Fresado de alta velocidad: La solución moderna para placas de identificación grabadas con precisión

Hasta hace apenas una década, había discusión sobre el mejor proceso para producción de placas de identificación grabadas – con los principales contendientes siendo el Pantógrafo, Máquinas de Estampado y Máquinas de Fresado. Desde entonces, el argumento para el pantógrafo ha desaparecido casi por completo. Esto es porque el pantógrafo es una máquina manual que requiere artesanos extremadamente calificados, por lo que el proceso no puede automatizarse y se ha vuelto difícil encontrar operadores calificados. Ambos factores aumentan los costos. Las Máquinas de Estampado, por otro lado, siguen siendo un método viable para producción de placas de identificación grabadas. Particularmente donde se requieren tiradas de producción muy grandes, las máquinas de estampado tienen ventajas notables. Específicamente, para tiradas de, digamos, 20.000 placas de identificación, el hecho de que estas máquinas puedan producir un par de piezas por segundo las hace una opción lógica. Para tiradas más bajas, sin embargo, los costos de operar máquinas de estampado reducen el atractivo. Gran parte del costo está asociado con los troqueles requeridos para el proceso que van desde $2.000 a $5.000 cada uno. Combine ese costo con la calidad de una placa de identificación estampada y el proceso de estampado se vuelve poco atractivo. Esto es porque la máquina de estampado remueve material de la pieza empujando el troquel hacia abajo a través del material como un cortador de galletas. La fuerza creada en la ubicación del corte dobla y cizalla el sustrato. Con materiales maleables como el metal esto puede significar doblado en el borde y con otros sustratos más frágiles, bordes astillados pueden resultar. Finalmente, las máquinas de estampado son limitadas en funcionalidad a solo estampar o cortar la pieza. Así que si el producto final requiere un agujero avellanado, roscado o grabado (quizás para números de serie), esto requeriría otro equipo y una operación secundaria – ambos a costo adicional para el fabricante.

Así que, para grabado de placas de identificación de bajo volumen, las máquinas de fresado — y específicamente máquinas de fresado de alta velocidad — reinan supremas. El resto de esta publicación se centrará en las características de máquinas de fresado de alta velocidad que proporcionan la ventaja competitiva en producción de placas de identificación grabadas.

Husillo de alta velocidad

La mayoría de productos de identificación y grabado de placas de identificación se hace con brocas de grabado pequeñas y fresas de extremo. Estas herramientas pequeñas deben ejecutarse a altas velocidades. Máquinas de fresado de alta velocidad con husillos de alta frecuencia de 40.000 a 60.000 RPM evacuan eficazmente las virutas del canal de corte durante el fresado y grabado. Esto resulta en superficies lisas y bordes sin rebabas. También elimina la necesidad de una operación secundaria de desbarbado, así como los costos asociados con ella.

Sondado

El sondado o Escaneo de Superficie (Mapeo) ahorra tiempo durante la configuración del trabajo y asegura precisión y repetibilidad. Sondas disponibles como componente integrado en algunas máquinas de fresado pueden reconocer topografía irregular de la pieza en bruto y compensarla dinámicamente. Lo hacen tomando mediciones a lo largo de la superficie de un bloque en bruto y alimentando esos datos al controlador de mecanizado. El controlador ajusta automáticamente para superficies irregulares o posición de la pieza en bruto. A través de este proceso, los tiempos de configuración del trabajo se reducen y el rechazo de pieza/parte se minimiza.

Refrigerante sin aceite

Mientras el Sondado puede ahorrar tiempo valioso al frente de la producción de placas de identificación grabadas (durante la configuración), los refrigerantes sin aceite pueden ahorrar tiempo al final. Eso es porque a diferencia del aceite que deja residuo en la placa de identificación completada, ciertos refrigerantes sin aceite simplemente se evaporan. Así, la operación secundaria de desengrasado puede eliminarse – reduciendo así el costo de mano de obra, el costo de consumibles requeridos para limpieza, y lo más importante minimizando el tiempo total de producción de placas de identificación grabadas.

