Cómo elegir la máquina CNC ideal para prototipado rápido

El camino hacia la internalización de tu prototipado puede ser largo, pero lleno de conocimiento.

Esperamos que nuestras discusiones anteriores sobre prototipado rápido interno le hayan educado e inspirado para tomar las riendas de la fabricación de sus propios prototipos.

Una vez que haya decidido dar el paso, ¿por dónde empezar? Después de haber abordado la cuestión de si utilizar métodos aditivos o sustractivos, es hora de empezar a elegir la máquina adecuada para usted. Si decidió que una máquina CNC es parte de su solución, ¡ha llegado al lugar correcto! Profundicemos en el universo CNC y ayudemos a darle sentido a todo.

¿Cómo elijo la máquina CNC adecuada?

Antes de buscar hacia afuera la máquina CNC correcta, es mejor mirar hacia adentro a su línea de productos. Comprender los requisitos de sus propios productos ayudará a definir qué máquina es la mejor para su laboratorio de prototipos. Defina con qué materiales trabajará, qué tolerancias dimensionales necesita mantener y qué tipo de características geométricas necesita crear.

• ¿Es la máquina fácil de usar y mantener?
• ¿Es inherentemente difícil la programación de la pieza?
• ¿Habrá soporte disponible cuando lo necesite?
• ¿Cuánto costará alimentar y equipar la máquina con herramientas?

¿Cuáles son mis opciones CNC?

Hay una variedad extremadamente amplia de máquinas CNC disponibles para su consideración; puede ser una tarea abrumadora cuando se presenta con todas las opciones. No se preocupe, sin embargo; aquí es donde recurre a las preguntas básicas: tolerancia, formas y materiales. Mantener estos en mente hará que elegir la máquina correcta sea mucho más fácil.

Desglosémoslo:

Cortadora de plasma CNC

Comúnmente utilizada para chapa de acero, una cortadora de plasma CNC es una forma asequible, rápida y eficiente de cortar una variedad de materiales conductores. Si bien hay algunas cortadoras de plasma multi-eje en el mercado, comúnmente son máquinas de 2 ejes. Los inconvenientes de las cortadoras de plasma CNC en prototipado rápido son sus limitaciones inherentes en forma de 2 ejes, calidad de corte relativamente pobre y elevados requisitos de seguridad en el lugar de trabajo. A menos que esté mejorando un proceso de fabricación/soldadura en su instalación de prototipado, una cortadora de plasma CNC probablemente no sea su mejor opción.

Cortadora láser CNC

Un paso adelante respecto al plasma, las cortadoras láser CNC han crecido en popularidad en los últimos años y es fácil ver por qué. Los láseres pueden cortar una variedad más amplia de materiales además del metal, incluyendo plásticos, madera y telas, todo con relativa facilidad.

Sin embargo, hay algunos problemas con el uso del láser que deben considerarse. Los láseres utilizan cantidades inmensas de calor para atravesar el material, lo que puede endurecer los bordes, volviéndolos más frágiles. Además, a pesar de ser bastante precisos, los cortes láser dejarán una ligera conicidad en los bordes, lo que puede dificultar las necesidades de precisión dimensional.

Dado que las cortadoras láser son típicamente máquinas de 2 ejes, están limitadas en las características que pueden crear. Si bien pueden ablacionar capas para crear mayor profundidad de características, lo hacen de manera muy ineficiente en cuanto a consumo de energía y tiempo, a costa de potencialmente deformar la pieza por calor excesivo. Esto reduce considerablemente el uso efectivo de las cortadoras láser CNC, especialmente para prototipado rápido.

Cortadora de chorro de agua CNC

El corte por chorro de agua es una forma efectiva de cortar material delgado o grueso de casi cualquier tipo. Usando agua a alta presión junto con un medio abrasivo, llamado granate, el chorro de agua es un gran sustituto del corte láser o por plasma. También genera menos residuos al usar un sistema de circulación de agua en circuito cerrado. El inconveniente de todo esto viene con el costo de mantenimiento; mantener filtros, bombas y boquillas puede ser una tarea significativa. Al comparar con el corte láser CNC, el chorro de agua CNC es bastante inexacto, típicamente solo capaz de mantener una tolerancia de 0.005", sin embargo, la calidad del corte puede ser mejor.

Fresadora CNC (Router)

Si bien los routers son un tipo de máquina de fresado CNC, generalmente se categorizan completamente por separado. Esto se debe principalmente a su diseño: los routers CNC tienen una construcción de estructura de pórtico, con un gran puente que abarca sobre la mesa de la máquina. Esto permite inherentemente una gran envolvente de trabajo sin sacrificar espacio en el suelo. Los routers CNC suelen encargarse de fresar paneles grandes de madera, plástico o metales más blandos, como el aluminio.

Tenga en cuenta que, si es nuevo en el concepto de mecanizado, aprender a usar un router CNC tendrá una curva de aprendizaje más pronunciada que los otros elementos mencionados. Hay mucho que aprender sobre control de máquina, estrategias de corte, herramientas de fresado, etc. Además, los routers suelen ser descartados por la mayoría de los maquinistas debido a su falta de rigidez y precisión, lo que los convierte en una mejora distinta del chorro de agua CNC, pero no tan precisos como una fresadora CNC.

Torno CNC

Los tornos son una parte esencial de la historia del mecanizado. Llamados "madre de las herramientas de máquina" desde el siglo XIII, los tornos han evolucionado para adoptar la tecnología CNC y siguen siendo parte integral de la fabricación actual.

A diferencia de los equipos anteriores, los tornos están construidos para mecanizar exclusivamente piezas redondas. Donde un router CNC tiene material estacionario y una herramienta giratoria, los tornos tienen material giratorio y herramientas estacionarias.

