El mecanizado CNC ha ganado un importante impulso en el sector industrial porque produce piezas de alta precisión y se utiliza en innumerables aplicaciones en las industrias aeroespacial, médica, automotriz y otras. Además de su popularidad por su precisión y posibilidades de aplicación, otra razón es su aceptación en el procesamiento de una amplia gama de materiales.
Sin embargo, para obtener las piezas deseadas que cumplan con los requisitos de producción, hay algunas cosas importantes a considerar al seleccionar materiales para el mecanizado CNC. Entonces, ¿qué materiales comunes son ideales para el mecanizado CNC? ¿Y existe algún factor a la hora de elegir materiales para el mecanizado CNC? Sigue leyendo.
Diferentes categorías de materiales en el mecanizado CNC.
El mecanizado CNC es un proceso versátil que permite el uso de diferentes tipos de materiales. Estos materiales de mecanizado CNC van desde plástico y metal tradicionales hasta madera, cerámica y compuestos.
En este artículo, nos centraremos más en los materiales de procesamiento de plástico y metal, ya que tienen usos más versátiles en diversas industrias.
Tipos de materiales metálicos para mecanizado CNC y ejemplos
El material más utilizado para las piezas mecanizadas por CNC es el metal. Estos materiales CNC ofrecen numerosas ventajas, incluida la resistencia al calor, la dureza, la alta resistencia y la conductividad eléctrica. Los materiales metálicos comunes para las máquinas CNC incluyen:
1. Aluminio
El aluminio es uno de los materiales más utilizados en el mecanizado CNC. Es más fácil de mecanizar que metales como el acero y el titanio. También tiene una notable relación resistencia-peso, es liviano, resistente a la corrosión y tiene un atractivo acabado plateado.
Existen varios tipos de materiales de aluminio, pero no todos son ideales para su uso en piezas y productos mecanizados por CNC. Independientemente, los grados de aluminio como el aluminio 6061 y 7075 son altamente mecanizables y a menudo se usan en piezas de producción donde el peso es una preocupación, como en piezas de motores de automóviles y estructuras aeroespaciales. Estos grados de aluminio también encuentran aplicación en las industrias médica, de la construcción y de la electrónica de consumo.
2. acero inoxidable
El acero inoxidable es muy resistente al desgaste, a la corrosión, fuerte y resistente. Al igual que el aluminio, este material tiene un aspecto brillante. Está disponible en diferentes calidades y, a menudo, no es muy caro. Sin embargo, su dureza lo convierte en uno de los materiales CNC más difíciles de mecanizar.
SS 316 es uno de los tipos más comunes y se utiliza en recintos exteriores, dispositivos médicos y aplicaciones marinas debido a su resistencia a la corrosión y al calor. Otros tipos comunes de acero inoxidable para CNC son 303, 304 y 316. Se utilizan en la fabricación de sujetadores como pernos, tornillos, casquillos, etc.
3. Acero al carbono y sus aleaciones
Debido a su resistencia y maquinabilidad superiores, el acero al carbono y sus aleaciones relacionadas son perfectos para una variedad de aplicaciones. Funcionan bien con diversas técnicas de tratamiento térmico, lo que mejora aún más sus propiedades mecánicas. El acero al carbono también es económico en comparación con otros metales utilizados en el mecanizado CNC.
Sin embargo, es importante señalar que el acero al carbono, el acero dulce y sus aleaciones no son inherentemente resistentes a la corrosión. Además, su apariencia poco atractiva puede no ser adecuada para aplicaciones estéticas. A pesar de sus inconvenientes, estos materiales siguen siendo los preferidos para numerosas aplicaciones industriales y de fabricación debido a su durabilidad, asequibilidad y maquinabilidad. El acero y sus aleaciones se utilizan para fabricar sujetadores mecánicos y componentes estructurales como vigas.
4. Cobre y sus aleaciones
El cobre es conocido por su alta conductividad térmica y eléctrica. Sus excelentes propiedades de conductividad lo convierten en una excelente opción para aplicaciones eléctricas y electrónicas, y su maleabilidad y apariencia estética lo convierten en una opción popular en la industria de la joyería. El cobre se utiliza en muchas industrias diferentes, incluidos cables eléctricos, equipos magnéticos y fabricación de joyas.
El latón es una aleación de cobre y zinc conocida por su resistencia a la corrosión, excelente conductividad eléctrica y maquinabilidad. Se encuentra comúnmente en productos de consumo, sujetadores de baja resistencia, accesorios de plomería y electrodomésticos.
