Muchas industrias del mundo actual dependen del mecanizado de precisión CNC para desarrollar piezas personalizadas de alta calidad que cumplan requisitos detallados. La precisión es fundamental para muchas aplicaciones, ya que las piezas deben cumplir estrictos requisitos de tolerancia.
El mecanizado CNC de precisión utiliza programas informáticos para producir piezas que cumplen con especificaciones exactas. Se utilizan diferentes técnicas y materiales. Por lo tanto, es necesaria una comprensión detallada del concepto para aprovechar al máximo su proyecto.
Esta guía explica el proceso de mecanizado de precisión, las diferentes máquinas herramienta utilizadas, sus ventajas y aplicaciones. Si buscas piezas de precisión personalizadas, lee este artículo hasta el final.
¿Qué es el mecanizado de precisión CNC?
El mecanizado de precisión CNC se refiere al proceso de fabricación de componentes mediante el corte y la conformación de materias primas. Los diseños CAD (diseño asistido por computadora) y CAM (fabricación asistida por computadora) ayudan a determinar el proceso de corte adecuado. Estos programas son cruciales en la fase de diseño, ya que a menudo contienen contornos 3D detallados que garantizan la creación exitosa de piezas.
El mecanizado de alta precisión es un aspecto crucial de la industria manufacturera actual. Requiere la colaboración de diseñadores profesionales e ingenieros experimentados. Los diseñadores son responsables de crear e implementar el diseño en las instrucciones de fabricación. Luego, el maquinista envía la instrucción codificada final en lenguaje de máquina al equipo CNC para que pueda comenzar el proceso de fabricación.
Además, es necesario mecanizar con precisión numerosos componentes, incluidas piezas de automóviles, dispositivos médicos, componentes eléctricos y más. El uso de máquinas herramienta modernas en el proceso de mecanizado de precisión ayuda a producir piezas complicadas con geometrías complejas. Las máquinas CNC típicas tienen estándares de tolerancia de +/- 0,005 pulgadas. Sin embargo, con el mecanizado de precisión CNC, se pueden lograr tolerancias de +/-0,002 pulgadas a +/-0,0002 pulgadas.
Tipos comunes de máquinas herramienta CNC de precisión
El proceso de mecanizado de precisión implica muchas técnicas para entregar piezas de calidad. Cada una de estas técnicas utiliza diferentes equipos de procesamiento para obtener resultados de calidad. Algunos procesos requieren una sola máquina CNC, mientras que otros requieren varias máquinas.
Las máquinas utilizadas para un mecanizado CNC de precisión eficaz incluyen, entre otras:
1. Fresadoras CNC
Se caracterizan por su capacidad de transformar materias primas estacionarias mediante una herramienta de corte giratoria. Estas máquinas pueden producir diversas formas, principalmente planeado y fresado circunferencial.
Las características de fresado frontal incluyen superficies planas y cavidades poco profundas, mientras que las características de fresado de bordes incluyen cavidades más profundas, como roscas y ranuras. Las fresadoras CNC de precisión ayudan a producir principalmente componentes cuadrados y rectangulares con diversas características.
2. Tornos y tornos CNC
A diferencia de las fresadoras, estas máquinas pueden rotar (o girar) materias primas mientras las herramientas de corte permanecen estacionarias durante el proceso. En este caso, las herramientas de corte se mueven linealmente a lo largo de la barra de material giratoria. Esto les permite eliminar materiales alrededor de ese perímetro para lograr el diámetro y las características deseadas.
Los tornos CNC son tornos CNC. Estas máquinas giran las piezas y las empujan axialmente hacia la herramienta de mecanizado a través de casquillos guía. Con los tornos CNC, puede estar seguro de que la pieza tendrá un mejor soporte mientras la máquina le da forma. Esto da como resultado componentes con tolerancias más estrictas.
Los tornos CNC crean características externas e internas en los componentes. Estas características incluyen agujeros, escariadores y agujeros, brochas, conos y roscas, agujeros roscados y ranuras. Los componentes que se pueden producir en estas máquinas son pernos, tornillos, placas, ejes, etc.
3. Perforadoras CNC
La perforación es un proceso de mecanizado de precisión que utiliza brocas giratorias para realizar agujeros cilíndricos en materiales. Estos taladros son herramientas multipunto que mantienen las virutas alejadas de las piezas para un mecanizado avanzado de agujeros.
Ejemplos comunes de brocas para mecanizado de precisión CNC incluyen:
- Perforar. Ayudan a perforar agujeros poco profundos o agujeros piloto.
- Máquinas perforadoras. Estos son importantes para trabajos de perforación individuales.
- taladro de máquina de tornillo. Crean agujeros sin agujero piloto previo.
- Extensiones de fijación. Ayudan a ampliar los agujeros previamente perforados.
- Taladro profundo. Reducen el número de virutas generadas por las piezas.
