Guía rápida para la creación de prototipos de aluminio CNC

La creación de prototipos CNC en aluminio puede presentar algunos beneficios considerables.

Pasar de materiales más fáciles puede abrir nuevas aplicaciones en una variedad más amplia de industrias. Siendo uno de los materiales más comunes en el mecanizado CNC, el aluminio es un material ideal para la creación de prototipos, y vale la pena considerar traer la capacidad internamente. Según las industrias a las que presta servicio su operación y las piezas que necesitan, incluso puede ser una necesidad.

Al sumergirse en él, hay una cantidad vertiginosa de información para aprender sobre el aluminio. Para obtener una imagen fácil y completa de lo que podría significar para usted la creación de prototipos de aluminio CNC, siga nuestras pautas y consejos para la creación de prototipos de aluminio CNC.

¿Qué tipos de productos se mecanizan en aluminio?

Una gran cantidad de productos están mecanizados en aluminio y representan una amplia variedad de industrias.

Si bien hay muchos mercados verticales que mecanizan aluminio para fabricar productos específicos, uno de los más frecuentes es la industria electrónica. Los productos fabricados van desde gabinetes de control industrial, disipadores de calor y marcos, cuerpos de computadoras portátiles o teléfonos celulares, etc. Incluso los componentes aparentemente menores, como los botones de volumen, a menudo están hechos de aluminio para brindarle al producto una sensación de mayor calidad que el plástico.

Los fabricantes de moldes también dependen de los prototipos de aluminio. Cuando la solicitud es pequeña y la vida útil del molde no importa, se puede ahorrar mucho tiempo haciendo un molde de aluminio en comparación con uno de acero endurecido. El aluminio también se puede utilizar para fibra de carbono o moldes de formación térmica, a diferencia del costoso proceso de construcción de un molde de inyección.

Las industrias aeroespacial y de defensa también obtienen piezas mecanizadas en aluminio, como carcasas para placas de radar o componentes estructurales. Además, el sector de la automoción depende del mecanizado de aluminio para la producción de gran volumen de piezas de automóviles, como paneles, molduras interiores y herrajes.

¿Qué tipos de aluminio se usan para la creación de prototipos?

La creación de prototipos de aluminio CNC no es una propuesta única para todos. Si bien varias industrias y laboratorios de I+D dependen de la creación de prototipos de aluminio para fabricar piezas críticas para productos específicos, es importante evaluar el mejor tipo de aluminio para el trabajo.

Conocido por ser el grado de aluminio más utilizado en los EE. UU., el 6061 es popular para prototipos o necesidades de producción.

¿Por qué?

Además de ser fácil de trabajar al mecanizar o soldar, el aluminio 6061 es un material ideal para fabricar. Puede ser forjado o extruido, tiene una alta relación resistencia-peso, está ampliamente disponible comercialmente y tiene un precio razonable. Por estas razones, muchas industrias prefieren el aluminio 6061 para una amplia variedad de aplicaciones.

Si su prototipo requiere aluminio estructuralmente más rígido y duro, podría ser necesario aumentar al aluminio 7075. No es sorprendente que este aluminio más resistente sea el preferido para la fabricación de armas de fuego y componentes aeroespaciales. Esto también se debe a que, a pesar de su mayor resistencia, el 7075 sigue siendo liviano, a la par del 6061.

Los grados menores, como el 5052, comparten algunas similitudes con el 6061, pero son más suaves. Esto los hace ideales para paneles electrónicos, específicamente trabajos de panel frontal donde la pieza puede necesitar doblarse después del mecanizado.

Incluso hay grados más bajos, como el aluminio de la serie 3000. 3000 está más cerca del aluminio elementalmente puro, lo que significa que es muy suave y gomoso. Posteriormente, es mucho más difícil mecanizar con una máquina CNC típica. Sin embargo, el fresado de aluminio de la serie 3000 en una DATRON puede producir resultados superiores. Con herramientas de corte y husillos de alta velocidad diseñados para trabajar con este tipo de materiales, puede hacer que la tarea sea significativamente más fácil.