El bronce es una aleación de cobre, estaño y otros elementos. Es duradero, resistente a la corrosión y fuerte. El bronce también es fácil de mecanizar, lo que permite su uso en la fabricación de engranajes, cojinetes y componentes de precisión. Además, la adición de fósforo y aluminio aumenta su resistencia y mejora la tenacidad y resistencia.
En general, el latón, el bronce y el cobre son metales importantes para el mecanizado CNC.
5. Titanio
El titanio tiene una alta relación resistencia-peso. En otras palabras, no sólo es extremadamente resistente, sino también ligero. No sólo tiene una alta conductividad térmica, sino que también es resistente a la corrosión. Como el titanio también es biocompatible, se utiliza en la industria biomédica.
Además, el titanio se utiliza para producir piezas de máquinas de alto rendimiento para una variedad de industrias, incluidas la militar, aeroespacial y médica. El titanio también se utiliza como material para máquinas herramienta CNC.
6. magnesio
El magnesio metálico combina resistencia y ligereza. Debido a sus excelentes propiedades térmicas, es el mejor material para piezas de alta temperatura como los motores. Su reducido peso permite la producción de vehículos más ligeros y con bajo consumo de combustible.
El magnesio se considera altamente inflamable y su procesamiento puede resultar más caro. También tiene menor resistencia a la corrosión que otros metales (incluido el aluminio).
Tipos de materiales plásticos para mecanizado CNC y ejemplos
La mayoría de los plásticos tienen un punto de fusión bajo, lo que afecta a su trabajabilidad. Sin embargo, existen algunos materiales plásticos disponibles para el mecanizado CNC, que incluyen:
1. Acrílico
Este material, también conocido como PMMA (polimetacrilato de metilo), tiene varias propiedades deseables, como claridad óptica y rigidez. Su alta claridad óptica y durabilidad lo hacen adecuado como reemplazo del vidrio.
A pesar de sus desventajas, incluida la tendencia a agrietarse y al ablandamiento térmico, el acrílico sigue siendo un material preferido para el mecanizado CNC debido a su adaptabilidad y simplicidad. El acrílico es una elección de material fantástica para muchas aplicaciones porque se puede utilizar para crear componentes precisos y de alta calidad.
2. Polipropileno (PP)
La alta resistencia química y la resistencia a la fatiga son las dos ventajas del polipropileno adaptable. Además, es un material de grado médico y el mecanizado CNC da como resultado una superficie lisa. Sin embargo, una de sus desventajas es que se reblandece con las altas temperaturas, lo que dificulta un poco su trabajo.
3.acetal
Este material, también conocido como POM (polioximetileno) o Delrin, es sumamente versátil. Es robusto y resistente a la humedad y a los golpes. Además, este material tiene una excelente resistencia a la fatiga.
Una de las principales características del acetal es su rigidez, que permite un fácil procesamiento con una excelente precisión dimensional. Por este motivo, se utiliza a menudo en componentes de precisión como rodamientos, engranajes y válvulas.
Además, el POM es un material fiable para muchas industrias, incluida la automovilística, la aeroespacial y la de bienes de consumo, debido a sus excelentes propiedades mecánicas y su alta resistencia a las influencias ambientales.
4.Nailon
El nailon es un material fuerte, duradero y resistente a los impactos que se utiliza en una variedad de aplicaciones. Tiene excelentes propiedades lubricantes de superficie y se puede utilizar en diversas formas de compuestos, como el nailon reforzado con fibra de vidrio.
El nailon es particularmente adecuado para aplicaciones que requieren protección contra fuerzas de fricción. Esto incluye piezas como ruedas dentadas, cojinetes, superficies deslizantes y engranajes.
5.ABS
Debido a su excelente maquinabilidad, resistencia a la tracción, resistencia al impacto y resistencia química, el material ABS es un plástico muy asequible adecuado para el mecanizado CNC. Además, es fácil de colorear, lo que lo hace perfecto para aplicaciones donde la estética es fundamental.
El ABS se puede utilizar en diversos procesos CNC, como la fabricación de carcasas protectoras, la creación rápida de prototipos y la fabricación de piezas de automóviles. Además del mecanizado CNC, los fabricantes de ABS también producen ABS mediante moldeo por inyección e impresión 3D.
6. UHMW-PE
UHMWPE es un material ampliamente utilizado para el mecanizado CNC debido a sus excelentes propiedades, que incluyen alta tenacidad, resistencia a la abrasión y al desgaste, y durabilidad.
