Domine el diseño de productos con fabricación sustractiva: Precisión, rentabilidad y fiabilidad

¿Has ideado recientemente un diseño de producto, o tienes una idea de producto que crees que será lo próximo grande cuando salga al mercado? Si es así, probablemente buscas una tecnología de fabricación que cree tu producto con precisión sin tener que romper el banco.

La fabricación sustractiva se encuentra entre los métodos de fabricación más utilizados hoy en día en muchas industrias debido a su alta precisión, exactitud y bajo coste. De hecho, el gigante tecnológico Apple tuvo que desechar los métodos de fabricación convencionales y confiar en la tecnología de fabricación sustractiva para crear el recinto unibody del MacBook Pro.

Pero, ¿qué es la fabricación sustractiva, cómo se diferencia de otras tecnologías de fabricación y cómo puedes usarla para resolver los desafíos típicos del diseño de productos actuales? Este artículo responde a estas preguntas y más.

¿Qué es la fabricación sustractiva?

La fabricación sustractiva implica crear formas (o productos) deseados cortando sucesivamente material de bloques sólidos de material. Este método de fabricación comenzó a ganar atención en la industria en la década de 1940 porque permitía a los mecanizadores fabricar manualmente piezas complejas con precisión y exactitud óptimas.

Y para hacer las cosas aún más interesantes, las tecnologías modernas de fabricación sustractiva eliminan el “factor humano” en el mecanizado —requieren poca o ninguna entrada de los mecanizadores para lograr una precisión y exactitud aún mejores que las tecnologías convencionales. Un ejemplo de tal tecnología moderna de fabricación sustractiva es la máquina de control numérico computarizado (CNC).

Una máquina CNC se basa en un programa de computadora (G-code) para dirigir las herramientas de corte a hacer los cortes requeridos en una pieza de trabajo y lograr la forma deseada. Un diseñador de productos solo necesita crear un modelo 3D CAD (diseño asistido por computadora) de la pieza. Y el programador CNC realizará todas las tareas necesarias para convertir este modelo en G-code, que la máquina CNC usará para crear las piezas deseadas de forma autónoma.

¿Cuál es la diferencia entre fabricación aditiva y sustractiva?

Al igual que las tecnologías modernas de mecanizado sustractivo, las tecnologías de fabricación aditiva también se basan en modelos 3D CAD y programas de computadora para crear la forma deseada. Sin embargo, a diferencia del mecanizado sustractivo, el método de fabricación aditiva implica agregar materiales en capas hasta lograr la forma deseada. Un ejemplo de tecnología de fabricación aditiva es la impresora 3D.

Aunque la impresión 3D está ganando impulso en muchas industrias hoy en día, no es probable que reemplace los procesos de fabricación sustractiva como el mecanizado CNC en el corto plazo. Por ejemplo, el tamaño del mercado global de máquinas CNC es actualmente de 83.99 mil millones USD y se proyecta que supere los 128.41 mil millones USD para 2028. En contraste, el mercado global de impresión 3D se valora en 12.6 mil millones.

Entonces, ¿qué ventajas tiene el mecanizado CNC (o sustractivo) sobre los procesos de fabricación aditiva?

¿Cuáles son las ventajas del mecanizado CNC?

#1 Mejor precisión y exactitud

Una de las principales ventajas de las máquinas CNC es su mayor precisión sobre varios tipos de tecnologías de impresión 3D, incluyendo SLS (Sinterizado Láser Selectivo), FDM (Modelado por Deposición Fundida) y tecnologías de Sinterizado Láser Directo de Metal (DMLS). Para darte una idea de cómo se compara la precisión de las máquinas CNC con estas tecnologías de impresión 3D, la Tabla 1 muestra los límites de tolerancia alcanzables de estas tecnologías.

La precisión (o repetibilidad) de las máquinas CNC es comparable a las impresoras 3D. Sin embargo, con el mecanizado CNC, puedes replicar grandes cantidades de piezas en cuestión de horas, mientras que las impresoras 3D podrían tardar días (o semanas) en producir la misma cantidad. Simplemente, el mecanizado CNC te ofrece un tiempo de entrega más corto comparado con la impresión 3D.

Más información sobre las diferencias entre precisión y exactitud.

#2 Compatible con una amplia gama de materiales

Como diseñador de productos, estarás de acuerdo en que la selección de materiales juega un papel crucial en el rendimiento y coste de tu producto. Pero incluso después de elegir un material ideal para tu producto, aún existe la necesidad de elegir una tecnología de fabricación compatible con tu material.

Las máquinas CNC son compatibles con prácticamente cualquier metal, plástico, madera o compuesto, siempre que estos materiales estén disponibles en bloques sólidos. En contraste, las impresoras 3D solo son compatibles con plásticos y unos pocos metales.

Más información sobre materiales para mecanizado CNC.

#3 Las máquinas CNC pueden fabricar piezas grandes y complejas

Las máquinas CNC pueden fabricar piezas extremadamente grandes y complejas, a diferencia de las tecnologías de fabricación aditiva. Por ejemplo, una simple fresadora CNC puede crear piezas con un volumen de construcción de hasta 2000 x 800 x 1000 mm, mientras que el volumen máximo de construcción de impresoras 3D SLS es de alrededor de 300 x 300 x 300 mm.

Más información sobre mecanizado CNC vs. impresión 3D.

Elegir entre fabricación aditiva y sustractiva: Gensun puede ayudar

La fabricación sustractiva puede resolver muchos de los problemas que encontrarías en el desarrollo de productos. Sin embargo, esto no implica que la fabricación sustractiva sea un método único para fabricar cualquier diseño que se te ocurra. En cambio, la tecnología de fabricación adecuada dependerá de los requisitos de diseño de tu producto, y ayuda cuando trabajas con un taller con capacidades de fabricación aditiva y sustractiva.

Afortunadamente, Gensun Precision Machining es un proveedor líder de servicios de mecanizado aditivo y sustractivo en Asia. No solo tenemos tecnologías de mecanizado de vanguardia, sino que también tenemos ingenieros, mecanizadores y expertos en control de calidad altamente experimentados capaces de hacer tu producto bien a la primera.

Más información sobre nuestros servicios de fabricación aditiva y sustractiva.