Elegir el mecanizado CNC adecuado para su proyecto

Hay evidencia de que el mecanizado se ha usado para hacer objetos desde varios cientos de años a.C., pero el mecanizado de Control Numérico Computarizado (CNC) como lo conocemos comenzó en el siglo XVIII, cuando el vapor se usaba para automatizar procesos de producción. A finales de la década de 1940, investigadores del MIT desarrollaron los primeros sistemas de mecanizado programables, usando tarjetas de papel perforado (también llamada tecnología de control numérico) para dirigir el movimiento de las máquinas. El auge de la computación digital a mediados del siglo XX revolucionó el campo de la fabricación, eventualmente llevando a las avanzadas máquinas CNC robóticas de hoy.

El mecanizado CNC permite a los fabricantes hacer piezas altamente precisas de calidad consistente de casi cualquier material, incluyendo metales, plásticos, compuestos, espuma e incluso madera. Debido a que el mecanizado CNC es altamente automatizado, ofrece a los fabricantes una forma rentable de ejecutar tanto proyectos personalizados únicos como tiradas de producción de volumen medio.

En esta pieza, le guiaremos a través de los diferentes tipos de mecanizado CNC, así como cuáles son los más adecuados para piezas y aplicaciones específicas.

Cómo funciona el mecanizado CNC

Mientras que los procesos aditivos como la impresión 3D crean piezas desde cero, el mecanizado CNC es sustractivo, lo que significa que funciona a la inversa eliminando gradualmente material de un bloque sólido — llamado "blank" o "pieza de trabajo" — para hacer el producto terminado. Las máquinas CNC son dirigidas vía archivos de diseño digitales, que se traducen en instrucciones para cómo el dispositivo debe cortar la pieza de trabajo.

Usar computadoras para automatizar y controlar el proceso de mecanizado proporciona un increíble impulso a la productividad del fabricante. Porque múltiples máquinas CNC pueden usar el mismo archivo de diseño para hacer la misma serie de cortes en múltiples piezas de trabajo uniformes, pueden crear piezas mucho más rápido que sus contrapartes humanas.

Un proceso de producción altamente replicable, el mecanizado CNC ha jugado un papel fundamental en el sector manufacturero, y es en gran parte responsable de permitir el genesis del prototipado rápido. Antes de que existieran la cinta perforada y la tecnología de control numérico computarizado, las piezas tenían que ser mecanizadas a mano. Esto invariablemente creaba grandes márgenes de error en productos de prototipo final, especialmente cuando las máquinas se usaban para fabricación manual a gran escala. El mecanizado CNC transformó la fabricación introduciendo mayor eficiencia en el proceso, permitiendo prototipado rápido y producción a gran escala a calidad y velocidad uniformes.

El mecanizado CNC moderno es un proceso de fabricación versátil que resulta en piezas de alta precisión, lo que lo hace útil para crear una amplia variedad de productos en una gama de industrias. Esto incluye todo desde chasis automotrices y motores de aviones hasta herramientas de jardín y equipo quirúrgico.

Tipos de máquinas CNC

Hay dos tipos de máquinas CNC: 3 ejes y multi-eje.

Mecanizado de 3 Ejes

El mecanizado de 3 ejes incluye los procesos de fresado CNC y torneado CNC, ambos de los cuales involucran mover el dispositivo de corte a lo largo de tres ejes lineales mientras la pieza de trabajo es cortada (los tres ejes siendo izquierda-derecha, adelante-atrás y arriba-abajo).

Con una máquina de fresado CNC, la pieza de trabajo se mantiene estacionaria mientras las herramientas de corte o taladros rotan a alta velocidad para remover material, resultando en piezas altamente precisas. Las máquinas son fáciles de programar y operar, y pueden usarse para crear la mayoría de piezas con diseños geométricos simples.

Sin embargo, debido a que las herramientas de corte y taladros solo pueden moverse a lo largo de los tres ejes, ciertos diseños o áreas de la pieza de trabajo pueden ser difíciles de completar o alcanzar. Rotar la pieza de trabajo a menudo puede ser una solución alternativa, pero rotaciones múltiples por pieza en el proceso de fresado pueden aumentar rápidamente los costes de producción.

