3 métodos probados para probar a presión piezas CNC complejas

Es posible que tenga un gran conocimiento práctico sobre cómo funciona el mecanizado CNC personalizado:

Su uso inteligente de la tecnología y equipos y robótica de última generación.

Sus ingenieros ayudan con el diseño para la fabricación y el diseño/construcción de accesorios.

Su código G y código M programados permiten una fabricación de piezas correcta y repetible.

Su increíble precisión para cumplir con estrictas tolerancias de especificaciones.

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

Hay tres formas principales de realizar pruebas de presión en piezas CNC complejas:

1. Descomposición del aire
2. Flujo másico
3. Aire bajo el agua

Pruebas de presión:un componente clave del control de calidad

Cuando piensa en realizar pruebas de mecanizado CNC de calidad, su mente puede pensar en herramientas de inspección tecnológicamente avanzadas, que son la base del sistema de gestión de calidad de un taller CNC de buena reputación. Inspección de CMM, pruebas de Millipore, pruebas de dureza, pruebas de redondez, pruebas de acabado de superficies y más. Todo esto va de la mano con las certificaciones ISO 9001:2015 e IATF 16949:2016.

Sin embargo, existen otros métodos específicos para probar piezas que contienen fluidos o gases presurizados. La porosidad o un vacío encontrado en la pieza fundida puede permitir que se filtren fluidos o gases fuera de la pieza. Esto no solo puede evitar que una pieza quede hermética a presión, lo que perjudica su rendimiento, sino que también puede provocar corrosión interna o incluso defectos en la superficie.

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

Cuándo realizar la prueba de presión

Las pruebas de presión pueden realizarse después del mecanizado, el ensamblaje o la impregnación al vacío, un proceso para sellar la porosidad de las piezas fundidas y las vías de fuga con un sellador bajo presión para evitar fugas de líquidos o gases.

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

Dependiendo de los requisitos del cliente, las pruebas pueden llegar al 100%, solo para garantizar que siempre sea una buena pieza, pero, por supuesto, eso aumenta los costos de producción. En la mayoría de los casos, es necesario tomar una decisión de costo/valor manteniendo la calidad del producto.

Tipos de pruebas de presión para piezas complejas de máquinas CNC

Decadencia del aire

Una unidad de control de prueba de presión mide el cambio de presión del aire dentro de la pieza. Una vez que la pieza está firmemente sujeta a un accesorio, se introduce aire a presión hasta llenar la pieza. La presión del aire varía desde 5 psi hasta 90 psi dependiendo del tamaño de los poros dentro de la pieza, siendo 20-25 psi la más común.

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

Los ejemplos de la vida real incluyen las entradas de aire o las tomas de aire de los motores, o la caja del motor en la que se cargará el aceite.

Flujo másico

Nuevamente, se introduce aire en el rango de 20 psi en la pieza. Un manómetro monitorea la presión y muestra cuando la pieza está completamente llena y a 20 psi. En este punto, cuando ya no puede entrar más aire en la pieza, el medidor indica cero. Si se escapa aire a través de los poros, el medidor registra que está entrando aire en la pieza, lo que revela que hay una fuga.

Dependiendo de la pieza y sus requisitos de rendimiento, el objetivo no siempre tiene que ser cero. A menudo, una pequeña tasa de fuga, como más o menos 5 sccm (centímetros cúbicos estándar por minuto), puede ser aceptable para una pieza.

Aire bajo el agua

Un método de prueba más “inferior y sucio”, porque se basa en la observación visual, no en un medidor, el aire bajo el agua es conveniente y preciso, y completarlo es simple. Una parte llena de aire y con todas las aberturas selladas se introduce en un tanque de agua. Los inspectores buscan burbujas, pequeñas como champán o grandes, que suben hasta llegar a la superficie del agua.

Debido a que esta prueba se basa en una inspección visual, las luces debajo del agua garantizan que todo se pueda ver.

¿Qué se prueba de presión?

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

Los talleres CNC de alta gama han integrado sistemas de marcado de piezas de matriz de datos en sus procesos. Una vez que una pieza pasa una prueba, se agrega un código de número de pieza para que sea fácil escanear y rastrear esa pieza. Cada pieza es rastreable durante cada parte del proceso y, en cualquier momento en el futuro, se puede obtener un registro que muestre los puntajes de las pruebas de presión de esa pieza, la estación, la fecha, etc.

Los talleres de CNC necesitan ajustar sus capacidades de prueba de presión del mismo modo que se ajustan a la demanda de producción. Si el volumen exige que se agreguen nuevas pruebas, el taller lo hará.

Las ventajas de Stecker son ventajas para el cliente

No todos los talleres de mecanizado CNC tienen la capacidad de utilizar todos los métodos de prueba de presión. Pueden subcontratar pruebas a otra empresa o agregar esa capacidad. En el caso de las pruebas de aire bajo el agua, Stecker Machine necesitaba probar la presión de una carcasa de transmisión grande, por lo que se construyó un tanque de 8'X10'X6' para satisfacer las necesidades de prueba de ese proyecto. La pieza era tan grande (contenía tanto aire) que se tuvieron que agregar pesas de acero para sumergirla bajo el agua.

Al final, dónde y cómo se realizan las pruebas puede no ser importante. Lo importante es el resultado final:piezas CNC complejas y de alta calidad a un precio justo. Los talleres de mecanizado CNC que tienen capacidades internas de prueba de presión pueden controlar la calidad en cada paso. Y no tener que enviar piezas genera un plazo de entrega más corto.

Aunque la mayoría de los clientes deciden qué prueba de presión se necesita (y qué especificaciones), es posible que los clientes soliciten a un taller de mecanizado CNC con experiencia y conocimientos que comparta su opinión basándose en proyectos anteriores.

Como ha leído, la vida es más fácil (y más eficiente) cuando un taller de mecanizado CNC ofrece capacidades internas que agilizan los procesos. ¿Qué otros servicios de valor añadido debería tener en cuenta al evaluar una tienda? Lea nuestra Lista de verificación de servicios de valor agregado.

Acerca del autor

Comenzó en SMC a finales de 2006 sin experiencia en fabricación fuera de las clases de taller de la escuela secundaria. Mi primera función fue presionar asientos y guías de válvulas en culatas de motores pequeños en una celda de valor agregado, mecanizar características, instalar componentes y terminar dimensiones críticas. Después de un tiempo en ensamblaje, hice la transición al mecanizado y SMC apoyó mi aprendizaje de maquinista oficial. Trabajé como maquinista durante varios años antes de pasar a la ingeniería en 2023.