Selección de la rugosidad superficial adecuada para el mecanizado CNC

El mecanizado CNC es un proceso de fabricación muy exacto y preciso que puede crear piezas con tolerancias de hasta 0,025 mm. Sin embargo, al ser un método de fabricación sustractivo, el mecanizado CNC deja marcas de corte que crean un nivel de rugosidad en la superficie del producto terminado.

¿Qué es la rugosidad superficial?

La rugosidad de la superficie es una medida de la textura promedio de la superficie de una pieza, en este caso, después del mecanizado CNC. Hay diferentes parámetros utilizados para definir la rugosidad de la superficie. Uno de los más omnipresentes es Ra (promedio de rugosidad), que se deriva de las diferencias entre alturas y profundidades en una superficie. La rugosidad de la superficie de Ra se mide al microscopio y suele expresarse en micrómetros (x 10~⁶ m). Tenga en cuenta que la rugosidad de la superficie en este contexto es diferente del acabado de la superficie. El acabado de la superficie de una pieza mecanizada se puede mejorar mediante varios métodos de acabado, como el anodizado, el granallado y la galvanoplastia. La rugosidad de la superficie aquí se refiere a la textura de la superficie de una pieza tal como se mecanizó.

¿Cómo se logran las diferentes opciones de rugosidad de la superficie?

La rugosidad de la superficie de una pieza después del mecanizado no suele ser aleatoria. En cambio, se toman medidas para garantizar que se logre una rugosidad específica. Esto significa que los valores de rugosidad de la superficie se planifican con antelación. Sin embargo, no se suele especificar cualquier valor. En la fabricación, existen valores Ra específicos que se consideran estándares de la industria, como se especifica en la norma ISO 4287. Estos son los valores que se pueden especificar durante el mecanizado CNC. Van desde 25 um hasta 0,025 um y se aplican a todo tipo de operaciones de fabricación y posprocesamiento.

En Xometry Europe, ofrecemos cuatro niveles de rugosidad superficial que también son los valores especificados normalmente para las aplicaciones de mecanizado CNC:

• Ra de 3,2 μm
• Ra de 1,6 μm
• 0,8 μm Ra
• 0,4 μm Ra

Se requieren diferentes valores de rugosidad para diferentes aplicaciones. Las rugosidades superficiales inferiores solo deben especificarse cuando sea necesario. Esto se debe a que cuanto menor sea el valor de Ra, más esfuerzo/operaciones de mecanizado y control de calidad serán necesarios. Pueden aumentar significativamente los costos y el tiempo de mecanizado. Las operaciones de posprocesamiento generalmente no se aplican cuando se requieren valores específicos de rugosidad de la superficie. Esto se debe a que estas operaciones no se pueden controlar con precisión y pueden afectar la tolerancia dimensional de las piezas.

La rugosidad de la superficie afecta significativamente la funcionalidad, el rendimiento y la durabilidad de las piezas en ciertas aplicaciones. Influye en el coeficiente de fricción, el nivel de ruido, el desgaste, el calor y la adhesividad de una pieza en uso. La importancia de estos factores varía según la aplicación y, por lo tanto, si bien la rugosidad de la superficie de una pieza es intrascendente en ciertas aplicaciones, es crítica en muchas otras. Estas aplicaciones incluyen escenarios de alta tensión, estrés y vibración, ensamblajes de acoplamiento y movimiento, piezas de rotación rápida e implantes médicos. Como se indicó anteriormente, se requieren diferentes niveles de rugosidad superficial en diferentes aplicaciones.

A continuación se exploran los niveles de rugosidad que ofrecemos en Xometry Europe y todo lo que necesita saber para seleccionar el valor Ra adecuado para su aplicación.

Ra de 3,2 μm

Este es el acabado de máquina comercial estándar. Es adecuado para la mayoría de las piezas de consumo y suficientemente suave, pero contiene marcas de corte visibles. Es la rugosidad de la superficie por defecto aplicada a menos que se especifique lo contrario.

3,2 μm Ra es la rugosidad superficial máxima recomendada para piezas sujetas a estrés, cargas y vibraciones. También se puede usar para acoplar superficies móviles cuando la carga es liviana y el movimiento es lento. Se mecaniza utilizando altas velocidades, avances finos y cortes ligeros.

Ra de 1,6 μm

Por lo general, solo hay marcas de corte ligeramente visibles con esta opción. Esta clasificación Ra se recomienda para ajustes ajustados y piezas estresadas, y es suficiente para superficies de carga ligera y de movimiento lento. Sin embargo, no es adecuado para piezas de rotación rápida y piezas sujetas a vibraciones intensas. Esta rugosidad de la superficie se produce utilizando altas velocidades, avances finos y cortes ligeros en condiciones controladas.

Precio: para una aleación de aluminio estándar (por ejemplo, 3.1645), esta opción agrega aproximadamente un 2,5% al ​​precio de producción. Esto podría aumentar con la complejidad de la pieza.

Ra de 0,8 μm

Considerado de alto grado, este acabado de superficie requiere un control muy estricto para producir, lo que cuesta más. Se requiere para las piezas que están expuestas a la concentración de tensión. Cuando el movimiento es ocasional y las cargas son livianas, entonces se puede usar para cojinetes.

Precio: para una aleación de aluminio estándar (por ejemplo, 3.1645), esta opción agrega aproximadamente un 5% al ​​precio de producción. Esto podría aumentar con la complejidad de la pieza.

Ra de 0,4 μm

Esta es la rugosidad superficial más fina ("menos áspera" en términos técnicos) y de mayor calidad que se ofrece. Es adecuado para piezas que están bajo alta tensión o estrés. También se requiere para componentes que giran rápidamente, como cojinetes y ejes. Esta rugosidad de la superficie requiere el mayor esfuerzo de fabricación y solo debe especificarse cuando la suavidad es de importancia primordial.

Precio: para una aleación de aluminio estándar (p. ej., 3.1645), esta opción añade aproximadamente un 11-15 % al precio de producción. Esto podría aumentar con la complejidad de la pieza.

En Xometry, tenemos la capacidad de fabricar sus piezas mecanizadas CNC con cualquiera de estas opciones de rugosidad superficial. Simplemente cargue su modelo en nuestra plataforma de cotización instantánea y seleccione la rugosidad de su superficie preferida para obtener una cotización en un segundo.