Aunque el UHMWPE es difícil de mecanizar, es ideal para producir superficies deslizantes en cojinetes, engranajes y rodillos. Sus excepcionales propiedades lo hacen perfecto para aplicaciones donde se requiere alta resistencia al desgaste y durabilidad. En comparación con otros materiales, el UHMWPE ofrece una excelente eficiencia y durabilidad cuando se procesa correctamente.
7. Policarbonato (PC)
Un plástico comúnmente utilizado para el mecanizado CNC es el policarbonato (PC), que tiene una serie de propiedades beneficiosas, como la claridad óptica. Este material es resistente a la rotura y al calor. Además, su alta resistencia al calor significa que puede usarse en aplicaciones de alta temperatura. Además, el policarbonato se utiliza en la fabricación de componentes electrónicos, dispositivos médicos y piezas de automóviles.
8. Polieteretercetona (PEEK)
PEEK es un plástico de alto rendimiento con excelente resistencia química. Este material presenta además una alta estabilidad dimensional y resistencia mecánica. Una de sus principales ventajas es su capacidad para mantener la rigidez a altas temperaturas, lo que lo hace ideal para su uso en ambientes extremos.
PEEK se utiliza en una variedad de industrias, incluida la aeroespacial, la de procesamiento de alimentos y bebidas, y la de petróleo y gas. Es ampliamente utilizado en la producción de componentes semiconductores, casquillos, sellos, cojinetes, componentes de bombas y válvulas, etc.
9. Cloruro de polivinilo (PVC)
Se trata de un material plástico económico y altamente mecanizable. Es resistente a impactos, corrosión y productos químicos. Tiene alta resistencia lo que lo hace rígido. El plástico PVC es ideal para fabricar tanques químicos soldados, carcasas de válvulas y bombas, gabinetes y superficies de trabajo, colectores y conexiones.
Vista rápida: tabla de materiales de mecanizado CNC
| Tipo de material | Apellido | Grado | código |
| metal | aluminio | Aluminio 1050 | 1050 |
| Aluminio 1060 | 1060 | ||
| Aluminio 2024 | Hasta 2024 | ||
| Aluminio 5052-H11 | Al 5052-H11 | ||
| Aluminio 5083 | 5083 | ||
| Aluminio 6061 | Al6061 | ||
| Aluminio 6082 | Al6082 | ||
| Aluminio 7075 | Al7075 | ||
| bronce de aluminio | Al + Br. | ||
| MIC-6 Aluminio | Al MIC-6 | ||
| Aluminio QC-10 | QC-10 | ||
| Latón | Latón | Cu+Zn | |
| cobre | cobre | Culo | |
| Cobre de berilio | culo + ser | ||
| Cobre-Cromo | Cu+Cr | ||
| Cobre-tungsteno | Cu+W | ||
| magnesio | / | mg | |
| aleación de magnesio | / | ||
| Bronce fosforado | Cu+Sn+P | ||
| acero inoxidable | acero inoxidable 303 | SS 303 | |
| acero inoxidable 304 | acero inoxidable 304 | ||
| acero inoxidable 316 | SS 316 | ||
| 410 acero inoxidable | SS 410 | ||
| 431 acero inoxidable | SS 431 | ||
| 440 acero inoxidable | SS 440 | ||
| 630 acero inoxidable | SS630 | ||
| acero | Acero bajo en carbono | acero 1018 | |
| Acero al carbono medio | acero 4130 | ||
| 4140 acero | |||
| Acero carbono | 1095 acero para resortes | ||
| Bronce al estaño | / | PVC blanco/gris | |
| titanio | titanio clase 1 | Ti clase 1 | |
| titanio clase 2 | ti clase 2 | ||
| zinc | / | zinc | |
| el plastico | Acrilonitrilo butadieno estireno | / | ABS, ABS de alta temperatura, ABS antiestático |
| Acrilonitrilo butadieno estireno + policarbonato | ABS+PC | ||
| Polietileno de alta densidad | / | HDPE, PEHD | |
| nylon | Nailon 6 | PA6 | |
| Nailon 6 + 30% masilla de vidrio | PA6 + 30% GF | ||
| Poliamida nailon 6-6 | PA66 | ||
| Tereftalato de polibutileno | / | PBT | |
| policarbonato | policarbonato | computadora | |
| Relleno de vidrio de policarbonato | ordenador personal+novio | ||
| Policarbonato + 30% relleno de vidrio | PC + 30% GF | ||
| polieteretercetona | polieteretercetona | MIRAR | |
| Polieterimida | Polieterimida | P.E.I. | |
| Polieterimida + carga de vidrio 30% | Ultem 1000 + 30% FG | ||
| Polieterimida + Ultem 1000 | PEI+Ultem 1000 | ||
| Polietileno | / | DEPORTES | |
| Tereftalato de polietileno | / | ANIMAL DOMÉSTICO | |
| Polimetacrilato acrílico | / | Acrílico PMMA | |
| Polioximetileno | / | POM | |
| sulfuro de polifenileno | / | PPP | |
| Sulfuro de polifenileno + carga de vidrio | PPS + FG | ||
| Politetrafluoroetileno | / | PTFE | |
| cloruro de polivinilo | / | hecho de PVC | |
| Cloruro de polivinilo + blanco/gris | PVC blanco/gris | ||
| Fluoruro de polivinilideno | / | PVDF | |
| Material compuesto | fibra | Fibra de carbono | CFRP, CFRP, CFRPTP |
Factores clave para seleccionar materiales para el mecanizado CNC
Si bien generalmente hay varios factores a considerar al elegir los materiales adecuados, aquí le presentamos algunos importantes.
