas limpas nas duas faces. Perfeita para cortar compensados e chapas de ponta a ponta, mas só funciona quando a profundidade de corte alcança as seções ascendente e descendente da aresta.
Erros comuns
Definir RPM baixo demais. Tupias CNC amadoras foram projetadas para operar em RPM alto com cargas de cavaco baixas. Usar 8,000 RPM "porque parece mais seguro" na verdade piora as coisas, pois exige velocidades de avanço proporcionalmente menores, fazendo o trabalho demorar uma eternidade e tirando o fio da fresa.
Não ajustar ao tamanho da fresa. Uma fresa de 1/8" não suporta a mesma profundidade de corte que uma de 1/4". Ela tem metade do diâmetro e, portanto, aproximadamente metade da rigidez. Reduza a DOC proporcionalmente.
Ignorar os limites da sua máquina. As fórmulas podem indicar um avanço de 3,000 mm/min, mas sua CNC de mesa 3018 não consegue se mover tão rápido sem perder passos. Conheça a velocidade máxima de avanço da máquina e permaneça abaixo dela.
Usar as mesmas configurações em materiais diferentes. Pinus e bordo são ambos "madeira", mas se comportam de maneiras muito diferentes. O pinus é macio e resinoso. O bordo é denso e duro. Não use as mesmas velocidades nos dois.
Comece a produzir cavacos
Este é seu plano de ação:
- Escolha nas tabelas acima as configurações mais próximas
- Pegue um retalho do material que deseja cortar
- Faça um corte de teste
- Ouça. Observe os cavacos. Verifique a qualidade da superfície
- Ajuste em incrementos de 10% até o som ficar adequado
- Anote o que funcionou
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Os números deste guia ajudarão você a começar. Seus ouvidos e seus cortes de teste permitirão acertar os ajustes.
Boas criações.
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