3 Métodos Probados para Pruebas de Presión en Piezas CNC Complejas

Puede tener un gran conocimiento de trabajo de cómo funciona el mecanizado CNC personalizado:

Su uso inteligente de tecnología y equipos de vanguardia y robótica.

Sus ingenieros que ayudan con diseño para fabricación y diseño/construcción de fijaciones.

Su G-code y M-code programados, permitiendo fabricación de piezas correcta y repetible.

Su increíble precisión para cumplir tolerancias de especificación estrictas.

Pero, ¿sabe cómo probar una pieza CNC compleja? Después de todo, necesita saber que todo ese trabajo duro y procesos avanzados están haciendo su trabajo y superando expectativas del cliente. Este artículo explora un aspecto importante de aseguramiento de calidad: pruebas de presión.

Hay 3 formas principales de probar presión en piezas CNC complejas:

1. Decaimiento de Aire
2. Flujo Másico
3. Aire Bajo Agua

Pruebas de Presión: Componente Clave del Aseguramiento de Calidad

Cuando piensa en pruebas para calidad de mecanizado CNC, su mente puede saltar a herramientas de inspección tecnológicamente avanzadas, que son la base del sistema de gestión de calidad de un taller CNC reputado. Inspección CMM, pruebas Millipore, pruebas de dureza, pruebas de redondez, pruebas de acabado superficial y más. Todas van de la mano con certificaciones ISO 9001:2015 e IATF 16949:2016.

Sin embargo, hay otros métodos específicos para probar piezas que contienen fluidos o gases a presión. La porosidad, o un vacío encontrado en la fundición, puede permitir que fluidos o gases se escapen de la pieza. No solo puede esto impedir que una pieza sea estanca a la presión, perjudicando el rendimiento de la pieza, puede causar corrosión interna o incluso defectos superficiales.

Una pieza CNC compleja mecanizada puede ser solo una dentro de un ensamblaje completo que incluye una docena o más piezas todas atornilladas juntas. Es imperativo que el fabricante sepa que la verificación ha tenido lugar para tener confianza en el producto final.

Cuándo Realizar Pruebas de Presión

Las pruebas de presión pueden ocurrir después del mecanizado, ensamblaje o impregnación al vacío, un proceso de sellar porosidad y caminos de fuga de fundiciones con un sellante bajo presión para prevenir que fluidos o gases se filtren.

Cuando se hace después del ensamblaje (el punto más común para probar presión), la metodología poka-yoke determina si el proceso de ensamblaje se siguió correctamente y la pieza mecanizada CNC es aceptable. La ventaja es que todo el ensamblaje se verifica por una prueba de presión.

Dependiendo de los requisitos del cliente, las pruebas pueden ser tan altas como 100 %, solo para asegurar que siempre es una buena pieza pero, por supuesto, eso añade a los costes de producción. A menudo, una decisión coste/valor necesita hacerse manteniendo la calidad del producto.

Tipos de Pruebas de Presión para Piezas de Máquina CNC Complejas

Decaimiento de Aire

Una unidad de control de prueba de presión mide el cambio de presión de aire dentro de la pieza. Una vez que la pieza está firmemente sujeta en una fijación, se introduce aire a presión hasta llenar la pieza. Los rangos de presión de aire van de 5 psi hasta 90 dependiendo del tamaño de poro dentro de la pieza, siendo 20-25 psi lo más común.

Después de unos 30 segundos, y las moléculas de aire han dejado de moverse, se toma una medida para determinar cuánto cae la presión y si eso está dentro de las especificaciones aceptables del cliente. La complejidad de una pieza determina cuánto tardará la prueba, hasta varios minutos si hay más volumen en esa pieza y el cliente lo requiere.

Ejemplos reales incluyen entradas de aire o admisiones para motores, o una carcasa de motor en la que se cargará aceite.

