Logrando Tolerancias Ajustadas en Mecanizado CNC: Un Proceso Comprobado de 10 Años

1. Encontrar el taller adecuado

Con más de 10 años en el negocio de fabricación rápida, 3ERP ha acumulado una rica experiencia en mecanizado CNC de piezas tanto para prototipado como para producción en masa.

En este artículo, explicamos cómo podemos lograr tolerancias ajustadas en piezas mecanizadas por CNC.

Esperamos que sea útil para talleres de mecanizado CNC y cualquiera que pueda tener curiosidad sobre cómo funcionan estas cosas.

Al buscar un taller, no puedes centrarte solo en el vecindario; también necesitas considerar en qué planta estarás. En nuestra experiencia, la planta baja (primer piso) es la única opción. He visitado muchos talleres CNC ubicados en el segundo piso, tercer piso o incluso más arriba —usual porque es más barato alquilar. Pero la vibración extra en estos niveles puede causar muchos problemas. Cuando las máquinas CNC están funcionando, puedes sentir esa vibración, y es virtualmente imposible hacer piezas CNC de precisión en un taller que tiembla.

Nuestro Taller de Mecanizado CNC

2. Controlar la temperatura del taller

La temperatura del taller es otro factor muy importante al hacer piezas precisas. Entre día y noche, las temperaturas en el taller pueden variar en más de 10 grados Celsius, y no puedes esperar una tolerancia consistente cuando hay tal variación significativa. Por eso instalamos aire acondicionado en el taller. Más del 90% de empresas en China no tienen aire acondicionado en su taller para estabilizar temperaturas, aunque puede llegar a 40 grados en verano. El personal obviamente luchará por concentrarse y mantener la calma en tal entorno, y terminarán cometiendo errores.

3. Usar máquinas CNC de calidad

La tolerancia de la máquina es uno de los factores más importantes para asegurar la calidad de la pieza. Si la tolerancia de la máquina es +/-0.02 mm, ¿cómo puedes garantizar +/-0.01 mm de tolerancia? Aunque el conocimiento humano juega un gran papel en hacer piezas mecanizadas de precisión, es cierto que un obrero es solo tan bueno como sus herramientas, así que siempre estamos contentos de invertir en nuestros centros de mecanizado. Dicho esto, los centros de mecanizado más elaborados y versátiles no son siempre los más precisos.

4. Balancear portaherramientas

Hay muchos portaherramientas disponibles en el mercado, con precios que van de 30 a 500 USD, y el balance dinámico del portaherramientas es muy importante para el mecanizado preciso. El desbalance puede ser causado por desalineación, diseño de rotor asimétrico, errores de concentricidad y otros factores, y puede llevar a piezas menos precisas. En general, los portaherramientas altamente desbalanceados deben balancearse usando un servicio de balanceo profesional, pero algunos portaherramientas están diseñados para ajuste fácil vía la adición de anillos ponderados que pueden compensar el desbalance. De nuestros tests previos, un portaherramientas de baja calidad podría causar 0.02 mm o más de vibración, mientras el valor máximo de uno bueno es inferior a 0.005 mm. Recomendamos usar portaherramientas de contracción térmica de MST o Haimer.

Portaherramientas de Contracción Térmica de Precisión

5. Usar herramientas de corte afiladas (y correctas)

La calidad y filo de las herramientas de corte juega un gran papel en lograr tolerancias ajustadas. Las herramientas desafiladas no solo drenan tu máquina de energía, también te impiden lograr exactitud y precisión, ya que la punta desafilada de la herramienta de corte tiene un radio mayor que una punta afilada. Los cortes someros también son difíciles de lograr, ya que la herramienta roma puede no atrapar la superficie de la pieza durante una pasada, simplemente rebotando. Al mecanizar materiales con punto de fusión bajo, herramientas desafiladas también pueden causar deformaciones superficiales por acumulación de calor. Cuidamos mantener la condición adecuada de la herramienta, y también tenemos experiencia en selección de herramientas: después de todo, no puedes lograr tolerancias ajustadas en características finas con una fresa de desbaste.

6. Usar buenos proveedores de material

Es más fácil lograr una tolerancia ajustada en un material mecanizable como una aleación de aluminio, pero diferentes proveedores de material pueden proporcionar versiones muy diferentes del mismo grado de metal. Muchos proveedores proporcionan certificaciones con sus materiales, mostrando que muestras del metal han pasado una prueba probando su composición, pero las certificaciones solo cuentan media historia. Por ejemplo, una barra de aluminio 6082 con una proporción perfecta de silicio, magnesio y manganeso puede aún producir resultados horribles si ha sido sujeta a tratamiento térmico inadecuado. Hemos construido relaciones con un grupo fiable de proveedores con el tiempo, pero encontrar tales proveedores naturalmente involucra algo de prueba y error.

7. Desplegar un sistema de inspección en máquina

La inspección de piezas terminadas es una parte importante del control de calidad, pero una forma mejor de garantizar tolerancias ajustadas es usar un sistema de inspección en máquina, consistente en una sonda pequeña que verifica la precisión del mecanizado durante un trabajo. Usamos sistemas de inspección Renishaw de alta gama en varias de nuestras máquinas CNC, y estos sistemas pueden medir con precisión las dimensiones de la pieza durante el mecanizado además de proporcionar corrección automática de offset.

8. Otras consideraciones

• Sistema operativo del taller: Usar un sistema de gestión de taller centralizado significa que no estarás apurando trabajos, permitiéndote mecanizar con cuidado y precisión.
• Ingenieros experimentados: Ingenieros experimentados saben cómo modificar diseños para mecanizado simple y preciso que producirá mejores resultados. Ingenieros experimentados saben cuál es la mejor forma de hacer una pieza en cuanto tienen el archivo CAD y la tolerancia requerida. Primero, decidimos cómo sujetar la pieza. (Lee más sobre diferentes formas de sujetar piezas.) Luego, creamos las trayectorias de herramienta. Un ingeniero experimentado considerará tanto eficiencia como tolerancia. Por ejemplo, algunos ingenieros pueden pasar horas haciendo una pieza, mientras alguien podría hacer la misma pieza en una hora optimizando las trayectorias de herramienta.
• Operadores bien entrenados: Operadores de máquina hábiles saben cómo seleccionar herramientas de corte, programar maquinaria y realizar operaciones de mecanizado manual y torneado. También saben cómo identificar la calidad de herramientas de corte y cambiar parámetros si es necesario. Tan importante como eso, un buen operador sabe cómo proteger las piezas durante y después del mecanizado.
• Software de programación: Hardware de alta gama no funcionará al máximo de sus capacidades si el G-code es descuidado y las trayectorias de herramienta son ineficientes. Usamos HyperMill y SurfaceMill para programación.
• Un departamento de control de calidad fuerte: Un buen control de calidad no mejorará automáticamente las tolerancias, pero asegurará que piezas fuera de la tolerancia aceptable no sean enviadas a un cliente por error.
• Comunicación: Buena comunicación con el cliente y entre el personal lleva a mejores resultados en el taller. Es importante que el departamento de producción entienda exactamente lo que el cliente necesita —y comunique las posibilidades reales de vuelta al cliente.

3ERP ofrece piezas de mecanizado CNC en plástico y metal. Aprende más sobre nuestros servicios de mecanizado, y contacta con nuestro equipo para una revisión gratuita de proyecto.