Considere los requisitos de fabricación de piezas
Los requisitos básicos de las piezas a mecanizar son una parte crucial del mecanizado CNC y también proporcionan una guía para el tipo de material a utilizar. Los requisitos generales de las piezas incluyen:
Subaplicaciones
Asegúrese de que el material CNC que planea utilizar sea adecuado para la aplicación y el entorno previstos. Por ejemplo, consideremos la comparación entre el acero inoxidable y el acero al carbono cuando se utilizan para fabricar componentes en el sector marítimo.
Ambos materiales se pueden mecanizar bien, pero el acero inoxidable es más adecuado porque tiene mayor resistencia a la corrosión. Sin embargo, en un ambiente normal y seco, el acero al carbono es una mejor opción porque es más duradero y resistente.
peso parcial
El peso de la pieza influye en la selección del material del CNC porque puede afectar el proceso de mecanizado y el rendimiento general de la pieza. Las piezas más pesadas normalmente requieren materiales más fuertes y densos para garantizar que puedan soportar la carga. Para piezas más ligeras, se pueden utilizar materiales de menor densidad, como aluminio o titanio, para reducir el peso y mejorar el rendimiento.
Precisión y tolerancia de la pieza.
Es más difícil lograr tolerancias estrictas con algunos materiales que con otros. Por ejemplo, los materiales propensos a deformarse, como ciertos tipos de plástico (PVC), pueden requerir mayores tolerancias de mecanizado para lograr las tolerancias deseadas.
Por otro lado, materiales como el acero o el titanio suelen preferirse para aplicaciones que requieren alta precisión y tolerancias estrictas.
Propiedades de la pieza
Las características requeridas de la pieza dependen del uso previsto y del entorno en el que se utiliza. Factores como la fuerza, la tenacidad y la resistencia al desgaste son críticos para piezas sujetas a altas tensiones o desgaste.
Materiales como el acero, el titanio y ciertos plásticos como el nailon o el acetal son conocidos por su resistencia y durabilidad y, por tanto, son adecuados para este tipo de aplicaciones. Para piezas expuestas a altas temperaturas, pueden preferirse materiales con buena estabilidad térmica, como cerámica o ciertos metales.
Estética del producto
A la hora de elegir el material a procesar se debe tener en cuenta la estética del producto. Especialmente en el caso de bienes de consumo, la aceptación del producto en el mercado depende en gran medida de su apariencia.
Los materiales mecanizables mediante CNC, como los plásticos, están disponibles en una amplia gama de colores y opacidades, lo que le permite elegir entre una amplia variedad de apariencias de materiales. Sin embargo, en el caso de los metales, para mejorar la estética sería necesario un tratamiento superficial posterior.
Opciones de acabado superficial
El acabado superficial que desea que tenga su producto tiene un gran impacto en el tipo de material que utiliza para el mecanizado CNC. Se encuentran disponibles varias opciones de acabado de superficies para metales y plásticos, como pulido, anodizado, pasivado, pintura, cepillado, recubrimiento en polvo, etc. Estas opciones de acabado superficial no sólo mejoran la apariencia de la superficie sino también la funcionalidad.