Sujeción por mesa de vacío integrada

La sujeción para aplicaciones de placas de identificación grabadas, como tiradas de producción de Metalphoto, puede ser problemática. Los sustratos delgados son difíciles de sujetar. Esto es particularmente cierto si el fabricante está usando un CNC convencional para grabar o cortar piezas pequeñas con área de superficie limitada, porque la fuerza del husillo puede literalmente "lanzar" la pieza a través de la cama de la máquina una vez que está completamente cortada. Muchos fabricantes en realidad recurren a pegamento en spray como método de sujeción. No solo es sucio, también puede llevar a doblado cuando la pieza terminada se quita de la cama de la máquina. Además, resulta en una aplicación secundaria consumidora de tiempo y costosa para quitar el pegamento de las piezas completadas.

Sin embargo, algunas máquinas de fresado de alta velocidad pueden equiparse con sujeción por mesa de vacío integrada. Por ejemplo, con la mesa de vacío de DATRON, material delgado, que una vez fue difícil de asegurar, ahora puede asegurarse en solo segundos. Láminas plásticas tan delgadas como 0,001", hasta chapas de aluminio de 0,250" de espesor pueden asegurarse rápidamente y mantenerse en su lugar incluso cuando las piezas son "cortadas como galletas" completamente a través del material. Una bomba de vacío proporciona potencia de vacío para que el sistema funcione. Una mesa de vacío cuenta con puertos de vacío optimizados para flujo de aire, con cámaras de vacío recesadas, para proporcionar distribución de vacío superior. Un sustrato permeable al gas de bajo costo sirve como difusor de vacío sacrificial, permitiendo que el cortador mecanice a través de la pieza, sin cortar en la mesa.

Gestión automática de herramientas

Fabricantes de productos de identificación y placas de identificación grabadas considerando varias máquinas CNC para fresado y grabado, necesitan considerar sus procesos actuales y cuál podría ser su proceso ideal. En otras palabras, pueden estar corriendo actualmente solo uno o dos turnos, pero en un mundo perfecto, un turno nocturno desatendido podría ser el secreto para una mayor rentabilidad. Incluso si un turno "lights-out" no está en las cartas, un turno de día donde la máquina CNC pueda funcionar desatendida permite al operador atender otros negocios – proporcionando al fabricante más productividad de un solo empleado.

Así que, elegir un CNC con el tipo correcto de gestión de herramientas es crucial. El Sistema de Gestión Automática de Herramientas requerido está compuesto por tres componentes separados trabajando sinérgicamente — el verificador de herramientas, el cambiador de herramientas, y el software. El verificador de herramientas es un sensor mecánico que mide la longitud de la herramienta y detecta la herramienta rota. El cambiador de herramientas es un rack o bandeja que tiene espacio para herramientas de repuesto y zócalos donde la máquina coloca herramientas rotas antes de recoger un reemplazo. Los operadores pueden abastecer el rack con herramientas de repuesto, para que tengan un suministro listo en caso de que las herramientas se rompan durante operación "lights out". El software es un programa macro que puede configurarse para ejecutar una verificación de herramienta después de ejecutar un número de líneas de código. Por ejemplo, una macro de verificación de herramienta puede iniciar una verificación después de cada 500 líneas de código empleando una declaración "si/entonces" como, "Mida esta herramienta; si la longitud es más corta que el parámetro (listado en la base de datos de herramientas del software), entonces cambie la herramienta."

Conclusión

Fabricantes de productos de identificación y placas de identificación grabadas que se especializan en tiradas de producción bajas pueden ganar eficiencia, flexibilidad y una reducción general en costos al usar máquinas de fresado de alta velocidad. Dado que la mayoría de estos fabricantes usan herramientas pequeñas, es imperativo que seleccionen una máquina CNC diseñada específicamente para uso con herramientas pequeñas. Los husillos de alta velocidad son los más adecuados para herramientas pequeñas y producen piezas sin rebabas con acabados superficiales y de bordes superiores. La baja fuerza de estos husillos maximiza la vida de la herramienta y permite sujeción innovadora como mesas de vacío integradas que reducen tiempos de configuración. El sondado también hace la configuración más eficiente y asegura precisión y repetibilidad. La Gestión Automática de Herramientas proporciona una reducción en costos al permitir producción desatendida o lights-out. Máquinas de fresado de alta velocidad que entregan todas estas características proporcionan a fabricantes de productos de identificación y placas de identificación grabadas una ventaja competitiva y de reducción de costos real.