Mecanizado CNC: Visión general completa de su evolución y potencia de precisión

El mecanizado CNC es una familia de técnicas de fabricación sustractiva que usan procesos controlados por computadora para fabricar piezas removiendo material de un bloque más grande. Debido a que cada operación de corte es controlada por computadora, múltiples estaciones de mecanizado pueden fabricar piezas desde el mismo archivo de diseño simultáneamente —el resultado siendo piezas de uso final altamente precisas capaces de lograr tolerancias extremadamente ajustadas. Las máquinas CNC también son capaces de cortar a lo largo de múltiples ejes, permitiendo a los fabricantes crear formas complejas con relativa facilidad.

La historia de las máquinas CNC es rica, y la tecnología ha recorrido un largo camino desde los primeros días de la automatización, que usaban levas o tarjetas de papel perforado para ayudar o dirigir el movimiento de herramientas. Hoy, el proceso se usa ampliamente para crear componentes complejos e intrincados de dispositivos médicos, piezas aeroespaciales, elementos de motocicletas eléctricas de rendimiento y muchas otras aplicaciones de vanguardia. Aquí tienes una historia rápida de cómo la tecnología se ha desarrollado con el tiempo:

La historia del CNC: Tarjetas de papel perforado y los primeros días de la automatización

El primer ejemplo conocido de una herramienta de mecanizado moderna es una máquina de barrenado creada por el industrialista John Wilkinson en 1775, que permitió fabricar cilindros de motor de vapor con precisión y consistencia mucho mayores. Wilkinson adaptó el diseño para la máquina de barrenado de un dispositivo similar que había creado para barrenar tubos de cañón.

Sin embargo, las primeras tecnologías que sentaron las bases para la computación moderna datan de 1725, cuando el trabajador textil Basile Bouchin creó un método de codificar datos en cinta de papel en forma de agujeros perforados, una técnica que Joseph Marie Jacquard mejoró en 1805. Jacquard cambió la cinta de papel por tarjetas más fuertes y resistentes que se ataban en secuencia, lo que automatizaba cómo se colocaba la tela en el telar. Esta máquina se conoció como el telar de Jacquard y fue instrumental para el futuro desarrollo de computadoras y máquinas programadas.

La tecnología de tarjetas perforadas se usó para varios propósitos durante el 1800, y en 1889, el inventor Herman Hollerith patentó un tabulador de tarjetas perforadas electromecánico, que permitió ingresar —e incluso almacenar— datos con mayor eficiencia.

Una nueva era: El desarrollo de tecnologías de control numérico

El nacimiento de los procesos modernos de control numérico se atribuye más a menudo a John T. Parsons y Frank L. Stulen, quienes, en la década de 1940, desarrollaron un proceso de alimentar coordenadas de aerofolio en un barrenador suizo usando tarjetas perforadas meticulosamente elaboradas para contener hasta cientos de puntos de datos. Este molino automatizado, resultado de un proyecto de investigación de la Fuerza Aérea, permitió a los fabricantes crear componentes consistentes de aerofolio de helicóptero usando operaciones preprogramadas.

En las décadas siguientes, el desarrollo e incorporación de nuevas tecnologías digitales en procesos de mecanizado CNC aumentaron aún más la eficiencia del método. Durante la década de 1960, las computadoras se volvieron más pequeñas y accesibles, llevando a su mayor popularidad en el sector empresarial en las décadas siguientes.

Para la década de 1980, el costo de tanto microprocesadores como máquinas CNC había bajado lo suficiente que pequeñas redes de área local (LANs) comenzaron a surgir, permitiendo a un mayor número de fabricantes aprovechar este proceso versátil, que históricamente había sido exclusivo de universidades y grandes empresas, debido a los precios astronómicos de construir computadoras. Este auge finalmente catalizó el desarrollo del sector de fabricación moderno.

Fabricación digital y futuro del mecanizado CNC

Si bien el mecanizado CNC como proceso de producción involucra numerosas variables a considerar, parte de la versatilidad del método reside en su simplicidad fundamental: una herramienta de corte remueve material de la pieza de trabajo; el proceso se repite hasta terminar. El proceso tiene muy pocas limitaciones cuando se trata de material de pieza de trabajo y puede lograr tolerancias extremadamente ajustadas, lo que lo hace una opción especialmente ventajosa y rentable para fabricantes que buscan crear herramientado, piezas de nicho y piezas metálicas en volúmenes medios a altos.

Avances recientes en software de monitoreo y modelado han llevado a la creación de herramientas de fabricación asistida por computadora (CAM) que permiten a los diseñadores probar y refinar sus conjuntos de herramientas CNC y operaciones de mecanizado virtualmente. Usar ruteo de trayectoria de herramienta de máquina virtual para optimizar la producción antes de que herramientas físicas y piezas de trabajo se involucren puede acelerar tiempos de corte y reducir desgaste en las herramientas de corte mismas.

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