Mecanizado CNC de cobre:​​grados, consideraciones y aplicaciones

El cobre sigue siendo uno de los materiales metálicos más antiguos. Eso no es nada sorprendente considerando las propiedades excepcionales de los materiales de cobre. Más específicamente, el cobre tiene una excelente resistencia a la corrosión y conductividad térmica y eléctrica. Por lo tanto, haciéndolos valiosos para varias aplicaciones.

El mecanizado de cobre CNC es uno de los servicios de mecanizado de metales más precisos empleados en diversas industrias para la fabricación de piezas de cobre. Sin embargo, hay varias consideraciones asociadas con el mecanizado de piezas de cobre.

Esta guía examina todo lo que necesita saber sobre el mecanizado CNC de cobre, sus aplicaciones y los diversos factores a considerar antes de mecanizar cobre.

CNC facilita el mecanizado de cobre

Las máquinas de control numérico por computadora (CNC) se encuentran entre las tecnologías de fabricación más buscadas empleadas para aplicaciones de mecanizado. Esto se debe a su alta velocidad, exactitud, precisión y compatibilidad con diversos materiales.

Sobre todo, este servicio de mecanizado se ha vuelto muy común en la fabricación de diversos materiales en piezas deseadas, y el cobre no es una excepción. Anteriormente, mecanizar cobre era tedioso debido a su gran flexibilidad, dureza y plasticidad.

Aún así, el mecanizado CNC ha hecho que el mecanizado de piezas de cobre sea mucho más manejable. Todo esto es gracias a los procesos automatizados involucrados en el mecanizado de las piezas de cobre deseadas.

Grados de materiales de cobre para mecanizado CNC

Los materiales de cobre son uno de los principales grupos de metales comerciales. En gran medida, encontrará que hay diferentes grados de materiales de cobre disponibles para el mecanizado de piezas de cobre. Además, comprenden diversas propiedades adecuadas para proyectos de mecanizado específicos.

Por lo tanto, elegir el material adecuado para su proyecto de mecanizado puede ser complicado, ya que involucra varios factores.

Aun así, identificar el material con las propiedades adecuadas para sus piezas de cobre es el primer paso para emplear el mecanizado.

Eche un vistazo a los diferentes grados de materiales de cobre para el mecanizado CNC a continuación:

1. Cobre puro

Los materiales de cobre puro suelen ser blandos y maleables. El grado diluido de cobre puro contiene una pequeña cantidad de varios elementos de aleación. Por lo tanto, esto ayuda a alterar una o más propiedades fundamentales del cobre puro a las formas deseadas. Asimismo, la adición de otros elementos de aleación a este grado de cobre aumenta su tenacidad.

Los grados comerciales de cobre puro contienen aproximadamente un 0,7 % de impurezas totales en su composición. Descubrirá que están designados por los números UNS C10100 a C13000 según los elementos agregados y el nivel de impureza.

El cobre puro es el más adecuado para la fabricación de equipos eléctricos. Incluyen cableado y motores. Además, este grado de cobre se aplica en maquinaria industrial como intercambiadores de calor.

2. Cobre electrolítico

El cobre electrolítico de brea dura se origina a partir del cobre catódico. Cobre de cátodo significa cobre refinado mediante electrólisis.

Generalmente, el proceso consiste en llenar compuestos de cobre en una solución. Luego, aplicar la electricidad adecuada ayuda a purificar el material de cobre. Como resultado, la mayoría del cobre electrolítico contiene menos impurezas que otros grados de cobre.

Encontrará que C11000 es el más frecuente de todos los grados de cobre electrolítico. C11000 generalmente contiene menos de 50 partes por millón de impurezas metálicas, incluido el azufre. Además, tienen una alta conductividad eléctrica, hasta el 100 % IACS (International Annealed Copper Standard).

Su ductilidad excepcional los hace adecuados para aplicaciones eléctricas. Incluyen devanados, cables, alambres y barras colectoras.

3. Cobre libre de oxígeno

En comparación con otros grados de cobre, los cobres libres de oxígeno tienen la mayor pureza. También contienen poco o ningún contenido de oxígeno. En la mayoría de los casos, los grados de cobre libres de oxígeno incluyen muchos componentes eléctricos de cobre de alta conductividad. Sin embargo, C10100 y C10200 son los más comunes.

• C10100, conocido como electrónica libre de oxígeno (OFE), es un cobre puro con un contenido de oxígeno de aproximadamente 0,0005 %. Más aún, es el más caro de estos grados de cobre.
• C10200, también llamado libre de oxígeno (OF), contiene aproximadamente un 0,001 % de oxígeno. También tiene una alta conductividad eléctrica con al menos un 100 % de IACS, que no es mejor que los materiales de cobre electrolítico.

Estos materiales de cobre sin oxígeno se fabrican mediante fusión por inducción utilizando cobre catódico de alta calidad. En este proceso de fabricación, el cobre del cátodo se funde en condiciones no oxidantes proporcionadas por el baño de grafito. Por lo tanto, esto ayuda a reducir el contenido de hidrógeno en la atmósfera de trabajo.

