Por qué importan las tolerancias dimensionales

Las tolerancias dimensionales son una parte crucial del proceso de diseño y fabricación. Una tolerancia es un rango numérico de medidas asignadas a las dimensiones de una pieza que indica cuánto puede desviarse un equipo de fabricación de la medida nominal. Dedicar tiempo a la prefabricación de tolerancia adecuada puede conducir a una construcción rápida y eficiente.

Imagine que pide 50.000 componentes para un nuevo proyecto y la mitad llegan 0,2 mm demasiado pequeños. Para algunas partes, esta variación no importaría, pero para su parte específica, la disparidad hace que la mitad de las partes queden inutilizables. Ahora tiene que intentar recuperar las piezas de tamaño insuficiente o empezar de nuevo. Esta pérdida de tiempo y energía se podría haber evitado si hubiera definido las tolerancias adecuadas para sus componentes desde el principio del proceso de diseño.

Cuanto más considere los materiales de fabricación, el diseño para el ensamblaje y otros elementos de diseño y producción, más precisos serán sus ajustes y tolerancias dimensionales. Un sólido proceso de análisis de tolerancia dimensional lo ayudará a determinar las tolerancias óptimas de su componente, lo que ayudará a garantizar que sus piezas se construyan de manera eficiente, confiable y completamente funcional.

Comprensión de las tolerancias dimensionales

Las tolerancias dimensionales se pueden aplicar a cualquier elemento, incluido el color, la textura, la temperatura y la forma, así como a fenómenos naturales como la corrosión.

Por lo general, las tolerancias son medidas numéricas de las dimensiones X, Y y Z de un producto. Estos son algunos términos comunes para describir los diversos elementos de la tolerancia dimensional de un componente:

• Tamaño básico o nominal :La dimensión ideal de su componente
• Desviación inferior n:la diferencia entre el tamaño mínimo del componente de una pieza y su tamaño básico
• Desviación superior :La diferencia entre el tamaño máximo del componente de una pieza y su tamaño básico
• Banda de tolerancia :El rango de los límites de tolerancia superior e inferior (es decir, todas las desviaciones de un componente)

La tolerancia de una pieza puede ser "ajustada" o "floja", dependiendo de cuán exactas deban ser las medidas de un componente. Las estrictas tolerancias permiten muy pocas desviaciones superior e inferior, lo que las hace precisas pero costosas, ya que requieren equipos de fabricación especializados.

Las tolerancias amplias permiten un mayor margen de maniobra, lo que puede ser más asequible, pero las tolerancias dimensionales demasiado amplias pueden comprometer la precisión y la facilidad de uso. Para lograr una tolerancia óptima, debe encontrar el equilibrio entre la producción rentable y la precisión necesaria para la funcionalidad.

¿Por qué importan las tolerancias dimensionales?

Las tolerancias son cruciales para garantizar que sus piezas encajen entre sí para formar un producto final exitoso. Querrá medir sus tolerancias lo mejor que pueda:los análisis de tolerancia dimensional más precisos tendrán en cuenta los márgenes de error sin exigir una sobreprecisión costosa. Lograr este equilibrio garantizará que utilice solo los materiales de fabricación, las herramientas y la mano de obra necesarios, lo que mitigará los plazos y los costos de producción.

Por supuesto, siempre habrá desviaciones en las dimensiones de un componente debido a errores de fabricación y variaciones naturales e inevitables en los materiales. El objetivo de crear tolerancias no es evitar estos errores por completo, sino tener en cuenta estas variaciones y controlarlas. Las tolerancias que tienen en cuenta las limitaciones físicas del material y los métodos de fabricación pueden ayudarlo a confiar en la consistencia de la producción de su pieza.

Es particularmente importante tener tolerancias dimensionales precisas para las piezas móviles impresas en 3D, porque incluso la desviación más pequeña podría generar una disparidad de tamaño que cause incompatibilidad, y esto podría suceder potencialmente con muchos componentes individuales. Tener en cuenta las tolerancias dimensionales en su diseño ayudará a eliminar la ambigüedad del proceso de fabricación, lo que garantizará una fabricación eficaz y, en última instancia, piezas de alto rendimiento.