4. Máquinas de descarga eléctrica (EDM)
El rectificado por descarga eléctrica (EDM) utiliza chispas eléctricas controladas para dar a los materiales la forma deseada. Muchos maquinistas también se refieren a esto como erosión por chispa, mecanizado por chispa, hundimiento de matriz o quemado de alambre. Durante este proceso, el técnico coloca el componente debajo de un cable de electrodo.
Luego, la máquina programada emite descargas eléctricas a través de este cable, generando un calor intenso. El calor funde el material y se lava con un fluido electrolítico para obtener la propiedad o forma deseada.
Además, la electroerosión se puede utilizar para crear ranuras precisas, microagujeros, características angulares o cónicas y muchas otras características complejas en piezas de trabajo. Es el proceso ideal para metales duros que normalmente son difíciles de mecanizar.
5. Máquinas de corte por plasma CNC
Estas herramientas le ayudan a cortar materiales utilizando una potente antorcha de plasma controlada por computadora. Estas antorchas de plasma pueden alcanzar temperaturas de más de 50.000 grados Fahrenheit. Esto le permite fundir fácilmente piezas de trabajo y crear cortes en el material.
Los materiales utilizados con las máquinas de corte por plasma deben ser conductores de electricidad. Ejemplos de tales materiales incluyen acero, aluminio, acero inoxidable, cobre y latón.
6. Rectificadoras de precisión CNC
Necesita rectificadoras de precisión cuando necesita mecanizado CNC de precisión que requiere una rugosidad superficial suave. Estas rectificadoras son esenciales para producir piezas con una precisión excepcional. En general, los tornos CNC y las fresadoras CNC suelen crear primero las superficies rugosas. Luego, se necesitan máquinas rectificadoras para el tratamiento final de la superficie.
Materiales utilizados para el mecanizado de precisión CNC.
El proceso de mecanizado de precisión puede procesar una amplia gama de materiales. Estos materiales de mecanizado CNC se clasifican generalmente de la siguiente manera:
rieles
El mecanizado CNC de precisión es adecuado para muchos metales, independientemente de su dureza o resistencia. Este proceso utiliza tecnologías avanzadas que garantizan el procesamiento efectivo de estos metales.
Los metales comunes para el mecanizado de precisión CNC son:
- aluminio
- acero
- acero inoxidable
- cobre
- Latón
- Bronce
- titanio
Plástica
El mecanizado CNC de precisión puede trabajar con materiales plásticos simples o técnicos. El proceso entrega productos de calidad a precios competitivos, independientemente de su plástico.
Algunas de las materias primas plásticas para el mecanizado CNC son:
- Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS)
- Policarbonato (PC)
- Polimetilmetacrilato (PMMA)
- Polioximetileno (POM)
- Poliamida (PA)
Ventajas del mecanizado de alta precisión
La precisión y la repetibilidad son requisitos cruciales cuando se trata de un mecanizado económico y de alta calidad. En general, el mecanizado de precisión CNC sobresale en muchos aspectos para cumplir con los requisitos de rendimiento y calidad. Algunas de las ventajas de este procedimiento son:
1. Tecnología de mecanizado de alta calidad
Los equipos de mecanizado CNC de precisión son tecnología de vanguardia que cumple con los estándares de la Industria 4.0. Eliminas el trabajo excesivo y operas maquinaria pesada.
Independientemente de la máquina herramienta CNC utilizada, los programas informáticos ahora permiten automatizar la mayoría de las operaciones. Son "operadores activos" que manejan herramientas de corte y transforman diversas materias primas en los productos finales deseados.
2. Mejor rendimiento y confiabilidad
Si bien los resultados del mecanizado convencional son aceptables para algunas aplicaciones, para otras se aplican requisitos de tolerancia estrictos. Estos requisitos requieren un mecanizado de alta precisión.
Además, la mayoría de las industrias generalmente requieren muchas piezas idénticas. Esto sólo es posible con la repetibilidad del mecanizado de precisión CNC. Siempre existen procesos de calidad, con máquinas CNC que realizan cortes similares y garantizan la misma calidad en todas las piezas.
3. Amplia gama de aplicaciones
Los procesos de mecanizado de precisión son compatibles con una variedad de materiales, incluidos metales y plásticos de alta calidad. Esta flexibilidad ayuda a empresas de todos los tamaños a seguir siendo competitivas y ofrecer diseños y piezas personalizados.
Además, lograr repetidamente tolerancias técnicas estrictas puede ayudar a aumentar la confianza del cliente. Numerosas industrias pueden beneficiarse del mecanizado CNC de precisión, incluidas la automoción, la metalúrgica, la aeroespacial, la marina, la agricultura, los bienes de consumo, etc.
4. Calidad confiable de las piezas
La calidad del mecanizado de precisión CNC no tiene paralelo. Mediante el uso de control numérico asistido por ordenador se evitan todas las desviaciones que se producen en el mecanizado convencional.
