Cómo preparar tu proyecto de mecanizado personalizado para una cotización competitiva

¿Has ideado recientemente un diseño de pieza personalizada, o necesitas fabricar una pieza con requisitos especiales? Si es así, los siguientes pasos son contratar un fabricante, enviar tu archivo de diseño asistido por computadora (CAD) 3D, recibir una cotización justa del producto y fabricar tu producto, ¿verdad? No exactamente.

La verdad es que muchas cosas pueden salir mal si tu producto no está diseñado correctamente para fabricación desde el principio. Por ejemplo, podrías incurrir en enormes costes de fabricación o defectos que hagan tu producto inútil. Por lo tanto, hay varias cosas y consejos de diseño que primero debes entender antes de crear tu CAD 3D y contactar a ese fabricante.

Este artículo cubre todo esto y más. Servirá como guía para ayudarte a prepararte para la cotización de tu proyecto.

Entender el proceso de fabricación

Entender la tecnología y proceso de fabricación que un fabricante usará para fabricar tu producto te ayuda a crear diseños de productos que puedas fabricar fácilmente con esa tecnología. Por ejemplo, el mecanizado CNC y la impresión 3D —dos de los métodos de fabricación más populares hoy en día— tienen diferentes modos de operación y idoneidad para diferentes escenarios de diseño de productos personalizados.

El mecanizado CNC es un proceso de fabricación sustractivo. Eso significa que implica remover porciones de material de una pieza de trabajo (usando herramientas de corte) hasta que se forma el producto deseado. Utiliza tecnología de control numérico computarizado (CNC) para automatizar el movimiento de las herramientas de corte y la pieza de trabajo para crear el producto deseado. En contraste, la impresión 3D es un proceso de fabricación aditivo. Implica agregar porciones de material capa por capa hasta que se forma el producto deseado.

El proceso de mecanizado CNC es ideal para crear diseños de productos personalizados complejos que presentan cortes angulares, cavidades, agujeros descentrados y otras características complejas. Mientras que las impresoras 3D pueden crear igualmente estas piezas, tienes opciones de materiales limitadas (plásticos y unos pocos metales). Por lo tanto, elegir impresión 3D sobre mecanizado CNC tiene sentido para ciertos prototipos plásticos o piezas complejas.

Más información: Mecanizado CNC vs. Impresión 3D

Algunas directrices de diseño para mecanizado CNC personalizado

Aquí hay algunas directrices de diseño útiles para ayudarte a lograr piezas de alta calidad y reducir tus costes de fabricación.

#1 Cavidades

Debes diseñar cavidades y bolsillos para tener una profundidad que sea menor a cuatro veces el ancho de la cavidad. Esto es porque las herramientas fresa de extremo tienen longitud de corte limitada, por lo que podrías experimentar deflexión y vibración de la herramienta al fabricar cavidades con una relación profundidad-ancho menor.

Figura 1: Diseñando cavidades

 

Sin embargo, si tu diseño de producto requiere una relación profundidad-ancho mayor, necesitarás herramientas de corte especializadas, lo que podría incurrir en costes de fabricación adicionales.

#2 Espesor de pared

Las paredes delgadas son propensas a vibración durante el mecanizado CNC, lo que reduce la tolerancia y precisión alcanzables de las piezas mecanizadas. Por lo tanto, como regla, debes diseñar piezas de metal para tener un espesor de pared mínimo de 0.8 mm, mientras que las piezas de plástico deben tener un espesor de pared mínimo de 1.5 mm.

Figura 2: Requisitos de espesor de pared para piezas de metal y plástico

 

Es posible lograr paredes más delgadas, pero generalmente viene con costes de fabricación adicionales.

#3 Agujeros

Debes diseñar agujeros para tener diámetros estándar. Esto te permite usar tamaños de broca estándar para crear estos agujeros y elimina la necesidad de herramientas fresa de extremo especializadas. También recomendamos que la profundidad del agujero sea menor a cuatro veces el diámetro nominal de la fresa de extremo para minimizar la deflexión de la herramienta.

Figura 3: Diseñando agujeros

 

#4 Tolerancias

La tolerancia es la cantidad permitida de variación en el tamaño de una pieza mecanizada que aún permitirá que funcione correctamente.

Los diseñadores de productos suelen especificar tolerancias a los fabricantes declarando los límites permisibles de variación en una dimensión física. Puedes especificar tolerancias usando el símbolo “±” (se pronuncia “más o menos”) y acompañado por un valor, por ejemplo, ±0.05 mm. Por ejemplo, digamos que planeas fabricar una pieza con dos agujeros (que tienen un diámetro de 21 ±0.25 mm), como se muestra en la Figura 4.

Figura 4: Tolerancia de ingeniería

 

En tal escenario, simplemente significa que permites una desviación de 0.25 mm extra (o menos) que tu valor de diámetro estándar. Así que, si tu fabricante fabrica un agujero con un diámetro de 21.25 mm o 20.75 mm, no afectará el funcionamiento correcto de tu pieza.

Las máquinas CNC se encuentran entre las tecnologías de fabricación más precisas, capaces de lograr tolerancias ajustadas de hasta ±0.04 mm. Sin embargo, ten en cuenta que los requisitos de tolerancia más ajustados típicamente resultan en costes de fabricación más altos.

Elegir el acabado superficial ideal

Aunque el proceso de mecanizado CNC es sustractivo, hace un gran trabajo produciendo piezas con excelentes acabados superficiales. El acabado superficial “tal como sale mecanizado” se refiere a las piezas mecanizadas que salen directamente de las máquinas CNC. Estas piezas retienen la precisión del proceso de fabricación y no requieren costes adicionales.

Figura 5: Pieza fresada tal como sale mecanizada

Si tus piezas requieren opciones adicionales de post-procesado como anodizado o recubrimiento en polvo, entonces puedes esperar una cotización de proyecto más alta de tu fabricante.

Figura 6: Piezas con acabado de aluminio anodizado

 

Piezas con acabado de recubrimiento en polvo

 

Más información: Acabados de aluminio anodizado.

Mecanizado CNC personalizado: Gensun puede ayudar

Ahora que sabes un poco más sobre mecanizado personalizado y consejos de diseño de productos, probablemente estarás de acuerdo en que tu cotización de proyecto y éxito en desarrollo de productos dependen de tu diseño de producto. Por eso debes trabajar con un fabricante que mire tu diseño de producto y te asesore sobre lo que es mejor para ti.

Gensun Precision Machining es un proveedor líder de servicios de mecanizado CNC personalizado en Asia. Tenemos un equipo de ingenieros, técnicos y expertos en control de calidad altamente cualificados capaces de hacer tu producto bien. Mantenemos los mejores intereses de nuestros clientes en mente, así que usa nuestra herramienta de cotización para subir tus archivos CAD 3D, solicitar una cotización y discutir tu proyecto de fabricación con nuestros ingenieros altamente cualificados.

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Nota: Este artículo se publicó originalmente en febrero de 2021 y se actualizó en mayo de 2022