Otro grado de aluminio común es el MIC-6, diseñado específicamente para usarse donde se requiere una tolerancia estrecha para la planitud. A menudo, esto se conoce como placa de herramientas, ideal para cuando una situación requiere una placa de fijación hecha de aluminio que no desea fresar o aplanar, y preocuparse por la deformación (más sobre esto más adelante). MIC-6 tiene las propiedades adecuadas para mantener un alto nivel de planitud.

Aunque hay muchas series de aluminio diferentes disponibles (y todas únicamente necesarias), verá que la preferencia general cae a favor del 6061 para el mecanizado CNC.

Comprender el proceso de creación de prototipos de aluminio CNC

Para apreciar el proceso de creación de prototipos de aluminio CNC, es útil recorrer el procedimiento paso a paso. Comencemos desde el proceso CAD/CAM inicial y trabajemos hacia la pieza terminada. Estos son nuestros mejores consejos:

Paso uno

Diseñe su pieza para la fabricación. Puede parecer obvio, pero es muy común que una pieza se diseñe teniendo en cuenta únicamente consideraciones estéticas o de ingeniería. Asegúrese de no tener características que sean demasiado profundas, tolerancias demasiado ajustadas o características que sean imposibles de fabricar. Recuerde, ¡no puede cortar un cuadrado dentro de una esquina con una herramienta redonda!

Paso Dos

Determine con qué grado de aluminio trabajará. Estudie sus opciones y determine qué grado se adapta mejor a sus necesidades. Utilice software de análisis de elementos finitos (FEA) (como Autodesk Fusion 360) para piezas que soportan grandes fuerzas. La elección de su material afectará cada decisión en el futuro.

Paso Tres

Con el grado de aluminio bloqueado, puede comenzar a elegir sus herramientas de corte. Elija siempre la herramienta más corta disponible para realizar el trabajo. Usar una herramienta más larga que tenga a mano puede parecer más conveniente que pedir una más corta, pero se arrepentirá de la decisión cuando su pieza terminada esté cubierta de marcas de vibración, un signo revelador de desviación de la herramienta.

Considere también la configuración de su máquina CNC antes de tomar su decisión sobre la herramienta. Una máquina típica de bajas revoluciones se beneficiará de herramientas con mayor número de flautas, pero a su vez sufrirá de baja eficiencia y fuerzas de corte más altas. Con una máquina CNC de altas RPM, como DATRON, una herramienta con menor número de canales (idealmente, un solo canal) se convierte en una buena opción para reducir las fuerzas de corte y permitir una excelente evacuación de virutas.

Cuarto Paso

Con su arsenal de herramientas elegido, es hora de hablar de avances y velocidades. Para los que no están familiarizados, comprender los feeds y las velocidades puede ser una tarea abrumadora.

Afortunadamente, hay grandes recursos disponibles para principiantes. Los fabricantes de herramientas suministran guías de avance y velocidad para llevarlo por el camino correcto. Los servicios como ProvenCut proporcionan una gran cantidad de información basada en la máquina que está utilizando, lo que facilita la configuración de sus avances y velocidades. DATRON incluso proporciona una guía de corte integral que brinda información basada no solo en la función que está creando, sino también en la configuración de la máquina que tiene.

Paso cinco

Elija el accesorio adecuado para la pieza que está haciendo. Por ejemplo, una mesa de vacío es perfecta para material de hoja grande. Las piezas más pequeñas o de formas extrañas pueden necesitar un tornillo de banco neumático o mecánico. Las piezas complejas de varios lados pueden ser más adecuadas para un 4.° o 5.° eje.

Seis pasos

Elegir las herramientas adecuadas es importante para la evacuación de virutas, pero usar un sistema de enfriamiento adecuado puede ser aún más crítico. Con el aluminio, el refrigerante evaporativo atomizado es una excelente opción limpia, pero también es aceptable el refrigerante de inundación, el aceite rociado o el chorro de aire. No importa cuál se use, asegúrese de que la viruta salga del área de corte lo más rápido posible.

Paso Siete

Un último consejo sobre las herramientas:al fresar aluminio, considere herramientas sin recubrimiento. El uso de herramientas recubiertas puede parecer una obviedad, pero tome nota:los recubrimientos agregan una capa delgada de material sobre un borde de corte afilado, redondeándolo así. Esto puede funcionar bien para materiales más duros, pero al cortar grados de aluminio más blandos, se corre el riesgo de "excoriación".