Los cobres libres de oxígeno son los más adecuados para la electrónica de alto vacío debido a su alta conductividad. Incluyen tubos transmisores y sellos de vidrio a metal.

4. Cobres de libre mecanizado

Este material de cobre comprende varios elementos de aleación. Los elementos notables incluyen níquel, estaño, fósforo y zinc. La presencia de estos elementos ayuda a aumentar la maquinabilidad de este grado de cobre.

Además, los materiales de cobre de libre mecanizado comprenden aleaciones de cobre como el bronce y el latón. Tome nota de lo siguiente:

• El bronce es una aleación de cobre, estaño y fósforo conocida por su dureza y resistencia al impacto.
• El latón es una aleación de cobre y zinc con excepcional trabajabilidad y resistencia a la corrosión.

Los materiales de cobre de mecanizado libre son adecuados para una amplia gama de mecanizado de piezas de cobre. Incluyen monedas, antorchas, componentes eléctricos mecanizados, engranajes, cojinetes, hidráulica automotriz, etc.

Ventajas y desventajas de las piezas de cobre CNC

La mayoría de las piezas de cobre CNC disponibles en la actualidad tienen ventajas y desventajas específicas. Compruébalos a continuación:

Beneficios

En general, la mayoría de las piezas de cobre CNC tienen buena maquinabilidad, ductilidad y resistencia al impacto. También muestran una alta conductividad térmica y eléctrica, corrosión y resistencia al desgaste

Otro beneficio del mecanizado CNC para piezas de cobre abarca la buena conformabilidad en procesos tanto en caliente como en frío. Aparte de esto, las piezas de cobre CNC son compatibles con varios acabados superficiales rentables.

Inconvenientes

A pesar de las ventajas generales, algunos inconvenientes están asociados con el mecanizado de piezas de cobre con CNC. Por ejemplo, no todos los materiales de cobre pueden someterse a procesos como soldadura por puntos, soldadura por arco de metal revestido, etc.

Además, los diferentes grados de cobre tienen diferentes propiedades de resistencia a la corrosión. Por lo tanto, algunas piezas de cobre CNC son susceptibles a la corrosión en atmósferas con sustancias reactivas.

Factores a considerar en el mecanizado CNC de cobre

Las piezas de cobre CNC continúan impulsando la demanda popular. Aun así, hay algunos factores vitales a considerar antes del mecanizado de piezas de cobre. Echa un vistazo a algunos de estos factores a continuación:

1. Elegir el grado de material de cobre adecuado

Antes del mecanizado CNC de cobre, debe seleccionar el grado correcto de material de cobre más adecuado para su aplicación. Por ejemplo, elegir cobre puro para fabricar piezas mecánicas es inadecuado y costoso. Como tal, la excelente maquinabilidad del cobre de libre maquinado lo hace más adecuado.

Además, también son rentables. Por lo tanto, debe examinar las propiedades requeridas para sus piezas de cobre para seleccionar el grado de cobre correcto para el mecanizado.

2. Diseño para la fabricación

También debe abordar los requisitos y especificaciones de diseño antes de mecanizar cobre. Esto lo ayudará a lograr la funcionalidad necesaria para su pieza de cobre fabricada.

Una regla general es que es mejor utilizar y mantener un espesor de pared de 0,5 mm para fabricar piezas de cobre estéticas.
Además, también puede participar en algunas de las mejores prácticas de diseño. Incluyen la reducción del número de configuraciones de piezas, comprobaciones de dimensiones y la prevención de cavidades profundas con radios pequeños.

3. Establezca la tasa de alimentación adecuada

La velocidad de avance es la velocidad a la que la herramienta de corte se acopla a la pieza de trabajo. Por lo tanto, debe establecer la velocidad de avance correcta antes de mecanizar la pieza de cobre porque afecta la calidad, la vida útil y los acabados superficiales de la pieza de cobre. Además, el cobre conduce el calor rápidamente. Por lo tanto, una velocidad de avance alta puede aumentar el desgaste de la herramienta con el tiempo.

4. Elija el material de herramienta adecuado

Muchos grados de cobre tienen una maquinabilidad y una solidez variables. Por lo tanto, la selección del material de herramienta adecuado para el mecanizado de piezas de cobre sigue siendo esencial. Además, encontrará que el mecanizado CNC de acero se aplica en la fabricación de herramientas de corte de alta velocidad utilizadas en el mecanizado de cobre. Esto ayuda a prevenir complicaciones como el desgaste de la herramienta y la formación de virutas.

Acabados superficiales y opciones de posprocesamiento para piezas de cobre

Como su nombre lo indica, los acabados superficiales son procesos posteriores a la fabricación de piezas metálicas. Generalmente, estos post-procesos tienen como objetivo alterar la superficie de las piezas de cobre para obtener propiedades específicas y hacerlas más atractivas.

A continuación se muestran los acabados superficiales estándar aplicables a las piezas de cobre.