Flujo Másico

De nuevo, aire alrededor de 20 psi se introduce en la pieza. Un medidor monitoriza la presión, mostrando cuándo la pieza está completamente llena y a 20 psi. En este punto, cuando no más aire puede entrar en la pieza, el medidor lee cero. Si algo de aire escapa por poros, el medidor registra que aire está entrando en la pieza, revelando que hay una fuga.

Dependiendo de la pieza y su requisito de rendimiento, cero no siempre tiene que ser el objetivo. A menudo, una pequeña tasa de fuga, como más o menos 5 cm³/min (Centímetros Cúbicos Estándar por Minuto), puede ser aceptable para una pieza.

Aire Bajo Agua

Un método de prueba más «terreno y sucio» —porque depende de observación visual, no de un medidor— el aire bajo agua es conveniente y preciso, y completarlo es simple. Una pieza llena de aire y con todas las aberturas selladas se sumerge en un tanque de agua. Los inspectores buscan burbujas, pequeñas como champán o grandes, subiendo hasta alcanzar la superficie del agua.

Porque esta prueba depende de inspección visual, luces debajo del agua aseguran que todo pueda verse.

Qué se Prueba a Presión

Todo depende de la pieza. ¿Un soporte en un tractor? No hace falta. ¿Un componente de motor? ¡Definitivamente! Y, si es lo suficientemente importante para ser probado inicialmente, probablemente siempre será probado. La pieza es simplemente así de importante.

Los mejores talleres CNC tienen sistemas integrados de marcado de matriz de datos dentro de sus procesos. Una vez que una pieza pasa una prueba, se añade un código de número de pieza para que escanear y rastrear esa pieza sea fácil. Cada pieza es rastreable durante cada parte del proceso y, en cualquier momento futuro, se puede recuperar un registro mostrando las puntuaciones de prueba de presión de esa pieza, la estación, la fecha, etc.

Los talleres CNC necesitan ajustar sus capacidades de prueba de presión igual que se ajustan a la demanda de producción. Si el volumen dicta añadir nueva prueba, el taller lo hará.

Las Ventajas de Stecker Son Ventajas del Cliente

No todo taller de máquinas CNC tiene la capacidad de utilizar cada método de prueba de presión. Pueden subcontratar las pruebas a otra empresa o añadir esa capacidad. En el caso de pruebas de aire bajo agua, Stecker Machine necesitaba probar a presión una carcasa de transmisión grande, así que se construyó un tanque de 8'x10'x6' para manejar las necesidades de prueba de ese proyecto. La pieza era tan grande (conteniendo tanto aire) que se tuvieron que añadir pesos de acero para sumergir la pieza bajo agua.

Al final, dónde y cómo ocurre la prueba puede no ser importante. Lo importante es la línea final: piezas CNC complejas de alta calidad a un precio justo. Los talleres de máquinas CNC que tienen capacidades de prueba de presión internas pueden controlar la calidad en cada paso. Y no tener que enviar piezas fuera crea un plazo de entrega más corto.

Aunque la mayoría de clientes deciden qué prueba de presión se necesita (y qué especificaciones), un taller CNC experimentado y conocedor puede ser preguntado por clientes para compartir su opinión basada en proyectos pasados.

Como ha leído, la vida es más fácil (y más eficiente) cuando un taller de máquinas CNC ofrece capacidades internas que agilizan procesos. ¿Qué otros servicios de valor añadido debería conocer al evaluar un taller? Lea nuestra Lista de Verificación de Servicios de Valor Añadido.

Sobre el Autor

Comencé en SMC a finales de 2006 sin experiencia de fabricación fuera de clases de taller de secundaria. Mi primer rol fue prensar asientos y guías de válvula en culatas de motores pequeños en una celda de valor añadido, mecanizando características, instalando componentes y terminando dimensiones críticas. Después de algún tiempo en ensamblaje, pasé a mecanizado, y SMC apoyó mi aprendizaje de mecanizador oficial. Trabajé como mecanizador varios años antes de moverme a ingeniería en 2023.