Cómo elegir la rugosidad superficial ideal para el éxito en mecanizado CNC

El mecanizado CNC es un proceso de fabricación altamente preciso y exacto que puede crear piezas con tolerancias tan ajustadas como 0,025 mm. Sin embargo, al ser un método de fabricación sustractivo, el mecanizado CNC deja marcas de corte que crean un nivel de rugosidad en la superficie del producto terminado.

¿Qué es la rugosidad superficial?

La rugosidad superficial es una medida de la textura promedio de la superficie de una pieza, en este caso, después del mecanizado CNC. Hay diferentes parámetros usados para definir la rugosidad superficial. Uno de los más ubicuos es Ra (Promedio de rugosidad), que se deriva de las diferencias entre alturas y profundidades en una superficie. La rugosidad superficial Ra se mide microscópicamente y suele ser en micrómetros (x 10⁻⁶ m). Ten en cuenta que la rugosidad superficial en este contexto es diferente del acabado superficial. El acabado superficial de una pieza mecanizada puede mejorarse mediante varios métodos de acabado como anodizado, granallado y electroplating. La rugosidad superficial aquí se refiere a la textura de superficie tal como sale de la máquina de una pieza.

¿Cómo se logran las diferentes opciones de rugosidad superficial?

La rugosidad superficial de una pieza después del mecanizado suele no ser aleatoria. En su lugar, se toman medidas para asegurar que se logra una rugosidad específica. Esto significa que los valores de rugosidad se planifican con antelación. Sin embargo, no se suele especificar cualquier valor. En fabricación, hay valores Ra específicos que se consideran estándares de la industria, como se especifica en ISO 4287. Estos son los valores que pueden especificarse durante el mecanizado CNC. Van desde 25 µm a 0,025 µm y se aplican a todo tipo de fabricación y operaciones de post-procesado.

En Xometry Europe, ofrecemos cuatro niveles de rugosidad superficial que también son los valores típicamente especificados para aplicaciones de mecanizado CNC:

• 3,2 µm Ra
• 1,6 µm Ra
• 0,8 µm Ra
• 0,4 µm Ra

Diferentes valores de rugosidad se requieren para diferentes aplicaciones. Las rugosidades superficiales más bajas solo deben especificarse cuando sea necesario. Esto es porque cuanto menor sea el valor Ra, más esfuerzo/operaciones de mecanizado y control de calidad se requerirán. Pueden aumentar significativamente los costes y tiempos de mecanizado. Las operaciones de post-procesado no suelen aplicarse cuando se requieren valores específicos de rugosidad superficial. Esto es porque estas operaciones no pueden controlarse con precisión y pueden afectar la tolerancia dimensional de las piezas.

La rugosidad superficial afecta significativamente la funcionalidad, rendimiento y durabilidad de las piezas en ciertas aplicaciones. Influye en el coeficiente de fricción, nivel de ruido, desgaste, calor y adhesividad de una pieza en uso. La importancia de estos factores varía según la aplicación, y así, mientras que la rugosidad superficial de una pieza es inconsecuente en ciertas aplicaciones, es crítica en muchas otras. Estas aplicaciones incluyen escenarios de alta tensión, estrés y vibración, ensamblajes de ajuste y movimiento, piezas de rotación rápida e implantes médicos. Como se dijo antes, se requieren diferentes niveles de rugosidad superficial en diferentes aplicaciones.

Lo siguiente explora los niveles de rugosidad que ofrecemos en Xometry Europe y todo lo que necesitas saber para seleccionar el valor Ra correcto para tu aplicación.

3,2 µm Ra

Este es el acabado de máquina comercial estándar. Es adecuado para la mayoría de piezas de consumo y lo suficientemente suave, pero contiene marcas de corte visibles. Es la rugosidad superficial predeterminada aplicada a menos que se especifique lo contrario.

3,2 µm Ra es la rugosidad superficial máxima recomendada para piezas sujetas a tensión, cargas y vibraciones. También puede usarse para superficies de movimiento y ajuste cuando la carga es ligera y el movimiento lento. Se mecaniza usando altas velocidades, avances finos y cortes ligeros.

1,6 µm Ra

Generalmente, solo hay marcas de corte ligeramente visibles con esta opción. Este valor Ra se recomienda para ajustes apretados y piezas tensionadas, y es suficiente para superficies de movimiento lento y carga ligera. Sin embargo, no es adecuado para piezas de rotación rápida y piezas sujetas a vibración intensa. Esta rugosidad superficial se produce usando altas velocidades, avances finos y cortes ligeros bajo condiciones controladas.

Precio: para una aleación de aluminio estándar (ej. 3.1645) esta opción añade aproximadamente 2,5 % al precio de producción. Esto podría aumentar con la complejidad de la pieza.

0,8 µm Ra

Considerado de alta calidad, este acabado superficial requiere control muy cercano para producirlo, costando más. Se requiere para piezas expuestas a concentración de tensión. Cuando el movimiento es ocasional y las cargas son ligeras, entonces puede usarse para cojinetes.

Precio: para una aleación de aluminio estándar (ej. 3.1645) esta opción añade aproximadamente 5 % al precio de producción. Esto podría aumentar con la complejidad de la pieza.

0,4 µm Ra

Este es el más fino ("menos rugoso" en términos técnicos) y la rugosidad superficial de más alta calidad que se ofrece. Es adecuado para piezas bajo alta tensión o estrés. También se requiere para componentes de rotación rápida como cojinetes y ejes. Esta rugosidad superficial requiere el mayor esfuerzo para fabricar y solo debe especificarse cuando la suavidad es de importancia primaria.

Precio: para una aleación de aluminio estándar (ej. 3.1645) esta opción añade aproximadamente 11-15 % al precio de producción. Esto podría aumentar con la complejidad de la pieza.

En Xometry, tenemos la capacidad de fabricar tus piezas mecanizadas por CNC con cualquiera de estas opciones de rugosidad superficial. Simplemente sube tu modelo en nuestra plataforma de cotización instantánea y selecciona tu rugosidad superficial preferida para obtener una cotización en un segundo.