La excoriación es evidente cuando se acumula aluminio en el borde redondeado porque la herramienta no está lo suficientemente afilada. Deja una mancha distintiva de aluminio en el borde de corte. Esto puede provocar un desgaste acelerado de la herramienta y resultados de fresado deficientes. Cuanto más afilada sea la herramienta, menores serán las fuerzas de corte y las pérdidas por fricción. Esto produce un uso más eficiente de la potencia disponible del husillo, lo que conduce a una vida útil más larga de la herramienta, tiempos de ciclo más rápidos y piezas de mejor apariencia.

Paso Ocho

Tenga cuidado con las tensiones inherentes dentro del material. Los diferentes tipos de aluminio vienen con sus propias tensiones en el material, debido a los procesos utilizados para fabricarlo. Por ejemplo, el aluminio 6061 extruido sufre mayores tensiones internas en comparación con el MIC-6, que es fundido.

Esto es importante cuando se trata de la confiabilidad del proceso y el mantenimiento de las tolerancias finales. Cortar material estresado puede provocar deformaciones, lo que comúnmente se conoce como "arco" o "astillamiento de patata". Al fresar un lado de un material estresado, las fuerzas internas se vuelven desiguales y hacen que se tuerza. Elegir sabiamente sus herramientas, material, sujeción y estrategias ayudará a mitigar estas tensiones.

Entre nuestra breve descripción general del proceso de creación de prototipos y los consejos que hemos incluido para respaldar cada paso, esperamos que se sienta más seguro acerca de la posibilidad de llevar la creación de prototipos de aluminio CNC internamente. Por supuesto, siempre estamos aquí para responder cualquier pregunta y brindar orientación personalizada cuando esté listo para seguir adelante.

Beneficios de la creación interna de prototipos de aluminio CNC

La elección de integrar internamente la creación de prototipos de aluminio CNC brinda varios beneficios clave que superan con creces la velocidad y ahorran los costos que normalmente se incurren con la subcontratación.

Para empezar, introduce la capacidad de volver a trabajar en una pieza con poca antelación; de hecho, es posible que pueda evitar crear una pieza completamente nueva.

Usando la industria electrónica como ejemplo, considere el caso de la subcontratación de una carcasa electrónica. Después de un tiempo de espera de tres semanas, lo recibe, hecho tal como lo especificó con su diseño.

Pero, por supuesto, su equipo de diseño necesita ajustes en las tolerancias de una característica en particular, y los ingenieros electrónicos necesitan que se agregue un bolsillo para un nuevo microchip. Para hacer este ajuste, obviamente necesitarás enviar la pieza nuevamente para que la vuelvan a trabajar. Dependiendo del tiempo de entrega, podría esperar otro tiempo de respuesta de tres semanas, como mínimo. ¿Tienes ese tipo de tiempo?

Ahora, imagine si tuviera prototipos de aluminio CNC internamente. Simplemente puede registrar una característica utilizando la sonda de la máquina, actualizar sus trayectorias de herramientas al modelo más nuevo y resolver la solicitud internamente, en cualquier momento. En última instancia, es posible que evite crear una pieza nueva por completo, ya que el aluminio es muy fácil de volver a trabajar.

Además, el ahorro de costes y la flexibilidad son fundamentales para las máquinas de DATRON.

Cuando lleva la creación de prototipos de aluminio CNC internamente, estos beneficios se hacen más evidentes por el hecho de que las máquinas DATRON se construyen a propósito en torno a su capacidad para mecanizar aluminio. Siempre que las piezas tengan las especificaciones correctas con respecto al tamaño y la forma, las máquinas de DATRON, diseñadas desde cero, al igual que nuestra línea de herramientas de corte, son superiores para la creación de prototipos de aluminio CNC.

Esperamos que nuestra guía rápida de creación de prototipos de aluminio CNC le brinde la información que necesita para considerar trasladar el proceso internamente. Si tiene alguna pregunta adicional, puede ponerse en contacto con nosotros.