Por Qué el Mecanizado Rápido Impulsa la Eficiencia en la Fabricación Moderna

Las empresas que diseñan y fabrican piezas de plástico o metal a menudo requerirán servicios de mecanizado rápido en algún momento durante el desarrollo del producto.

Este artículo analiza los entresijos del proceso de fabricación y por qué es tan importante.

¿Qué es el mecanizado rápido?

El mecanizado rápido es el mecanizado de piezas y prototipos con un enfoque explícito en reducir el tiempo necesario para fabricar las piezas. Suele involucrar mecanizado CNC (incluyendo fresado, torneado, etc.) pero también puede incluir mecanizado manual para piezas simples.

El mecanizado puede acelerarse de varias formas. Dependiendo de los requisitos del cliente, el mecanizado rápido puede implicar mayor uso de máquinas de alto par y técnicas de desbaste para acelerar la eliminación de material. También puede implicar materiales fáciles de mecanizar como aleaciones de aluminio en lugar de materiales que requieren más tiempo para mecanizar.

Aunque no son mutuamente excluyentes, el mecanizado rápido puede verse como un contrapunto al mecanizado de precisión, que prioriza la exactitud y el detalle sobre la velocidad.

Pros y contras

El mecanizado rápido es una herramienta esencial para prototipado, desarrollo de producto, fabricación de bajo volumen y piezas personalizadas. Sin embargo, no es adecuado para todos los trabajos de fabricación.

Estas son algunas de las ventajas y desventajas del mecanizado rápido:

Ventajas

• La forma más rápida de producir piezas con equipos de mecanizado CNC
• Itera prototipos rápidamente para acelerar el desarrollo del producto
• Fácil fabricar múltiples versiones de una pieza para pruebas mecánicas, etc.
• Tiempo de comercialización más rápido
• Fabrica piezas más fuertes comparado con otros procesos de alta velocidad como impresión 3D
• Sin cantidad mínima de pedido
• Sin costes de herramientas o puesta en marcha
• Compatible con una gama de metales y plásticos
• Gama de opciones de acabado superficial
• Escalable ya que el mecanizado CNC es adecuado para producción posterior

Desventajas

• Menor calidad que el mecanizado de precisión
• Menos libertad geométrica que la impresión 3D
• Más lento que procesos de moldeo para pedidos de alto volumen (100+)

Cómo el mecanizado rápido acelera el desarrollo del producto y reduce el tiempo de comercialización

Durante décadas, el mecanizado rápido ha sido un proceso de referencia para diseñadores de producto que buscan mover su producto de una etapa de desarrollo a la siguiente.

Los prototipos mecanizados rápidamente pueden usarse para pruebas y evaluación, y es fácil fabricar múltiples iteraciones de un diseño para análisis comparativo. Algunos prototipos mecanizados rápidamente son incluso adecuados para uso final.

Es fácil ver por qué diseñadores e ingenieros siguen recurriendo al mecanizado rápido para piezas instantáneas. En esta época, la mayoría de piezas se diseñan usando software CAD, y los archivos de diseño exportados pueden ser procesados por máquinas CNC con preparación mínima. Esto cierra la brecha de tiempo entre finalizar un diseño de prototipo y recibir la pieza terminada.

Y el proceso a menudo se repite varias veces. Si los diseñadores de producto piden prototipos mecanizados rápidamente para pruebas, pueden necesitar ajustar sus diseños y construir varias iteraciones más antes de que la pieza esté lista para producción.

El mecanizado rápido también proporciona prototipos similares a piezas de uso final en términos de calidad, rendimiento mecánico y apariencia. Otros procesos de prototipado como impresión 3D y ensamblaje manual tienen sus propias ventajas únicas, pero si una pieza eventualmente se fabricará con una máquina CNC, un prototipo mecanizado será obviamente más representativo de la pieza final mecanizada.

Comprometerse con un proceso de fabricación consistente proporciona ventajas de tiempo obvias. Si un prototipo impreso en 3D tiene que rediseñarse en una pieza de uso final mecanizable, se añade una etapa completamente nueva de diseño al proceso general. No se requiere tal etapa para prototipos mecanizados rápidamente.

Un flujo de trabajo de desarrollo de producto usando mecanizado rápido puede ir así:

1. Concepto
2. Diseño de pieza CAD
3. Prototipo(s) conceptual temprano(s) vía mecanizado rápido
4. Pruebas y evaluación
5. Prototipo(s) funcional(es) vía mecanizado rápido
6. Pruebas y evaluación mecánicas
7. Prototipo(s) pre-producción vía mecanizado de precisión
8. Presentación, marketing, etc.
9. Producción
10. Distribución

En última instancia, un desarrollo de producto más rápido y un tiempo de comercialización más corto dan a las empresas una ventaja competitiva y llevan a una mayor probabilidad de éxito en el mercado.

