Consejos y trucos para el mecanizado de diamantes

Publicado en agosto. 26, 2019, | Por WayKen Rapid Manufacturing

El mecanizado CNC se considera tradicionalmente un método de alta precisión. Pero los métodos de corte tienen sus limitaciones. Simplemente no puede hacer que un borde de corte sea lo suficientemente perfecto para competir con una muela abrasiva en términos de tolerancia y acabado superficial. Sin embargo, se están desarrollando incesantemente nuevas técnicas y equipos. Por lo tanto, tenemos una solución considerablemente nueva que permite que las máquinas herramienta CNC se acerquen más a la precisión de los métodos abrasivos. Esta solución se llama mecanizado con diamante.

Por qué el mecanizado con diamante puede mejorar la calidad de la superficie de la pieza

Al mecanizar, la dureza de la herramienta de corte es uno de los parámetros más importantes para las técnicas de mecanizado y, por lo que sabemos, no hay nada más duro que el diamante. Los diamantes artificiales pueden soportar temperaturas y regímenes de corte muy altos. Son considerablemente más baratos y su filo es tan fino que puede obtener una superficie similar a un espejo con un cortador de diamante de una sola punta y esa es la única forma de lograr un acabado de superficie tan fino sin comprar las extremadamente costosas máquinas de esmerilado y pulido. Los diamantes se pueden montar en máquinas herramienta CNC simples y puede obtener resultados sobresalientes si ajusta el sistema tecnológico para obtener la máxima rigidez. Puede mecanizar los metales más duros y obtener acabados superficiales tipo espejo. El torneado y el fresado de diamantes se encuentran entre las tecnologías más extendidas que están disponibles ahora para uso comercial.

Las ventajas de utilizar el mecanizado con diamante

El mecanizado con diamante tiene muchas ventajas, las principales son:

1. Excelente mecanizado de aluminio. Las herramientas de diamante son extremadamente buenas para soportar altas velocidades y temperaturas de corte. Es por eso que las técnicas de diamante se utilizan a menudo para la producción en masa de piezas de aluminio. Una sola plaquita de diamante puede durar más que muchas herramientas de carburo cuando se mecaniza aluminio.
2. Producción de aleaciones duras. Es una ley general que un material más duro puede cortar uno más blando. Como no hay nada más duro que los diamantes, son muy útiles para procesar carburo, cerámica y otros materiales con altos parámetros de dureza.
3. Pulido de diamantes. Algunos cortadores de diamante se utilizan para pulir materiales transparentes como vidrio, policarbonato, PMMA. Esto se debe al hecho de que la punta de la herramienta tiene granos de diamante muy finos.
4. Durabilidad. Una plaquita de herramienta de diamante es entre 30 y 50 veces más duradera que una plaquita de carburo.
5. Acabado superficial. Al emplear el mecanizado con diamante para un mecanizado de alta calidad, puede obtener un mejor acabado superficial que con cualquier tipo de herramienta convencional. Básicamente, las herramientas de diamante aportan una pequeña característica de rectificado al mecanizado.

Técnicas de mecanizado de diamantes

La mayoría de los métodos de mecanizado que utilizan diamantes hasta cierto punto se consideran técnicas de esmerilado y pulido, pero hay dos métodos que se pueden implementar para el equipo CNC y están más cerca del corte que del procesamiento abrasivo.

Torneado de diamante de una punta

SPDT es un método extremadamente similar al torneado simple, pero la herramienta utilizada es un cortador con punta de diamante. Además, la rigidez del sistema de fabricación debe ser mucho mayor. Eso significa longitudes cortas entre accesorios, soportes de herramientas más cortos y una vibración mínima. SPDT es especialmente útil para la fabricación de lentes ópticos porque en su mayoría son piezas de revolución y es muy conveniente fijarlas en un torno y usar insertos de diamante de una sola punta para obtener superficies transparentes claras.

Fresado de diamante de un solo punto

El fresado de diamante de un solo punto es como el fresado convencional, pero la principal diferencia es la herramienta de corte y los parámetros de procesamiento. La herramienta es un molino con insertos con punta de diamante. Montado en un centro de mecanizado de 5 ejes, este molino es perfecto para procesar superficies complejas hechas de vidrio, PMMA y policarbonato. Un molino de diamante giratorio extremadamente rápido con un avance de corte mínimo y una gran cantidad de lubricante puede crear el mejor acabado superficial para lentes de lámparas, guías de luz y cristales de ventanas personalizados para automóviles. Sin embargo, es importante recordar siempre la vibración, ya que arruinará toda la calidad de la superficie a la vez. Para mejorar la calidad de la pieza, algunas técnicas de SPDM implican el mecanizado en una sola dirección (el molino procesa un camino y luego regresa al lado inicial de la pieza para un movimiento de paso, de esa manera, la fuerza del corte siempre es en una dirección.

Qué herramientas se utilizan para el mecanizado con diamante

Una herramienta de diamante para mecanizar es básicamente igual que cualquier otra herramienta de corte excepto por su plaquita. El inserto tiene un material base hecho de tungsteno o carburo y en su punta se ve una fina película de diamante. Esta película es extremadamente dura y puede durar hasta 50 veces más que las herramientas convencionales. Es muy afilado y proporciona un corte muy claro que da como resultado un acabado superficial supremo.

Qué materiales se pueden cortar con diamantes

Las herramientas diamantadas pueden procesar una gran cantidad de materiales diferentes entre los que se encuentran cerámica, silicona, policarbonato, plexiglás (PMMA), aleaciones no ferrosas como aluminio, cobre, bronce, titanio, vidrio, diferentes polímeros como ABS, polietileno, etc. materiales altamente abrasivos como hormigón, granito, piedra. Como puede ver, la gama de materiales es muy amplia, desde materiales duros y quebradizos hasta materiales blandos y transparentes.

Cuando absolutamente no puede usar el mecanizado con diamante

Un aviso muy importante es que las herramientas de diamante no se pueden utilizar para cortar acero o aleaciones de hierro. La razón de esto es que todos ellos contienen una cantidad considerable de átomos de carbono. El mecanizado se realiza siempre a altas temperaturas y, dado que tanto el diamante como el acero contienen carbono, los átomos pueden sinterizarse al calentarse. De esa forma, la herramienta puede adherirse al material de la pieza y se desperdician ambos componentes.

Donde el mecanizado con diamante puede brindar buenos resultados

Siempre es mejor discutir dónde brilla el mecanizado de diamantes en base a estudios de casos reales. Por lo tanto, se formó una lista de ejemplos

• Prototipos de lentes de lámpara. Como parte de los servicios de creación de prototipos CNC, se puede fabricar un prototipo de lente de lámpara de automóvil con corte de diamante. La lente es demasiado grande y su geometría demasiado compleja (de hecho, tuvo que dividirse en segmentos y pegarse más tarde para conservar sus propiedades de conducción de luz) para rectificar, pero un molino con punta de diamante con una máquina herramienta CNC de 5 ejes puede fabricar una gran superficie similar a un espejo con la calidad adecuada.
• Guías de luz. Las guías de luz son tubos especiales y componentes transparentes que pueden ayudar a iluminar ciertos puntos de forma compleja. Deben tener un acabado superficial muy fino manteniendo la complejidad de su geometría. Con las mejores fresadoras CNC de 3, 4 o incluso 5 ejes, Wayke ha adoptado la última tecnología de mecanizado de diamantes que permite que la capacidad del microfresado de 5 ejes produzca diferentes tipos de guías de luz y lentes con una calidad óptica excelente en una matriz o patrón de forma libre.