Modernice su taller: Transición de 3 a 5 ejes en mecanizado CNC para mayor precisión

Ya sea que posea un centro de mecanizado vertical de 3 ejes o trabaje en uno todo el día, probablemente esté bastante contento con él. Con los fijadores adecuados y algo de imaginación, hay poco que no pueda fabricar con esta tecnología. Los VMC son menos costosos que centros horizontales o de 5 ejes de tamaño comparable, y no requieren fijadores especiales ni torres. Además, hay más operadores y personal de puesta a punto familiarizados con VMC que con máquinas de 4 y 5 ejes.

¿Por qué alterar el statu quo buscando algo nuevo? La razón principal es ayudar a garantizar una alta producción, calidad del producto y rendimiento óptimo de máquina y herramienta —y mantener a los clientes renovando pedidos de su taller.

Quizás oyó que el taller de la calle acaba de instalar una hermosa máquina de 5 ejes nueva, y sospecha que uno de sus clientes ha estado hablando con ellos. También puede haber notado en los últimos años que, a medida que los diseños de piezas y materiales se vuelven más desafiantes, los plazos de entrega y las cantidades de pedido siguen cayendo. También puede preguntarse cómo su competencia logra mantenerse a flote cotizando piezas tan baratas. Junte todo y la situación grita por una solución de mecanizado innovadora y flexible.

Analizamos más a fondo cómo las máquinas multiejes están marcando la diferencia —y por qué vale la pena investigarlo para fabricantes de todos los tamaños.

El argumento a favor de la complejidad en centros de mecanizado de 4 y 5 ejes

Este escenario competitivo es cada vez más familiar para una amplia gama de talleres, pero especialmente para los que producen —o esperan producir— piezas aeroespaciales y médicas, donde la complejidad y los materiales difíciles van de la mano. Quizás sea hora de cambiar la mentalidad tradicional de VMC por una que ofrezca ejes adicionales, mayor rendimiento y mejor calidad de pieza. Si está pensando en actualizar, una máquina de más ejes puede ahorrar tiempo y esfuerzo en un espectro de áreas repetibles que finalmente impulsan la producción de piezas preservando la calidad. Así es como:

Las máquinas de 4 y 5 ejes reducen el WIP y el tiempo de entrega

En un centro de mecanizado de 3 ejes a menudo se necesitan hasta seis operaciones —una para cada lado de la pieza— para completar una pieza ortogonal como un colector hidráulico o una carcasa electrónica. Esto significa mayor trabajo en proceso y tiempo de entrega, manipulación adicional de la pieza, más oportunidades de que una pieza se dañe mientras espera la siguiente operación, y mayores probabilidades de que ocurra un cambio de revisión o cancelación.

Las máquinas de 4 y 5 ejes requieren menos tiempo de preparación y menos fijadores

Después de la operación inicial en un VMC —generalmente realizada en un torno de maquinista— cada paso de mecanizado subsiguiente requerirá un fijador de algún tipo. Este enfoque es costoso de varias maneras: está el tiempo invertido en diseñar y fabricar cada fijador, pero también el tiempo de preparación asociado a cada operación individual, sin mencionar el almacenamiento y seguimiento de todo ese utillaje. Los fijadores, simplemente, son costosos.

La calidad general de la pieza es mejor

También hay que considerar la calidad de la pieza. Cuando las piezas se hacen "en una sola operación" no hay pérdida de precisión por apilamiento de tolerancias entre operaciones, no hay variaciones en cómo un operador carga una pieza versus otro, ni oportunidades de que una pieza se cargue incorrectamente. Tampoco hay necesidad de mantener tolerancias más estrictas de las que pide el plano —el taladro que planeaba usar para posicionar en la siguiente operación, por ejemplo, puede tratarse como cualquier otra característica de la pieza.

Mejor acabado superficial, mayor vida útil de la herramienta

Los centros de mecanizado de 5 ejes permiten orientar la pieza en la posición de mecanizado más ventajosa. Por regla general, esto significa que las longitudes de la herramienta de corte pueden hacerse más cortas, lo que a su vez proporciona mayor rigidez, mayor vida útil de la herramienta y mejor acabado superficial. Las velocidades y especialmente los avances suelen poder aumentarse también, mejorando el rendimiento. Y como es más fácil mantener la pieza y el cortador perpendiculares entre sí, la vida útil de la herramienta y la productividad mejoran aún más.

¿El resultado final? Ejes adicionales en la máquina significan mayores ganancias y más oportunidades de crecimiento para la empresa. Sí, tendrá que invertir —está el utillaje de la máquina a considerar, así como una actualización de CAD/CAM, algunos nuevos fijadores, capacitación para programadores y operadores de la máquina— y puede que haya que reorganizar algunas responsabilidades. Al final del día, sin embargo, un centro horizontal de 4 ejes o vertical de 5 ejes ofrece ventajas distintas sobre el paradigma convencional de 3 ejes.

¿Quiere saber más sobre la evolución de las máquinas CNC? Consulte "Lo que necesita saber sobre mecanizado CNC multiejes".

Mecanizado multiejes: No solo para piezas aeroespaciales o médicas

Espere: todos pueden estar de acuerdo en que las máquinas de 5 ejes son perfectas para producir las superficies esculpidas que se encuentran en palas de turbinas, reemplazos de rodilla y cavidades de moldes. El problema es que quizás no fabrique nada de eso, así que no hay necesidad de invertir en capacidades de mecanizado simultáneo de 5 ejes para el trabajo más sencillo de su taller, ¿verdad?

Eso puede ser cierto, pero recuerde que solo porque crea que no requiere movimiento simultáneo de 5 ejes no significa que no se beneficiará del posicionamiento de 5 ejes, también conocido como 3+2. Tampoco cambia el hecho de que tener ejes adicionales en la máquina generalmente se correlaciona con los beneficios de menos WIP, manipulación reducida de piezas, plazos de entrega más cortos, menores costos de preparación y fijadores, mayor vida útil de la herramienta y mejores piezas —sin importar qué piezas se estén mecanizando.

¿Interesado? Prepárese. Existen varios estilos distintos de máquinas de 5 ejes, incluyendo configuraciones de mesa basculante y de cabezal giratorio. A menudo, la mejor manera de determinar cuál es la mejor para su mezcla particular de piezas es insistir en algunas cortes de prueba. También querrá familiarizarse con opciones de máquinas de 5 ejes como el control del punto central de la herramienta, que como su nombre indica mantiene el seguimiento del centro de la herramienta durante movimientos complejos y tiene reposicionamiento seguro automático para facilitar la retracción de herramientas enterradas profundamente en una pieza inclinada. Finalmente, querrá repensar su procesamiento de piezas —usar un enfoque de 3 ejes en una máquina de 5 ejes es poco probable que produzca los resultados deseados.

¿Cuál ha sido su experiencia con el mecanizado multiejes, como centros de 4 o 5 ejes? Comparta su experiencia.