Electropulido

Durante el electropulido, se elimina una capa microscópica de material de la superficie de las piezas de cobre. Este material normalmente oscila entre 0,00254 mm y 0,0635 mm de ancho. Como resultado, este método de posprocesamiento ayuda a que la superficie de la pieza de cobre terminada sea más suave y brillante.

Además, el electropulido puede ayudar a mejorar la resistencia a la corrosión de las piezas de cobre acabadas.

Galvanizado

La galvanoplastia de cobre ayuda a proteger aún más la superficie exterior de las piezas de cobre de la oxidación. Las placas de metal se implementan sin alterar su conductividad eléctrica y térmica. Por lo tanto, este proceso ayuda a prolongar la vida útil de sus piezas de cobre.

Explosión de medios

Este método de posprocesamiento ayuda a cubrir los defectos de las piezas de cobre fabricadas. Además, el granallado crea un acabado duradero, más opaco y más sutil.

Técnicas de Mecanizado de Piezas de Cobre

Varios servicios de mecanizado de metales se emplean en muchas industrias para producir piezas metálicas, pero algunas técnicas de mecanizado solo son adecuadas para ciertos materiales metálicos. Estará de acuerdo en que el mecanizado de cobre puro puede ser más desafiante que el mecanizado de latón.

Como aleación de cobre, el latón contiene otros elementos de aleación como el zinc, lo que lo hace mucho más fácil de mecanizar que la mayoría de los materiales metálicos. Como tal, puede mecanizar aleaciones de cobre utilizando varias técnicas.

Vea algunas de las técnicas adecuadas para el mecanizado de piezas de cobre a continuación:

Fresado de piezas de cobre

El fresado CNC es un proceso de mecanizado automatizado que controla el movimiento y la velocidad de avance de las herramientas de corte rotativas. Por lo tanto, en el fresado CNC de cobre, las herramientas giran y se mueven por la superficie de los materiales de cobre. Luego, el exceso de materiales de cobre se elimina lentamente hasta que se obtiene la forma y el tamaño necesarios.

El fresado CNC es más común con las aleaciones de cobre, ya que tienen una mejor maquinabilidad y producen piezas precisas e intrincadas. Los fabricantes suelen utilizar la fresa de extremo de carburo de 2 ranuras para el fresado de cobre.

Además, los expertos utilizan este proceso para fabricar diversas características de diseño para piezas de cobre. Incluyen muescas, bolsillos, agujeros, ranuras, ranuras, superficies planas, contornos, etc.

Torneado para Piezas de Cobre

Este proceso de fabricación requiere fijar los materiales de cobre en una posición. Más aún, las herramientas de corte alimentadas a la pieza de trabajo permanecen estacionarias. Por lo tanto, el material de cobre torneado a la velocidad adecuada se reduce en tamaño a la dimensión deseada.

El torneado se adapta a muchas aleaciones de cobre y permite la fabricación rápida de piezas de cobre de alta precisión. Además, este proceso también es rentable. Por lo tanto, el cobre torneado CNC es adecuado para fabricar muchos componentes electrónicos y mecánicos, como conectores de cables eléctricos, válvulas, barras colectoras, radiadores, etc.

Aplicaciones del mecanizado CNC de cobre

Las piezas CNC de cobre son valiosas en varias industrias, incluidas las empresas eléctricas, de construcción, de transporte y de bienes de consumo.

A continuación se muestran las aplicaciones del mecanizado CNC de cobre:

• Intercambiadores de calor
• Conectores eléctricos
• Radiadores
• Cojinetes y engranajes
• Boquillas de soldadura de gas, etc.

Servicios de mecanizado de cobre en WayKen

Las piezas de cobre CNC son adecuadas para muchas aplicaciones diferentes en la actualidad. Sin embargo, los servicios de mecanizado de cobre de calidad son fundamentales para cumplir con las especificaciones de diseño y los requisitos para estas piezas de cobre.

En WayKen, contamos con profesionales experimentados que pueden manejar todos sus servicios de mecanizado CNC de cobre. Contamos con técnicas de cobre de torneado y fresado CNC de primer nivel para cumplir con el diseño de su producto específico.

Comuníquese con nosotros hoy para obtener un servicio de soporte personalizado y recibirá una respuesta dentro de las 12 horas.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la velocidad de corte del cobre?

Puede aplicar diferentes velocidades de corte para materiales de cobre. Pero tenga en cuenta que esto depende del grado de cobre y del método de mecanizado. Por ejemplo, se aplica una velocidad de corte estándar de 2000 a 4000 fpm al fresar latón

¿El cobre es fácil de moler?

La facilidad de fresado de cobre varía según el grado del material de cobre en el que esté trabajando. Descubrirá que el cobre puro es un metal complicado de mecanizar debido a su alta plasticidad y tenacidad. Por el contrario, las aleaciones de cobre como el latón son mucho más fáciles de fresar debido a su mejor maquinabilidad.

¿Qué elemento de aleación de cobre es adecuado para el mecanizado de alta velocidad?

La aleación de cobre con elementos como zinc, estaño, níquel, aluminio y silicio mejora la maquinabilidad del cobre. Por lo tanto, esto lo hace adecuado para el mecanizado de alta velocidad.