Es importante señalar que estos tratamientos superficiales interactúan con los materiales de diferentes maneras. Antes de elegir un material, lo mejor es asegurarse de que el tratamiento superficial es el ideal.
maquinabilidad
Esto depende de lo fácil que sea trabajar con el material. Es bastante fácil trabajar con materiales más blandos como el plástico y metales como el aluminio. Sin embargo, los materiales más duros como la fibra de carbono y el titanio son un poco más difíciles de mecanizar porque estos materiales a menudo destruyen las herramientas de corte. Producir piezas a partir de materiales con un alto grado de maquinabilidad ahorra tiempo y dinero a largo plazo.
Costo
Por supuesto, cada material para el mecanizado CNC tiene un coste. Sin embargo, recomendamos encarecidamente a todos los diseñadores de productos que tengan en cuenta que elegir un material inferior para ahorrar dinero nunca es una decisión acertada a largo plazo.
Elija el material de la más alta calidad que pueda comprar y que ofrezca todas las características que necesita. Sólo así se puede aumentar la durabilidad de las piezas acabadas.
Consejos para utilizar procesos CNC para mecanizar diversos materiales
Lo que desea hacer determina en última instancia qué materiales de mecanizado CNC utilizará para producir sus piezas. Sin embargo, los siguientes consejos pueden servir como guía rápida para materiales CNC.
Utilice herramientas de calidad
No importa con qué material quieras trabajar, es importante utilizar herramientas de alta calidad. Al evitar cortadores baratos que se rompen fácilmente y se desgastan rápidamente, puede ahorrar dinero y molestias. Las herramientas de alta calidad están diseñadas para soportar los rigores del mecanizado de alta velocidad, mejorando la calidad y consistencia de sus resultados.
Instale una sujeción fiable de la pieza de trabajo en su máquina
Si bien es importante mantener una pieza en su lugar mientras se edita, a veces es más fácil decirlo que hacerlo. Esto es aún más difícil cuando se trabaja con materiales delicados y formas complejas. Por lo tanto, es mejor instalar un accesorio de pieza de trabajo confiable en su máquina CNC para mejorar la precisión y exactitud del mecanizado.
Elija materiales de procesamiento comunes
En lugar de preocuparse por elegir entre una variedad de materiales disponibles, puede seleccionar materiales de mecanizado comunes que hayan sido identificados por los mejores ingenieros y hayan llegado a la conclusión de que son adecuados para el mecanizado y que dichas aplicaciones son generalmente aceptadas.
Los metales comunes incluyen latón, cobre, acero inoxidable y aluminio. Los plásticos comunes incluyen PEEK, acetal, nailon, ABS y policarbonato.
Obtenga el material de mecanizado CNC adecuado para sus proyectos
Además, con nuestros servicios completos de mecanizado CNC que cumplan con sus expectativas, podrá recibir de forma segura prototipos y piezas de alta calidad y precisión. Si tiene preguntas específicas sobre el procesamiento de materiales, no dude en contactarnos.
Concluyendo
La capacidad de una máquina CNC para trabajar con diversos materiales es una de las razones por las que sigue siendo uno de los mejores procesos de fabricación. Facilita la producción de piezas de metal, plástico, madera y materiales compuestos. Antes de elegir un material para su pieza, es mejor conocer las fortalezas, debilidades y otras propiedades del material para poder tomar las decisiones correctas.
Preguntas frecuentes
¿Qué factores debes considerar al elegir un material CNC?
Es mejor considerar varios factores, incluido el medio ambiente, el uso, la maquinabilidad, las tolerancias y los costos de materiales.
¿Qué aleación de aluminio es mejor para el mecanizado CNC?
El aluminio 6061-T6 es una aleación de aluminio de uso común y se considera un grado estándar para el mecanizado CNC. Sus características como ligereza, resistencia a la corrosión, versatilidad y maquinabilidad lo hacen aplicable en la industria del automóvil y la aviación.
¿Qué plásticos son más fáciles de procesar?
Los materiales plásticos acetal, PEEK y PVC ofrecen buena estabilidad dimensional, excelentes propiedades de mecanizado y resistencia a la fusión y al desconchado. Debido a su bajo precio y excelente maquinabilidad, Delrin también se considera el plástico más económico.
¿Qué metal es el más difícil de fresar?
El titanio es conocido por ser uno de los metales más difíciles de trabajar y hay muchas historias de piezas destruidas y herramientas rotas. Sin embargo, el titanio tiene excelentes propiedades que lo convierten en un material de uso común en las industrias aeroespacial y médica.