Si bien un torno es extremadamente capaz y útil, puede que no sea su primera opción al construir su laboratorio de prototipos. A menos que sus productos sean piezas ideales para torno, como las mencionadas anteriormente, un torno es un poco demasiado enfocado para ser una máquina de prototipado rápido completa.

Fresado CNC

Una fresadora CNC es una de las herramientas más comunes para ver en un laboratorio de prototipado, y por buenas razones. Las fresadoras son máquinas robustas y flexibles, adecuadas para una variedad más amplia de piezas y materiales que las otras máquinas mencionadas. Permiten características complejas, como agujeros roscados, bolsillos profundos y superficies 3D.

Las fresadoras CNC típicas usan un diseño de "bastidor en C": un husillo que se mueve arriba y abajo, y una mesa que se mueve izquierda/derecha y adelante/atrás. Con una construcción extremadamente pesada y una gran huella, son bastante reputadas por su precisión, a menudo manteniendo tolerancias de 0.001" o menos, una calidad por la que la mayoría de las máquinas mencionadas anteriormente no son bien conocidas.

Obstáculos para el fresado CNC

El mayor obstáculo para superar con las fresadoras CNC no es "¿Qué puede hacer?", sino "¿Quién puede hacerlo?". Hay capas de complejidad para usar una máquina de fresado CNC: primero, la operación del control es un arte en sí mismo. Los controles CNC típicos son extremadamente capaces, pero bastante intimidantes. Con una vasta gama de botones, interruptores y perillas, junto con una estructura profunda de funciones de software y menús, la mayoría de los controles probablemente lo tendrán aferrado al manual de usuario para salvar la vida.

Luego está la configuración de la máquina, que es una tarea crítica para crear piezas de calidad. Esto implica la alineación del sujecionado al eje de la máquina, la carga y medición de herramientas, y el establecimiento de parámetros de programa correctos. Cuando se hace mal, en el mejor de los casos; ha fabricado piezas de desecho con éxito y necesita empezar de nuevo. En el peor de los casos; ha roto herramientas, sujecionado y máquina, creando un dilema grave y haciendo efectivamente del "prototipado rápido" un oxímoron.

Por último, pero no menos importante, está la programación. Además de operar la máquina, se requiere cierta habilidad para programar una pieza en un software CAD/CAM. Esto, afortunadamente, se está volviendo más fácil todo el tiempo, con excelentes opciones como Autodesk Fusion 360 que pueden simplificar el proceso para nuevos usuarios. Sin embargo, la parte más difícil a menudo no está en la aplicación de trayectorias de herramienta, sino en el establecimiento de los parámetros correctos. Elegir la herramienta de corte correcta, velocidad de avance, velocidad del husillo, profundidad y ancho de corte, puede ser una batalla cuesta arriba, y cambia según el material que use y las características que haga.

Logrando el equilibrio correcto

Hay muchas opciones, pero la respuesta parece directa; la solución de prototipado rápido más completa es el fresado CNC. Sin embargo, la barrera de entrada es real. Tener un maquinista CNC experimentado en plantilla se convierte en un requisito previo, y como puede haber oído, encontrar un operador CNC calificado no se está volviendo más fácil.

DATRON ha estado escuchando esta preocupación durante la última década, y saben exactamente cómo resolverla.

Si bien el poder y la capacidad informática han dado pasos significativos durante la última década, el control CNC típico no lo ha hecho. Sigue siendo tan engorroso de usar como siempre, haciendo que tecnologías de fabricación alternativas como la impresión 3D sean aún más deseables. Si la complejidad es el problema, entonces la solución es simple, o más bien, la solución es simplificar.

Fresado CNC para la era moderna

La simplificación es el objetivo con el control next de DATRON. Next está diseñado desde cero para centrarse en la facilidad de uso, sin sacrificar la capacidad industrial. Con un diseño familiar basado en baldosas, no muy diferente a un smartphone, next está despejado y es fácil de entender de inmediato. Además de un diseño visual agradable, next incorpora una ingeniería de software inteligente para facilitar la configuración. El Asistente CAM le guía a través de la carga del programa, el ajuste de las herramientas, incluso el tanteo de la pieza de trabajo, de la manera más indolora posible.

Actualizar el control es solo una forma en que DATRON hace que el fresado CNC sea más accesible. La configuración del sujecionado se ha optimizado utilizando un sistema de cuadrícula cónica, para un sujecionado rápido y repetible sin necesidad de alinear manualmente. Así mismo, accesorios como mesas de vacío hacen que el mecanizado de material en placa sea rápido y sin dolor.

Sé lo que estás pensando. Todo eso está muy bien, pero ¿qué hay de la parte de programación? DATRON también tiene eso cubierto. Para hacer que cada paso del viaje sea fácil, DATRON fabrica sus propias herramientas de corte, optimizadas para las máquinas que fabrican. Del mismo modo, proporcionan una guía completa de parámetros de corte para su línea de fresas de una sola flauta de gran reputación.

Además de todo eso, DATRON fabrica una variedad de máquinas con grandes envolventes de trabajo y pequeñas huellas. Así, una DATRON puede ofrecer los beneficios de un gran router CNC, con la precisión de una fresadora CNC, y, con un eje rotativo opcional, algunas de las capacidades de un torno CNC. Toda esta flexibilidad, sin la curva de aprendizaje pronunciada, es lo que hace de DATRON la máquina CNC ideal para una instalación de prototipado rápido.

Así que, con suerte, esto le ayudó en su camino para encontrar la máquina CNC adecuada para sus necesidades de prototipado. No importa en qué dirección esté pensando, cuando llegue el momento de tomar esa decisión, llámenos para obtener orientación.