Mecanizado CNC explicado: fabricación de precisión de metales

Conformado de precisión de productos metálicos

Fabricar objetos de metal implica muchos procesos de manufactura. Uno es el mecanizado, requisito necesario para la producción en masa en la era moderna. Las máquinas-herramienta cortan, taladran, rectifican o dan forma al metal eliminando material con una superficie de corte o rectificado. Generalmente, una máquina-herramienta tiene dos partes: una sujeta y guía el metal a conformar, y la otra realiza el trabajo de conformado. El mecanizado, especialmente en la era de la computación, permite trabajos de metal precisos y finos.

Fundición, forja y mecanizado

Existen varias formas principales de crear formas metálicas.

• Fundición es el proceso de llenar un molde con una aleación fundida y dejarla enfriar.
• Forja trabaja el metal, cambiando sus propiedades aplicando fuerzas compresivas que alteran la red cristalina. Operaciones como doblar, torcer, golpear y plegar son comunes.
• Mecanizado talla, rectifica, corta, taladra o da forma al metal. El maquinista trabaja el metal de forma similar a como un carpintero trabaja la madera; el material en bruto permanece inalterado, aunque la forma y el acabado se trabajan.

En la era moderna, el mecanizado suele ser un paso de acabado para productos creados por forja o fundición, para llevar objetos forjados o fundidos a tolerancias de precisión. Chapas fresadas, lingotes y barras también pueden mecanizarse hasta darles forma desde su estado geométrico más bruto.

La fundición y la forja suelen ocurrir antes del mecanizado. Un objeto mecanizado puede pasar por más procesos antes de terminar. La pieza puede unirse con sujetadores o soldaduras, someterse a tratamiento térmico o recibir otros acabados superficiales.

¿Qué es el mecanizado CNC?

CNC significa control numérico por computadora. En máquinas CNC, una computadora controla precisamente el movimiento de la máquina. Un diseño producido en software CAD se convierte en movimiento sobre ejes X, Y y Z. Así, el taller mecanizado computarizado puede tallar metal en tres dimensiones con tolerancias exactas.

Historia del mecanizado

Las primeras máquinas-herramienta eran artesanales. El torno de arco y el taladro de arco se usaban para tornear o taladrar madera, marfil o metales blandos como el plomo.

En 1774, el inventor John Wilkinson diseñó un torno accionado por la rotación continua de una rueda hidráulica. Lo llamó «taladro de barrenar» (boring mill). Fue la primera verdadera máquina-herramienta en sentido moderno, proporcionando precisión al grosor de un «chelín fino gastado». Sin embargo, no podía crear cortes helicoidales como roscas, porque cada corte necesitaba reposicionamiento manual. En 1800, Henry Maudslay mejoró el diseño para permitir el reposicionamiento, y el desarrollo de máquinas-herramienta modernas siguió rápidamente, impulsado por el avance de la máquina de vapor —que había necesitado el taladro de Wilkinson para funcionar eficientemente. La historia del mecanizado es, por tanto, de diseño iterativo, donde las máquinas se usan para construirse y perfeccionarse a sí mismas.

Herramientas de máquina para metal comunes

Herramientas de máquina comunes:

• Tornos – Giran la pieza contra una herramienta de corte
• Taladros de columna – Empujan un taladro a través de la superficie metálica
• Rectificadoras – Giran un abrasivo o muela contra la pieza
• Máquinas de cinta – Usan una sierra de cinta continua para cortar metal
• Fresadoras – Usan una herramienta de corte rotativa sobre la superficie para dar forma
• Máquinas de brochar – Lijan un objeto, eliminando solo una pequeña cantidad de material
• Corte y grabado láser – Haces de luz cortan, taladran o graban
• Mecanizado ultrasónico – Ondas ultrasónicas y suspensión abrasiva eliminan metal
• Mecanizado por haz de electrones – Un haz de electrones crea alto calor que vaporiza metal
• Métodos químicos y electroquímicos – Usan químicos para eliminar y dar forma al metal

El torno es el ancestro de muchas máquinas-herramienta actuales. Un torno rota un objeto contra el filo de una herramienta de corte. Por tanto, el torno puede usarse para barrenar, taladrar, roscar, fresar y rectificar: siempre que la pieza pueda girar, el torno puede sustituir a otras herramientas.

Reliance Foundry y el mecanizado

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Fuentes

• https://www.reliance-foundry.com/blog/what-is-machining