Elegir el Material Correcto para Mecanizado CNC: Guía Completa

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

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

5 Tipos de Materiales Usados en Mecanizado CNC

Las principales categorías de materiales usadas en 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 fabricación de precisión, así que debería consultar con un experto cuando busque propiedades particulares.

#1 Metales

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

Más información: Mejores Metales para Mecanizado CNC

#2 Plásticos

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

Más información: Mejores Plásticos para Mecanizado CNC

#3 Cerámicas

Si bien el mecanizado CNC de cerámicas es complejo, sí ve uso en algunas aplicaciones avanzadas. Componentes de motores de transbordadores espaciales, blindaje de tanques y superconductores son algunos ejemplos de cerámicas mecanizadas. Debido a su naturaleza frágil, se requieren operaciones de mecanizado avanzadas para producir una pieza cerámica duradera y fiable.

#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 en industrias automotriz, aeroespacial y de generación de energía.

#5 Madera

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

Como hemos notado, algunas clases de materiales son más difíciles de mecanizar que otras. Puede estar preguntándose sobre qué propiedades determinan la mecanizabilidad y si un material en particular sería una buena elección para su proyecto. Para ayudarle a elegir qué material CNC es mejor para su proyecto, le daremos una mirada más cercana a las propiedades que puede tener que considerar.

Factores Esenciales a Considerar al Elegir un Material

Dureza

Probador Digital de Dureza de Materiales
(Hardness-testers, CC BY-SA 4.0, vía Wikimedia Commons)

La dureza impacta directamente las velocidades de corte y el tipo de material de herramienta que puede usarse en el proceso de mecanizado CNC. Usar un material muy duro, como titanio, hace el mecanizado más complicado y requiere una herramienta más dura.

Los materiales más duros también pueden hacer el proceso de corte más lento de lo normal, añadiendo tiempo de mano de obra. Por otro lado, materiales muy blandos como polímeros pueden deformarse fácilmente durante el mecanizado, requiriendo el uso de herramientas especiales y velocidades de trabajo más lentas para asegurar 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. Latón, aleaciones de aluminio, aceros suaves y ciertos policarbonatos son algunos de los materiales más fáciles de mecanizar y generalmente tendrán costos de procesamiento más bajos como resultado.

Más información: Cómo Comparar la Dureza de 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, temperaturas de fusión y reacciones al calor son diferentes para cada material. Por ejemplo, si la temperatura de fusión es muy baja, como con el estaño, puede ser difícil mecanizar sin fusión parcial o total del material.

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

Recocido, usar una herramienta de mecanizado más adecuada, y refrigerantes alternativos son soluciones potenciales dependiendo del material bruto mecanizado y el presupuesto disponible. En el caso de plásticos, el recocido puede aliviar esfuerzos residuales y limitar la deformación.

Acabado Superficial

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, su funcionalidad puede estar en juego.

Piezas con superficies de acoplamiento pueden no sellar bien o pueden aumentar 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, limitando su uso como ventanas transparentes.

¿Qué Material es el Mejor para Su Proyecto?

En verdad, esto depende de los objetivos que establezca para su proyecto. Si bien esta es una respuesta muy genérica, hay una vasta gama de materiales disponibles para mecanizado CNC, todos con propiedades únicas. Materiales como acero suave, aluminio, latón, cobre y ciertos plásticos generalmente ofrecen gran mecanizabilidad, lo que disminuirá los costos de procesamiento generales.

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