7 consejos expertos para crear piezas mecanizadas CNC de alta precisión

El mecanizado CNC puede fabricar piezas personalizadas con buena resistencia y tolerancias ajustadas, siendo bueno para producción en masa. De hecho, es actualmente el método más eficiente para prototipos metálicos. Se usa ampliamente en muchos campos por sus ventajas. Debes saber cómo funciona una máquina CNC antes de diseñar piezas.

Mecanizado CNC

El material de un bloque sólido se elimina con herramientas de corte que giran a alta velocidad para crear la pieza deseada según el plano. La herramienta de corte juega papel importante, toca directamente la pieza y elimina material sobrante.

Las herramientas CNC más comunes (fresa de extremo, broca) tienen vástago cilíndrico con punta de corte de cierta forma y longitud de corte restringida. Estas dos características limitan la capacidad de corte. Las esquinas interiores verticales rectangulares no pueden hacerse por geometría de herramienta. Agujeros profundos pequeños y rebajes no pueden procesarse por longitud de corte limitada.

Consejos para diseño CNC

Algunos consejos útiles para aprovechar bien el mecanizado CNC:

Añadir radio en esquina interior vertical

La fresa CNC tiene forma cilíndrica. Al cortar paredes interiores, ocurre un radio en la esquina vertical. El radio se reduce con herramienta de menor diámetro, pero no puedes crear una esquina interior vertical perfecta por pequeña que sea la herramienta. Herramientas pequeñas requieren múltiples pasadas a menores velocidades para radio pequeño, aumentando tiempo y coste. Por tanto, al diseñar pieza para CNC, mejor añadir radio de un tercio de la profundidad de la cavidad y usar radio similar para bordes interiores.

Limitar profundidad de cavidades

Las herramientas funcionan bien cortando cavidades con profundidad hasta 2-3 veces su diámetro por la longitud de corte limitada. Fresar cavidades con profundidad >4 veces el diámetro aumenta mucho dificultad y rotura de herramienta, elevando costes. Crea bolsillos con profundidad <4 veces el diámetro de la herramienta si es posible.

Aumentar espesor de pared delgada

Es difícil mecanizar pared delgada por deformación o fractura en CNC. Requiere múltiples pasadas a bajas profundidades, y vibran fácilmente. Por tanto, es difícil mecanizar con precisión y aumenta tiempo. Mejor diseñar pared ≥0,8 mm para piezas metálicas y espesor mínimo >1,5 mm para plásticos si es posible.

Limitar longitud de roscas

Se tiende a pensar que roscas más largas dan unión más fuerte. En realidad, el diámetro del agujero no añade resistencia cuando la rosca supera 1,5 veces el diámetro. Mejor diseñar roscas con longitud mínima 1,5x y máxima 3x el diámetro para buen apriete.

Especificar tolerancias solo cuando sea necesario

La pieza que requiere más precisión añade coste por mayor tiempo y mano de obra. Las tolerancias deben definirse escasamente solo cuando sea necesario. Si no se especifica tolerancia en el plano, la pieza se mecaniza con tolerancia estándar ±0,125 mm, adecuada para la mayoría de elementos no críticos.

Reducir características pequeñas

Pequeñas características como micro-agujeros (<2,5 mm) aumentan dificultad y tiempo, deben evitarse salvo que sean realmente necesarias.

Elegir diseño con texto grabado

Mejor texto grabado que en relieve cuando se necesita texto en piezas CNC. El grabado requiere eliminar menos material. Recomendado usar fuente Sans-Serif (Arial, Verdana) tamaño mínimo 20 puntos. Muchas máquinas CNC tienen rutinas preprogramadas para estas fuentes.

Se recomienda diseñar piezas que puedan mecanizarse en el menor número de sujeciones posible, idealmente una sola. Por ejemplo, pieza con agujeros ciegos en ambos lados necesita dos sujeciones (rotar para acceder a cada lado). Menos sujeciones reducen tiempo de realineación y hacen piezas más precisas.