Selección del material ideal para mecanizado CNC: Guía práctica

El control numérico por computadora —es decir, CNC— mecanizado es un proceso de fabricación sustractivo utilizado para producir piezas y componentes de alta precisión diseñados y construidos con tolerancias ajustadas. Al emplear máquinas y herramientas computarizadas, los profesionales de la industria usan el método para procesar una amplia gama de materiales, cada uno de los cuales ofrece sus propios beneficios y limitaciones de fabricación.

La siguiente publicación de blog sirve como guía que describe qué factores considerar al elegir un material para un proyecto de mecanizado CNC. Además, compara algunos de los materiales comúnmente usados y sus características y aplicaciones típicas.

Cómo seleccionar el material CNC adecuado

El material usado en una operación de mecanizado CNC puede afectar tanto la calidad como el rendimiento de la pieza terminada. Al elegir un material, hay varios factores a considerar. Las respuestas a las siguientes preguntas básicas pueden ayudar en el proceso de selección:

• ¿Qué propiedades mecánicas, térmicas y de otro tipo son necesarias para que el producto funcione adecuadamente en la aplicación y entorno operativo?
• ¿Qué materiales disponibles cumplen con todas o la mayoría de las características necesarias para cumplir los requisitos de diseño?
• ¿Qué material permite el nivel más alto de rendimiento, las mejores características de mecanizabilidad y la producción más rentable?

Sin embargo, responder a estas preguntas requiere una comprensión profunda de los requisitos del producto y las características y aplicaciones comunes de cada material potencial.

Comparación de diferentes materiales CNC: Propiedades y aplicaciones comunes

Los profesionales de la industria emplean una amplia gama de materiales en operaciones de mecanizado CNC para adaptarse a diferentes especificaciones de producto y proyecto. Algunos de los materiales más comúnmente usados incluyen:

Aluminio

Uno de los metales más comunes y fáciles de mecanizar disponibles, el aluminio es una opción altamente versátil y rentable para proyectos de mecanizado CNC. Propiedades adicionales del material incluyen:

• Resistencia media (6061) y alta resistencia (7075)
• Resistencia a la corrosión y temperatura
• Conductividad térmica y eléctrica
• Alta trabajabilidad

Aplicaciones típicas incluyen:

• para 6061: accesorios para aviones y marinos, soportes de lentes de cámara, acoplamientos y hardware electrónico
• para 7075: piezas de aviones y bicicletas, engranajes y ejes, piezas de fusibles, llaves, piezas de misiles y válvulas

Latón

Similar al aluminio, el latón es fácil de trabajar y rentable. Otras propiedades del material incluyen:

• Resistencia media
• Alta estabilidad
• Resistencia a la corrosión
• Resistencia química
• Alta mecanizabilidad

Piezas mecanizadas CNC típicas incluyen:

• Componentes aeroespaciales
• Hardware electrónico y contactos
• Accesorios
• Dispositivos de salud

Bronce

El bronce consiste en cobre y zinc y lleva muchas de las mismas propiedades físicas y mecánicas del material base de cobre, tales como:

• No produce chispas
• Resistencia a la corrosión
• Conductividad térmica y eléctrica
• Buena trabajabilidad

Productos típicos producidos incluyen:

• Cojinetes y bujes
• Instrumentos musicales
• Esculturas
• Resortes

Hierro fundido

En operaciones de mecanizado CNC, el hierro fundido se usa principalmente por su disponibilidad inmediata, resistencia y resistencia al desgaste. Aplicaciones típicas incluyen:

• Piezas de coches y camiones
• Piezas de equipos de generación eólica
• Componentes de bombas de pozos petrolíferos
• Herramientas y bastidores de máquinas herramienta

Cobre

El cobre ofrece varias características que lo hacen adecuado para piezas mecanizadas CNC, incluyendo:

• Resistencia media
• Conductividad eléctrica
• Resistencia a la corrosión
• Buena trabajabilidad

Algunos de los productos mecanizados CNC típicamente hechos de cobre incluyen:

• Piezas de automoción e ingeniería general
• Componentes de electrodomésticos
• Contactos eléctricos

Níquel y aleaciones de níquel

Hay una variedad de níquel y aleaciones de níquel, como Hastelloy e Inconel, disponibles para uso en operaciones de mecanizado CNC, cada una de las cuales ofrece:

• Resistencia media a alta
• Resistencia a la corrosión y oxidación
• Mecanizabilidad media

Aplicaciones típicas para estos materiales incluyen:

• para Hastelloy: reactores químicos, equipos de destilación, tuberías y válvulas, y recipientes a presión
• para Inconel: piezas de automoción y aeroespacial, electrónica de consumo y dispositivos de salud

Acero y aleaciones de acero

El acero está disponible en una amplia gama de grados para adaptarse a diferentes proyectos de mecanizado industrial y comercial. En general, cada aleación demuestra las siguientes propiedades:

• Alta resistencia y dureza
• Baja resistencia a la corrosión
• Alta conformabilidad, mecanizabilidad y soldabilidad

Aplicaciones del acero en operaciones de mecanizado CNC incluyen:

• Piezas de servicio pesado
• Engranajes
• Remaches
• Ejes
• Prisioneros

Acero inoxidable

El acero inoxidable combina la resistencia y dureza del acero con mayor resistencia a la corrosión. Además de estas características ventajosas, también ofrece buena mecanizabilidad y soldabilidad.

Aplicaciones industriales y de consumo incluyen:

• Piezas aeroespaciales y automotrices
• Equipos de procesamiento de alimentos
• Instrumentos médicos y quirúrgicos
• Componentes de maquinaria
• Tornillos

Variedad de plásticos

Los plásticos sirven como alternativa de bajo costo y fácil mecanizado a los metales para aplicaciones donde la resistencia y la conductividad eléctrica no son críticas. Dependiendo de las formulaciones plásticas específicas, algunas de las propiedades que demuestran los plásticos son:

• Nylon: resistencia al fuego regular y aislamiento
• PVC: excelente resistencia química y corrosión y buena resistencia al fuego
• PEEK: alta estabilidad y resistencia, resistencia al impacto y fluencia mínima

Aplicaciones típicas incluyen:

• para nylon: cojinetes y aislantes
• para PVC: perfiles de construcción a dispositivos médicos, membranas de techado a tarjetas de crédito, y juguetes a tuberías
• para PEEK: conectores, interruptores y zócalos de prueba

Materiales CNC de Technox Machine and Manufacturing, Inc.

Para operaciones de mecanizado CNC, los profesionales de la industria emplean más comúnmente aluminio, acero y acero inoxidable debido a su resistencia y versatilidad general. Sin embargo, dependiendo de las especificaciones de la pieza y el proyecto, también pueden utilizar otros materiales para una conductividad térmica y eléctrica mejorada, resistencia al óxido y corrosión, u otras propiedades de material requeridas.

En Technox Machine and Manufacturing, Inc., tenemos una amplia gama de materiales disponibles para adaptarse a una variedad de aplicaciones de mecanizado. Nuestro equipo tiene el conocimiento y la experiencia para ayudarle a seleccionar el material con las características adecuadas para la producción rentable de sus componentes. Contáctenos para más información sobre nuestra disponibilidad y capacidades de materiales o solicite una cotización para discutir los detalles de su próximo proyecto.