¿Qué nivel de calidad debo esperar del mecanizado rápido?

El mecanizado rápido se usa más frecuentemente como proceso de prototipado. Como tal, los clientes deben recordar que hay otras opciones (mecanizado de precisión, por ejemplo) que pueden ser más adecuadas para piezas de alto detalle que exigen tolerancias ajustadas. Como su nombre sugiere, el mecanizado rápido prioriza la velocidad sobre otros factores.

Dicho esto, el mecanizado rápido puede producir piezas y prototipos de grado profesional a un estándar muy alto.

Pedir piezas a un especialista en mecanizado rápido permite al cliente estipular el nivel de calidad requerido, especificando tolerancias y eligiendo un material de calidad y precio adecuados.

Tolerancias laxas, diseños simples y el uso de materiales de alta mecanizabilidad permiten a los mecanizadores hacer las piezas más rápido, dando menor prioridad a la calidad de la pieza. Durante el prototipado y desarrollo de producto, esta suele ser una ruta sensata, ya que los mecanizadores profesionales aún pueden hacer piezas de buena calidad mientras trabajan rápido.

Cómo 3ERP logra altas velocidades durante el mecanizado rápido

Optar por mecanizado rápido solo vale la pena si la empresa de mecanizado realmente sabe cómo hacer las cosas eficientemente — de lo contrario, el cliente termina sacrificando calidad y no obtiene ninguno de los beneficios.

3ERP es especialista en mecanizado rápido y ha perfeccionado varias técnicas para conseguir piezas de alta calidad hechas rápido.

Aquí hay algunas razones por las que mecanizamos más rápido que la competencia:

Está en nuestra naturaleza: 3ERP se estableció como empresa de prototipado rápido, y toda nuestra configuración — desde interacciones con clientes hasta la planta de fábrica — está optimizada para tiempos de respuesta rápidos, sea cual sea el proyecto.

Sabemos qué máquinas usar: Diferentes proyectos demandan diferentes equipos, y el mecanizado rápido tiene su propio conjunto particular de requisitos de máquina. Para piezas grandes que requieren grandes cantidades de material removido, podríamos emplear una máquina de alto par de 20 kW con husillo de 12,000 rpm; para acabados superficiales detallados, podríamos usar una máquina de menor par con husillo de 24,000 rpm.

Sabemos cómo cortar rápido: El mecanizado rápido no se logra solo quitando la mayor cantidad de material posible de una vez: a veces es más rápido hacer múltiples cortes superficiales en lugar de uno profundo. El mecanizado rápido implica elegir la herramienta de corte correcta y hacer los cortes correctos, además de usar software CAM de alta gama para determinar las trayectorias de herramienta más eficientes para un trabajo.

Plazos ajustados: ¿Mecanizado rápido o impresión 3D?

La impresión 3D ha cambiado el panorama del prototipado al permitir a usuarios fabricar piezas únicas en cuestión de horas. Las impresoras 3D incluso pueden operarse en oficinas, reduciendo la necesidad de fábricas y talleres mecánicos tradicionales.

Debido a la velocidad y simplicidad de la impresión 3D, algunos desarrolladores de producto recurrirán automáticamente a la fabricación aditiva sobre procesos sustractivos como el mecanizado CNC rápido cuando el tiempo apremia.

Pero, ¿es la impresión 3D siempre la mejor opción para piezas de entrega rápida?

Para prototipado interno, probablemente no hay mejor solución rápida que la impresión 3D, ya que las impresoras 3D requieren mínima experiencia para operar y pueden imprimir piezas en horas. Sin embargo, un servicio profesional de mecanizado rápido puede ser más rápido y entregar mejores resultados que un servicio de impresión 3D comparable.

Hay algunos paralelos obvios entre mecanizado rápido e impresión 3D. Ambos usan diseños digitales que se convierten en G-code, y ambos son soluciones todo en uno que no requieren herramientas ni maquinaria separada.

Al elegir entre mecanizado rápido e impresión 3D, ten en cuenta los siguientes factores:

• Algunas piezas son más rápidas de imprimir; otras son más rápidas de mecanizar
• Incluso si la impresión 3D es más rápida, puede tomar mucho tiempo retrabajar un prototipo impreso en 3D en una pieza final mecanizada
• Tanto metales como plásticos pueden mecanizarse con el mismo equipo de mecanizado; las impresoras 3D solo imprimen uno u otro
• Los prototipos mecanizados suelen ser más cercanos a la pieza final que los impresos

3ERP es especialista en mecanizado rápido. Solicita un presupuesto gratuito hoy para tu próximo proyecto de mecanizado rápido.