El proceso de torneado CNC, por otro lado, involucra fijar la pieza de trabajo a un husillo rotativo y usar un torno para dar forma a la pieza. Los tornos pueden producir piezas más rápido y a menor coste que las máquinas de fresado CNC, especialmente cuando se usan para tiradas de producción de alto volumen, pero su restricción principal es que solo pueden usarse para hacer piezas que son simétricas rotacionalmente. Esto incluye piezas como tornillos, cuencos y patas de silla.

Mecanizado Multi-Eje

La familia de mecanizado CNC multi-eje incluye tres procesos: fresado CNC 5 ejes indexado, fresado CNC 5 ejes continuo, y mecanizado torno-fresado con herramientas vivas.

Comparado con el mecanizado de 3 ejes, los procesos multi-eje permiten mayor libertad de movimiento durante los procesos de fresado y torneado. En procesos de 3 ejes, ya sea la pieza de trabajo o la herramienta de corte rota (pero no ambas), mientras que los procesos de 5 ejes permiten que ambas roten y se muevan a lo largo de los tres ejes lineales. Aunque esto abre oportunidades para crear piezas más complejas, las máquinas multi-eje son más caras y requieren máquinas y operadores especializados.

El fresado CNC 5 ejes indexado a veces se llama fresado CNC 3+2 debido al hecho de que, durante el proceso de mecanizado, la herramienta de corte solo se mueve a lo largo de los tres ejes lineales mientras la pieza de trabajo tiene dos grados de libertad rotacionales. La ventaja principal del fresado 5 ejes es que las piezas de trabajo ya no necesitan ser reposicionadas manualmente entre operaciones, permitiendo la creación de piezas con geometrías complicadas más rápido y con mayor precisión.

Las máquinas de fresado CNC 5 ejes continuo permiten que tanto la herramienta de corte como la pieza de trabajo roten y se muevan simultáneamente durante cada operación. Esto permite a los fabricantes crear geometrías extremadamente intrincadas con superficies "orgánicas" suaves que no pueden replicarse con precisión comparable usando otras formas de tecnología. En general, esta es la forma más cara de mecanizado CNC por pieza.

Los centros CNC torno-fresado combinan elementos de máquinas de torno CNC con herramientas de fresado. La pieza de trabajo se fija a un husillo que puede tanto rotar como un torno o mantener la pieza de trabajo estacionaria en ángulos específicos (similar a como funciona el fresado CNC 5 ejes). Este emparejamiento de alta productividad con versatilidad de fabricación geométrica hace que este proceso sea ideal para crear piezas como compresores centrífugos y árboles de levas que tienen simetrías rotacionales relativamente sueltas.

Una solución de fabricación versátil y rentable

Aunque todos los procesos de mecanizado CNC permiten a los fabricantes crear piezas consistentemente precisas de una variedad de materiales, el número de ejes de diferentes máquinas se prestan a crear ciertos tipos de piezas. Por ejemplo, aquellos con diseños más simples pueden hacerse rápida y asequiblemente usando sistemas de 3 ejes, mientras que las máquinas de 5 ejes están bien posicionadas para crear piezas geométricamente complejas con mayor velocidad y precisión.

Fast Radius es una tienda de fabricación digital integral, ofreciendo capacidades de mecanizado CNC de primera clase junto con una suite completa de otros servicios de fabricación. Nuestro equipo de ingenieros está listo para asistir a nuestros clientes en cada fase del proceso de fabricación, desde diseño y prototipado hasta producción en masa y envío. Si está listo para empezar a planificar un pedido — o si solo tiene curiosidad sobre cómo trabajamos y qué ofrecemos — contáctenos hoy.

Visite nuestro centro de recursos para más información sobre nuestra gama de servicios de fabricación y materiales de producción — incluyendo ABS, policarbonato, aluminio, latón y acero inoxidable.

¿Listo para fabricar sus piezas con Fast Radius?

Solicite su cotización