Guía experta para crear utillajes CNC avanzados para piezas complejas

Un utillaje (fixture) es un dispositivo de sujeción de la pieza, o una herramienta que mantiene una pieza en su lugar mientras se mecaniza por CNC. Cuando la pieza es simple, la sujeción también lo es; a veces, la pieza incluso puede sostenerse en la mano del mecanizado. Pero cuando una pieza es muy grande o tiene características detalladas en más de un lado, exige soluciones de sujeción más creativas.

Las mordazas blandas universales y las mesas de vacío son dos de estas soluciones, pero con una pieza especialmente delicada o compleja, puede ser necesario un utillaje personalizado. Por supuesto, mecanizar un utillaje personalizado por CNC significa mecanizar una pieza solo para sujetar otra pieza; por esta razón, generalmente no se recomienda excepto para series de producción de alto volumen. Aunque la creación de un utillaje personalizado requiere una inversión significativa por adelantado en tiempo y capital, es probable que genere un alto ROI si se utiliza decenas o cientos de veces.

Sin embargo, al igual que con el mecanizado de piezas con geometrías complejas, existen consideraciones clave y mejores prácticas que pueden agilizar y simplificar el proceso de fabricación de utillajes complejos.

Los desafíos del mecanizado de utillajes complejos

Las piezas con formas complejas a menudo demandan utillajes con formas igualmente complejas, pero un utillaje complejo puede ser casi tan difícil de fabricar como la pieza que debe sujetar. Con utillajes que tienen características de posicionamiento complejas, los mecanizados pueden verse limitados en las formas en que pueden acceder y sujetar el utillaje; idealmente, este problema debería mitigarse diseñando el utillaje teniendo en cuenta el proceso de mecanizado.

Estas consideraciones clave deben guiar el proceso de diseño y fabricación para utillajes mecanizados por CNC:

• El diseño de cada pieza debe optimizarse para la fabricación, con el objetivo de agilizar el proceso de mecanizado tanto como sea posible.
• Las piezas individuales deben diseñarse de la forma más simple posible para acelerar el proceso de ensamblaje. Los diseñadores deben esforzarse por una única configuración (single setup) para las piezas más simples y menos costosas.
• Se deben utilizar piezas estándar (off-the-shelf) siempre que sea posible. Muchas empresas fabrican componentes de utillaje económicos, y no es aconsejable mecanizar un componente simple, como una perilla, que se obtiene fácil y económicamente.
• Prototipar temprano y a menudo. Las pruebas frecuentes ayudan a identificar problemas potenciales desde el principio y, por tanto, a abordarlos antes de que sea demasiado tarde.

Las ventajas de crear utillajes complejos mediante mecanizado CNC

Aunque puede ser costoso y llevar mucho tiempo crear utillajes complejos mediante mecanizado CNC, existen ciertas ventajas al utilizar este método de fabricación. Una de las más notables es la capacidad de mecanizar piezas con tolerancias particularmente ajustadas. El mecanizado CNC, que es extremadamente preciso y replicable, puede ayudar a garantizar que no habrá variabilidad de un utillaje al siguiente.

Otra ventaja del mecanizado CNC es su ubicuidad. Como uno de los métodos de fabricación más populares y utilizados actualmente, hay innumerables talleres de mecanizado en EE. UU. y más allá, lo que significa que es poco probable que los equipos de producto tengan dificultades para externalizar proyectos a mecanizados experimentados que ayuden en el desarrollo de un utillaje determinado.

Finalmente, cabe destacar la flexibilidad del mecanizado CNC. A diferencia de otros métodos de fabricación, el mecanizado CNC puede realizarse con una gama aparentemente infinita de materiales, desde metales y plásticos hasta madera y espuma. Otros métodos populares, como el moldeo por inyección y la impresión 3D, son más adecuados para fabricar únicamente piezas de plástico.

Seleccionar el método de fabricación más adecuado

A pesar de los muchos beneficios del mecanizado CNC, no siempre es la mejor opción para un utillaje determinado, pero determinar cuándo lo es o no puede ser difícil. Como regla general, si un utillaje consta de muchas partes separadas y relativamente pequeñas, la fabricación aditiva puede ser una mejor opción que el mecanizado CNC.

Sin embargo, esa no es una regla estricta, e identificar casos individuales en los que la aditiva puede ayudar a los equipos de producto a ahorrar tiempo y dinero al crear sus utillajes complejos puede ser complicado. Por eso, asociarse con una consultoría experimentada en diseño y fabricación como Fast Radius puede ayudar.

El equipo de Fast Radius, compuesto por diseñadores, ingenieros y fabricantes expertos, aporta un profundo conocimiento técnico de una gama de métodos de fabricación, principios de diseño, selección de materiales, prototipado rápido, producción y cumplimiento. No nos especializamos en un solo proceso; hemos dominado todo el ciclo de vida del desarrollo del producto. Estamos preparados para ayudar a cualquier equipo de producto a identificar y aprovechar los materiales y métodos más adecuados para garantizar que siempre se logren los resultados deseados, a un precio competitivo y en un plazo rápido. Contáctenos hoy para comenzar.

Para obtener más información sobre mecanizado CNC, fabricación aditiva, desarrollo de productos y más, visite el centro de aprendizaje de Fast Radius.

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