Mecanizado Sustractivo Explicado: Técnicas, Aplicaciones y Beneficios

Si se sumerge demasiado en el mundo de las herramientas de máquina y técnicas de mecanizado modernas, probablemente se encontrará con una discusión sobre métodos de mecanizado sustractivo y aditivo. ¿Qué son estas técnicas, cómo funcionan y cómo se usan?

Exploraremos ambas ideas en este blog, y luego nos enfocaremos un poco más en el mecanizado sustractivo.

Métodos de mecanizado modernos

El mecanizado se refiere a los procesos mecánicos usados para crear y terminar piezas. La mayoría del mecanizado se realiza con varias herramientas de máquina —estas incluyen tornos, fresadoras, fresadores y máquinas similares.

El mecanizado aditivo y sustractivo son dos formas diferentes de lograr el mismo objetivo. El mecanizado aditivo, como su nombre implica, combina material para crear una pieza. Un ejemplo aproximado de este proceso podría ser la alfarería, donde un torno (la herramienta de máquina) se usa para combinar y moldear un material (la arcilla) en un producto terminado.

Sin embargo, el mecanizado aditivo siempre estuvo limitado por los tipos de material. La arcilla funciona bien para procesos aditivos, pero la madera es imposible. Varios metales pueden moldearse, pero solo cuando están calientes, y los procesos de fundición y moldeo son distintos del mecanizado aditivo.

Durante gran parte de la historia humana, eso significaba que las piezas para varias máquinas necesitaban crearse usando mecanizado sustractivo.

Mecanizado sustractivo —el enfoque estándar

Usemos un ejemplo. Digamos que tiene un disco plano de metal y necesita crear un engranaje o piñón. Podría intentar unir los dientes del engranaje al borde del disco, pero eso podría suponer un desafío. Necesitaría calentar y soldar los dientes al disco, e incluso entonces, el acabado no sería particularmente suave. Para terminar el engranaje y asegurar que funcionara correctamente, tendría que volver a pasar y remover cualquier material excedente.

Por supuesto, para ahorrar tiempo, simplemente podría crear un engranaje removiendo material del disco en primer lugar. Al cortar o rectificar el material excedente, puede crear el patrón elevado de dientes para el piñón. Y mientras lo hace, puede usar procesos de acabado para asegurar un acabado suave y uniforme.

Al remover material, ha creado una pieza terminada —eso es mecanizado sustractivo. Históricamente, los procesos sustractivos se han usado con madera y metal. Piense en un carpintero torneando una pieza de roble en un torno para crear una hermosa pata de silla, o molinos de metal de la era de la Revolución Industrial rectificando soportes de hierro para nuevas fábricas.

El mecanizado sustractivo generalmente se usa de dos formas: para crear una pieza terminada a partir de una pieza más grande sin trabajar, o para terminar una pieza ya trabajada a un estado más pulido.

Tallar una pata de un bloque de madera es un gran ejemplo del primer método. Cambiar la herramienta de corte en el torno por una más fina y suave sería un gran ejemplo del segundo. Ambas instancias remueven material, solo en diferentes cantidades y para propósitos ligeramente diferentes.

Mecanizado sustractivo en la fabricación moderna

Las herramientas de máquina sustractivas de hoy guardan poca semejanza con sus primeros predecesores. Los tornos y fresadoras modernos son extremadamente precisos, de alta potencia, velocidad variable, y frecuentemente equipados con CNC. Con tecnología de Control Numérico por Computadora (CNC), los operadores pueden usar computadoras para planificar, programar y ejecutar operaciones de corte con tolerancias increíblemente estrechas.

Muchos tornos y fresadoras pueden moverse en tres o incluso cuatro ejes, permitiendo que las piezas se corten, roten, corten de nuevo, volteen y corten una vez más, tantas veces como sea necesario. Lo que solía requerir múltiples máquinas u operaciones múltiples en la misma máquina ahora puede programarse y cortarse en una sola herramienta de máquina.

La tecnología moderna ha añadido varias herramientas de máquina sustractivas nuevas al arsenal de un mecanizado. Las Máquinas de Electroerosión (EDM) usan corriente eléctrica para seccionar lentamente materiales ferrosos. Para piezas no ferrosas o recubiertas, los cortadores de chorro de agua usan chorros concentrados para cortar a través. Los cortadores láser trabajan en una variedad de materiales, seccionando piezas según sea necesario.

El futuro de los procesos sustractivos y aditivos

Mientras las herramientas de máquina sustractivas aún ocupan el lugar de honor en la mayoría de plantas de fabricación, hay un impulso creciente para integrar procesos aditivos modernos también. Herramientas modernas como impresoras 3D permiten que los procesos aditivos se usen con aleaciones de madera y metal, añadiendo una nueva dimensión al mecanizado moderno. Las herramientas de máquina sustractivas pueden entonces usarse en un papel de acabado, removiendo material excedente o cortando geometrías no actualmente posibles con métodos aditivos.

Avanzando, los mecanizados podrán usar los dos procesos juntos. Incluso puede ser posible crear un programa informático que inicie un proceso en una impresora 3D y luego lo termine en un torno o fresadora, combinando sin problemas los dos enfoques. Mientras tanto, los mecanizados podrán experimentar con nuevos procesos aditivos mientras siguen confiando en tornos, fresadoras y mecanizado sustractivo.