El proceso puede durar varias horas y requiere un mantenimiento mínimo y software avanzado para cumplir con los requisitos del proyecto. Esto significa que incluso las piezas más complejas se pueden crear utilizando procesos avanzados para garantizar la más alta calidad que supere las expectativas del cliente.
5. Tiempos de ciclo reducidos y menores costos laborales
El mecanizado CNC de precisión puede satisfacer las crecientes demandas de producción sin interrumpir el uso de la máquina, gracias a las capacidades mejoradas de programación y automatización del mecanizado. Las máquinas de alta precisión están diseñadas para lograr una alta precisión y proporcionar resultados repetibles.
Sin embargo, el mecanizado convencional requiere monitoreo y ajuste manual de herramientas y velocidades de operación. Una máquina CNC, por otro lado, puede ejecutar programas creados sin conexión. Un operador de máquina puede cambiar de centro de mecanizado y realizar diferentes producciones. El operador mantiene la carga de piezas y herramientas y realiza el desbarbado y el control de calidad fuera de línea.
Por lo tanto, la estructura requiere pocos operadores para el proceso de monitoreo, lo que reduce los costos laborales. También garantiza una creación más rápida de componentes, independientemente de la cantidad.
Aplicaciones de mecanizado de precisión CNC
El mecanizado CNC de precisión es una técnica bien conocida en diversas industrias debido a una producción más rápida, rentabilidad, amplia gama de aplicaciones y alta calidad del producto. Tus ventajas entran en juego en estos sectores.
1. Industria automotriz
La industria automotriz es un campo revolucionado en el mundo actual. Cada día llegan al mercado nuevos recambios innovadores para automóviles, con versiones de vehículos actuales. Las empresas automotrices prefieren el mecanizado CNC de precisión para desarrollar prototipos de alta calidad antes de comenzar la producción en masa. Esto permite realizar pruebas de mercado funcionales y cambios de diseño si es necesario.
2. Industria médica
Los dispositivos del sector sanitario exigen la máxima precisión debido a sus requisitos de tolerancia. Herramientas como aparatos ortopédicos, cajas de seguridad, implantes, ajustes de resonancia magnética y, más a menudo, tienen tolerancias estrictas. Sólo un mecanizado CNC preciso puede ayudar a conseguirlo.
3. Industria aeroespacial
Al igual que ocurre con los automóviles, los aviones y otras aeronaves y naves espaciales requieren un alto nivel de precisión. Cualquier defecto en estas piezas podría poner en riesgo vidas humanas. Por tanto, el mecanizado de alta precisión ayuda en la producción de piezas para esta industria. Estos componentes incluyen aberturas para trenes de aterrizaje, casquillos, distribuidores, alas, etc.
4. Industria electrónica
La industria de la electrónica de consumo está experimentando actualmente grandes reducciones de personal y requiere componentes más pequeños y potentes. Estas piezas fueron diseñadas para ser compactas y livianas. El mecanizado de precisión CNC puede cumplir con estos requisitos manteniendo tolerancias muy estrictas, incluso en producciones de gran volumen. Las máquinas CNC pueden producir componentes como semiconductores, disipadores de calor, placas de circuitos y otros componentes electrónicos de consumo.
5. Industria militar y de defensa
Los sistemas de defensa de diferentes países ahora tienen nuevos diseños de sistemas de defensa, y el mecanizado CNC de precisión es el proceso principal para darle vida a estos diseños. Se pueden fabricar varios componentes utilizando diversos materiales y técnicas disponibles, incluidas municiones, componentes de comunicaciones, piezas planas, etc.
Concluyendo
El mecanizado de precisión CNC es una técnica eficaz para producir piezas de precisión personalizadas. No sólo produce componentes excelentes, sino que también ahorra costos y le ayuda a llevar sus productos al mercado más rápido. Un taller de precisión CNC puede, por tanto, garantizar un mejor rendimiento de las piezas, mejorando los resultados financieros de su empresa.
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Preguntas frecuentes
¿Qué precisión puede tener una máquina CNC?
Las máquinas CNC pueden ofrecer un nivel muy alto de precisión y ayudarle a cumplir requisitos de tolerancia extremadamente estrictos. Independientemente de la complejidad de sus piezas, el mecanizado de precisión CNC es la técnica preferida.
¿Qué límites de tolerancia se aplican al mecanizado de precisión CNC?
El límite de tolerancia estándar para el mecanizado CNC es de aproximadamente +/- 0,005 pulgadas (0,127 mm). Sin embargo, con el mecanizado de precisión se pueden lograr tolerancias de hasta +/-0,0002 pulgadas (0,00508 mm).
¿Cuál es la máquina CNC más precisa?
Las máquinas CNC de 5 ejes son las fresadoras CNC más precisas y rápidas del mercado. El mecanizado CNC de 5 ejes utiliza los ejes lineales x, y y z y pueden girar alrededor de dos ejes diferentes (A y B). Por tanto, la herramienta puede dar forma a piezas en cualquier dirección.
