5 tendencias de mecanizado CNC a tener en cuenta en 2021

El mecanizado de control numérico por computadora (CNC), un proceso de fabricación sustractivo que emplea controles computarizados y máquinas herramienta para eliminar capas de material y producir una pieza deseada, es una de las técnicas de fabricación más utilizadas. Sin embargo, en realidad se basa en tecnología que se desarrolló en el siglo XVIII.

El comienzo de la industrialización a mediados del siglo XVIII vio los precursores tecnológicos del mecanizado CNC. Sin embargo, no fue hasta la Guerra Fría que la tecnología se automatizó y el método de mecanizado CNC se realizó por completo. Finalmente, en 1952, Richard Kegg desarrolló la “Cincinnati Milacron Hydrotel”, considerada la primera fresadora CNC moderna.

La tecnología de fresado CNC continúa evolucionando y encuentra nuevas aplicaciones cada año junto con la tecnología informática y de fabricación en rápido desarrollo. Y en medio de interrupciones que incluyen el auge de la tecnología "inteligente" y la pandemia de COVID-19 (y sus impactos continuos en los comportamientos de los consumidores), los fabricantes buscan cada vez más formas de mejorar la productividad y la flexibilidad mientras reducen los costos.

Este desafío requiere la adopción generalizada de nuevas tecnologías, algunas de las cuales probablemente se arraigarán en toda la industria el próximo año. Estas cinco tendencias están en el horizonte, y es casi seguro que darán forma a la dirección del mecanizado CNC en 2021.

1. Más ejes para un mayor ahorro de costes

Las máquinas CNC tradicionales cuentan con movimiento lineal en tres ejes. Si bien muchas máquinas ahora incluyen una plataforma móvil, un centro de fresado de 3 ejes permanece inmóvil mientras se mueve la fresa. Por lo general, con una máquina de 3 ejes, la cama se mueve linealmente a lo largo de dos ejes mientras que el husillo se traslada hacia arriba y hacia abajo a lo largo del tercer eje. Las máquinas de 4 ejes permiten un corte más detallado al incorporar un eje de rotación.

Por lo general, se monta un rotativo de cuarto eje en la mesa de la máquina y la pieza se monta en la cara del rotativo de cuarto eje. Esto hace que las máquinas de 4 ejes sean ideales para fabricar dispositivos médicos y piezas con geometrías complejas.

Finalmente, las máquinas de 5 ejes representan el pináculo de la capacidad de fresado. Estas máquinas permiten el micromecanizado y son capaces de producir cortes extremadamente detallados a velocidades inigualables. Constan de tres ejes lineales y dos grados de libertad de rotación. Si bien las máquinas CNC de 4 y 5 ejes han estado disponibles comercialmente durante varios años, solo recientemente se han vuelto financieramente accesibles para muchos fabricantes.

Además, las máquinas CNC heredadas se pueden adaptar para incluir más ejes; al agregar un muñón que permite una mayor inclinación y rotación, una máquina de 3 ejes puede convertirse fácilmente en una máquina de 5 ejes. Esto aumenta las capacidades de la máquina, lo que permite realizar más operaciones con menos configuraciones.

Teniendo en cuenta que cada configuración requiere operaciones, materiales, tiempo y posibilidad de error adicionales, menos configuraciones se traducen directamente en ahorros de costos. Al mismo tiempo, la proliferación de máquinas multieje está reduciendo los precios de las máquinas CNC más pequeñas, lo que hace que la práctica del fresado sea más accesible para las pequeñas operaciones y los aficionados.

2. Soluciones universales para utillaje

Los accesorios de vacío o las placas de vacío, que se utilizan para mantener en su lugar proyectos que son difíciles de asegurar o que pueden deformarse fácilmente, tradicionalmente se han hecho a medida para cada proyecto. Como resultado, han sido bastante costosos y la mayoría de los equipos de fabricación tienden a evitar usarlos a menos que sea estrictamente necesario.

Sin embargo, la introducción de bases universales como Pierson SmartVac y el sistema de sujeción de piezas UV Blue Photon han hecho posible la configuración personalizada de una sola pieza para múltiples operaciones. Como una alternativa llave en mano a los accesorios personalizados, estas herramientas hacen posible crear ciertas piezas a una fracción de lo que habría costado anteriormente.

Matrix Innovations creó una solución similar en forma de mordazas blandas universales, que también se pueden personalizar y utilizar para operaciones repetidas. Juntas, las mesas de vacío y las mordazas blandas reutilizables hacen que sea mucho más asequible completar proyectos de mecanizado CNC complejos.

3. Mayor uso de la robótica

Si bien los robots se han utilizado durante mucho tiempo en el mecanizado CNC, solo recientemente los robots colaborativos, o "cobots", han tenido una adopción generalizada. Los cobots, a diferencia de los robots industriales, están diseñados para trabajar en estrecha colaboración con los trabajadores humanos. Están programados para funcionar de forma intuitiva e incluso se les puede enseñar su funcionamiento previsto con movimientos manuales.

La adopción de cobots se está acelerando rápidamente debido a los avances en los sistemas de visión de robots. Al igual que un automóvil Tesla tiene sistemas de visión que pueden reconocer automóviles y peatones, los sistemas de visión se pueden conectar a los cobots, enseñándoles a ver, reconocer, recoger y colocar piezas en un taller mecánico.

Debido a que estos robots tienen necesidades mínimas de programación y capacitación, son increíblemente versátiles y rara vez requieren una inversión de tiempo significativa por adelantado. Se espera que esta tecnología ayude a que los trabajadores sean más productivos y al mismo tiempo reduzca los costos a largo plazo al reducir la probabilidad de error humano. Además, a medida que las capacidades de aprendizaje automático se integran cada vez más en los sistemas robóticos, algunos expertos predicen que los cobots se convertirán en colaboradores aún más efectivos en el lugar de trabajo en un futuro cercano.

4. Avances en la formación de la mano de obra

Los fabricantes de equipos están instalando cada vez más visores CAD 3D en sus plataformas de máquinas estándar. Esta pantalla actúa como la guía visual principal para la configuración y el progreso de la operación, e incluso puede configurarse para incluir videos de resolución de problemas.

La integración de este software en el equipo de mecanizado CNC ayudará a los fabricantes no solo a mejorar la capacitación de la fuerza laboral, sino también a aumentar la eficacia y la eficiencia de los empleados existentes. Además, aunque esta tecnología tiene un alto costo inicial, es probable que aumente el ahorro de costos a largo plazo al reducir los errores del operador.

5. Avances en software CAD/CAM

Tan solo en los últimos cinco a 10 años, CAD/CAM se ha democratizado cada vez más. El software, que alguna vez fue prohibitivamente costoso, ahora no solo es más asequible sino también más accesible, intuitivo, fácil de usar y poderoso. Este software CAD/CAM actualizado permite una mayor eficiencia y precisión, así como flujos de trabajo aún más innovadores.

Además, el software CAD/CAM ofrece innumerables integraciones con plataformas de máquinas, software de definición basada en modelos (MBD), sistemas de visualización 3D y más. Estas integraciones reducen las posibilidades de error del usuario y aumentan la accesibilidad del software CAD/CAM.

El futuro del mecanizado CNC

Estos desarrollos en el mecanizado CNC prometen hacer que la tecnología sea más accesible y más confiable en 2021 y más allá. Además, dado que estas tendencias hacen que sea más fácil y menos costoso completar rápidamente proyectos personalizados, el mecanizado CNC brindará mayor agilidad que nunca, una ventaja competitiva clave, ya que las crecientes expectativas de los consumidores impulsan el aumento de la fabricación bajo demanda.

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