Materiales de mecanizado CNC:haciendo la mejor elección para su proyecto

Si ha terminado de diseñar su pieza pero no está seguro de qué material seleccionar, ha venido al lugar correcto. Se pueden utilizar varios tipos generales de materiales en el mecanizado CNC:metales, plásticos, cerámicas, compuestos y madera.

Cada material tiene características y desafíos únicos que influyen en las propiedades del producto final y en el proceso de fabricación en general. Este artículo explorará los tipos de materiales que se pueden mecanizar y lo ayudará a elegir el material adecuado para su producto.

5 tipos de materiales utilizados en el mecanizado CNC

Las principales categorías de materiales utilizados en el mecanizado CNC son metales, plásticos, cerámicas, compuestos y madera. Dentro de estas categorías, hay toneladas de materiales únicos, cada uno con propiedades específicas. Las siguientes pautas representan un enfoque general para la selección de materiales para la fabricación de precisión, por lo que debe consultar con un experto cuando busque propiedades particulares.

Metales #1

Los metales son los materiales de mecanizado CNC más comunes. Los metales mecanizados por CNC se utilizan regularmente en aplicaciones aeroespaciales, automotrices, electrónicas e incluso médicas. El acero, el aluminio, el latón, el cobre y el titanio son todos metales mecanizables.

Más información: Los mejores metales para mecanizado CNC

#2 Plásticos

Los plásticos son otro material de mecanizado CNC común que los fabricantes pueden usar para componentes de refrigeración, electrónica, juguetes, deportes y otras industrias. Los plásticos comúnmente mecanizados incluyen acrílico, policarbonato, PVC e incluso nailon.

Más información: Los mejores plásticos para mecanizado CNC

#3 Cerámica

Si bien el mecanizado CNC de cerámica es complejo, tiene uso en algunas aplicaciones avanzadas. Los componentes del motor del transbordador espacial, la armadura del tanque y los superconductores son algunos ejemplos de cerámica mecanizada. Debido a su naturaleza frágil, se requieren operaciones de mecanizado avanzadas para producir una pieza de cerámica duradera y confiable.

#4 Compuestos

Los compuestos son otro material que puede ser increíblemente desafiante para el mecanizado CNC. De hecho, a menudo requieren herramientas de diamante y máquinas CNC de 5 ejes para completarse. Los compuestos mecanizados son extremadamente útiles para aplicaciones de la industria automotriz, aeroespacial y de generación de energía.

#5 Madera

Por último, está la categoría de madera. El mecanizado CNC de la madera generalmente se limita a aplicaciones más artísticas como muebles y decoración. Sin embargo, también se puede utilizar en algunas aplicaciones estructurales.

Como hemos señalado, algunas clases de materiales son más difíciles de mecanizar que otras. Quizás se esté preguntando qué propiedades determinan la maquinabilidad y si un material en particular sería o no una buena opción para su proyecto. Para ayudarlo a elegir qué material CNC es mejor para su proyecto, le daremos un vistazo más de cerca a las propiedades que puede tener que considerar.

Factores esenciales a considerar al elegir un material

Dureza

Probador de dureza de materiales digitales
(Probadores de dureza, CC BY-SA 4.0, a través de Wikimedia Commons)

La dureza afecta directamente las velocidades de corte y el tipo de material de la herramienta que se puede utilizar en el proceso de mecanizado CNC. El uso de un material muy duro, como el titanio, hace que el mecanizado sea más complicado y requiere una herramienta más dura.

Los materiales más duros también pueden hacer que el proceso de corte sea más lento de lo habitual, lo que aumenta el tiempo de trabajo. Por otro lado, los materiales muy blandos como los polímeros pueden deformarse fácilmente durante el mecanizado, lo que requiere el uso de herramientas especiales y velocidades de trabajo más lentas para garantizar que se formen virutas en lugar de simplemente hacer que el plástico fluya alrededor de la herramienta.

Ambos tienen el potencial de afectar los costos operativos. El latón, las aleaciones de aluminio, los aceros dulces y ciertos policarbonatos son algunos de los materiales más fáciles de mecanizar y, como resultado, generalmente tendrán costos de procesamiento más bajos.

Más información: Cómo comparar la dureza de los materiales de ingeniería

Entrada de calor

Gota de estaño fundido solidificado
(Jurii, CC BY 3.0, vía Wikimedia Commons)

La entrada de calor es otra variable crucial a considerar porque la conductividad térmica, las temperaturas de fusión y las reacciones al calor son diferentes para cada material. Por ejemplo, si la temperatura de fusión es muy baja, como ocurre con el estaño, puede ser difícil mecanizar sin la fusión parcial o total del material.

La entrada de calor del mecanizado también puede tener efectos más sutiles, afectando la dureza y resistencia del material a nivel microestructural. Otra consideración del aporte de calor es la deformación cuando el material calentado se ablanda y las tensiones residuales pueden afectar la forma del producto.

El recocido, el uso de una herramienta de mecanizado más adecuada y los refrigerantes alternativos son soluciones potenciales según la materia prima que se mecanice y el presupuesto disponible. En el caso de los plásticos, el recocido puede aliviar las tensiones residuales y limitar la deformación.

Acabado de superficie

El acabado superficial es otro factor crucial a tener en cuenta porque varios materiales pueden producir un acabado superficial muy rugoso después del mecanizado. Además de la estética del producto, puede estar en juego su funcionalidad.

Es posible que las piezas con superficies de contacto no sellen bien o aumenten la fricción, lo que podría ser indeseable para algunas aplicaciones. Además, algunas cerámicas y plásticos, como el acrílico, pueden formar superficies escarchadas después del proceso de mecanizado CNC, lo que limita su uso como ventanas transparentes.

¿Qué material es mejor para su proyecto?

En verdad, esto depende de los objetivos que establezcas para tu proyecto. Si bien esta es una respuesta muy genérica, existe una amplia gama de materiales disponibles para el mecanizado CNC, todos con propiedades únicas. Los materiales como el acero dulce, el aluminio, el latón, el cobre y ciertos plásticos generalmente ofrecen una gran maquinabilidad, lo que reducirá los costos generales de procesamiento.

Esperamos que este blog le brinde consejos útiles para ayudarlo a reducir su elección. Si no está seguro de qué material es mejor para su producto, los expertos de Gensun pueden ayudarlo a seleccionar el mejor material para su proyecto.