¿Qué es el mecanizado sustractivo?

Sumérjase demasiado en el mundo de las máquinas herramienta y las técnicas modernas de mecanizado, y es probable que se encuentre con una discusión sobre los métodos de mecanizado sustractivos y aditivos. ¿Cuáles son estas técnicas, cómo funcionan y cómo se utilizan?

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

Métodos de mecanizado modernos

El mecanizado se refiere a los procesos mecánicos utilizados para crear y terminar piezas. La mayoría del mecanizado se realiza con varias máquinas herramienta, que incluyen tornos, fresadoras, enrutadores y máquinas similares.

El mecanizado aditivo y sustractivo son dos formas diferentes de lograr el mismo objetivo. El mecanizado aditivo, como su nombre lo indica, combina material para crear una pieza. Un ejemplo aproximado de este proceso podría ser la cerámica, donde se utiliza una rueda (la máquina herramienta) para combinar y dar forma a 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. Se pueden moldear varios metales, pero solo cuando están calientes, y los procesos de fundición y moldeado son distintos del mecanizado aditivo.

Durante gran parte de la historia humana, eso significó que las piezas de varias máquinas debían crearse mediante mecanizado sustractivo.

Mecanizado sustractivo:el enfoque estándar

Usemos un ejemplo. Digamos que tiene un disco plano de metal y necesita crear un engranaje o una rueda dentada. Podría intentar unir los dientes del engranaje al borde del disco, pero eso podría representar un desafío. Tendría que calentar y soldar los dientes en el disco, e incluso entonces, el acabado no sería particularmente suave. Para terminar el equipo y asegurarse de que funcionó correctamente, tendría que volver a pasar y eliminar cualquier exceso de material.

Por supuesto, para ahorrar tiempo, simplemente puede crear un engranaje quitando material del disco en primer lugar. Al cortar o moler el exceso de material, puede crear el patrón elevado de dientes para el engranaje. Y mientras lo hace, puede usar procesos de acabado para garantizar un acabado suave y uniforme.

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

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

Tallar una pierna en 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 de lo segundo. Ambos casos eliminan material, solo que en diferentes cantidades y para propósitos ligeramente diferentes.

Mecanizado sustractivo en la fabricación moderna

Las máquinas herramienta sustractivas de hoy en día se parecen poco a sus primeras predecesoras. Los tornos y fresadoras modernos son extremadamente precisos, de alta potencia, de velocidad variable y frecuentemente equipados con CNC. Con la 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 se pueden mover en tres o incluso cuatro ejes, lo que permite que las piezas se corten, giren, corten nuevamente, voltee y corten una vez más, tantas veces como sea necesario. Lo que antes requería múltiples máquinas o múltiples operaciones en la misma máquina, ahora se puede programar y cortar en una sola máquina herramienta.

La tecnología moderna ha agregado una serie de nuevas máquinas herramienta sustractivas al arsenal de un maquinista. Las máquinas de descarga de electrones (EDM) utilizan corriente eléctrica para seccionar lentamente los materiales ferrosos. Para piezas no ferrosas o recubiertas, los cortadores de chorro de agua utilizan corrientes concentradas para cortar. Los cortadores láser funcionan en una variedad de materiales y seccionan las piezas según sea necesario.

El futuro de los procesos sustractivos y aditivos

Si bien las máquinas herramienta sustractivas aún ocupan un lugar privilegiado en la mayoría de las plantas de fabricación, existe un impulso creciente para integrar también los procesos aditivos modernos. Las herramientas modernas, como las impresoras 3D, permiten utilizar procesos aditivos con madera y aleaciones metálicas, lo que añade una nueva dimensión al mecanizado moderno. Las máquinas-herramienta sustractivas se pueden usar luego en una función de acabado, eliminando el exceso de material o cortando geometrías que actualmente no son posibles con los métodos aditivos.

En el futuro, los maquinistas podrán usar los dos procesos juntos. Incluso puede ser posible crear un programa de computadora que inicie un proceso en una impresora 3D y luego lo termine en un torno o fresadora, combinando a la perfección los dos enfoques. Mientras tanto, los maquinistas podrán experimentar con nuevos procesos aditivos sin dejar de depender de tornos, fresadoras y mecanizado sustractivo.