Consejos y trucos para tolerancias dimensionales

Crear tolerancias es crucial para el éxito de su producto, pero puede ser tan complicado como esencial. Al decidir sobre las tolerancias de un componente, debe considerar cada propiedad física del diseño, cada paso en el proceso de ensamblaje y cada aplicación potencial del producto final. Estos son algunos errores comunes que los diseñadores, desarrolladores e ingenieros de productos pueden cometer al crear tolerancias para sus componentes:

No dar en el blanco cuando se trata de precisión

Es fácil simplemente crear tolerancias que son demasiado flojas o demasiado estrechas. Además, es común medir de manera ineficaz factores ambientales como la rugosidad de la superficie y la temperatura del molde, que pueden afectar en gran medida sus tolerancias. Considere los requisitos de la aplicación, las expectativas de rendimiento y los factores ambientales desde el principio del proceso de diseño. De lo contrario, puede correr el riesgo de volver a fabricar componentes, lo que puede aumentar los costos, el tiempo y los recursos.

Pasar por alto el procesamiento posterior y las consideraciones de acabado

El acabado o el procesamiento posterior, como el recubrimiento o la galvanoplastia, también afecta la banda de tolerancia de un componente determinado. Desconocer estos pasos, o simplemente pasarlos por alto en las etapas de diseño y creación de prototipos, puede resultar en tolerancias mal medidas.

Dejar sus tolerancias al azar

Si no especifica sus tolerancias, su equipo de fabricación o proveedor podría colocar sus propias tolerancias en su componente, lo que podría resultar en un tamaño inadecuado y piezas inutilizables.

Cómo tolerar una pieza

Es importante identificar las tolerancias lo antes posible en el proceso de diseño. Esto le permite tener en cuenta las consideraciones clave durante todo el ciclo de vida del desarrollo del producto. Aquí hay cinco pasos para ayudarlo a determinar las tolerancias:

• Identifique la función de su componente :¿Qué papel desempeña su parte en la imagen más amplia del caso de uso? Además:¿qué hace literalmente? ¿Es estático, o rotará, oscilará, estará sujeto a fricción o requerirá soporte de carga? ¿Es parte de un conjunto más grande? Todas estas preguntas le ayudarán a definir sus tolerancias dimensionales.
• Considere sus materiales :Diferentes materiales ofrecen propiedades químicas y mecánicas únicas, y tendrán diferentes márgenes a considerar. Por ejemplo, los plásticos son más propensos a cambiar de tamaño, por lo que las tolerancias dimensionales de las piezas inyectadas de plástico tendrán que tener en cuenta una mayor variación.
• Tenga en cuenta sus procedimientos de fabricación :Al igual que los materiales, distintos métodos de fabricación y herramientas pueden requerir que tenga en cuenta errores de medición únicos al crear tolerancias. La maquinaria rígida puede ajustarse a tolerancias más estrictas, mientras que la tolerancia general de las piezas de caucho debe tener en cuenta una mayor variación debido a la contracción y expansión.
• Realizar un análisis de costes y beneficios :Con la información anterior, encuentre un equilibrio entre una tolerancia demasiado ajustada y una demasiado floja. Mantenga el proceso de fabricación simple, rápido y rentable mientras se asegura de que cada componente individual tenga el tamaño correcto.
• Cuenta para la holgura de tolerancia y el apilamiento :La holgura de tolerancia es la banda de tolerancia total de un producto, combinando las bandas de tolerancia de cada componente individual. Conocer la holgura de su tolerancia puede ayudarlo a evitar la acumulación de tolerancia; esto es cuando demasiadas imprecisiones de tolerancia pequeñas conducen a errores y errores de cálculo más grandes.

Después de completar estos cinco pasos, puede comenzar a definir esas tolerancias y ajustes dimensionales.

Cree tolerancias dimensionales con Fast Radius

La tolerancia efectiva de una pieza determinada requiere sopesar una serie de factores relevantes y hacer su diligencia debida para asegurarse de haber evaluado los riesgos y beneficios potenciales en consecuencia. Puede ser un proceso tedioso y puede implicar una variedad de consideraciones impredecibles. Para simplificar y agilizar el proceso de tolerancia y, en general, para optimizar mejor sus diseños, considere asociarse con un fabricante bajo demanda como Fast Radius.

Nuestro equipo de diseñadores, ingenieros, maquinistas y asesores experimentados pueden ayudarlo a tolerar las piezas de manera más efectiva, asegurando que las piezas encajen bien, funcionen correctamente y disfruten de una larga vida útil. Aprovechando nuestra plataforma de fabricación patentada basada en la nube, Fast Radius garantiza que todas las piezas estén diseñadas para la fabricación y producidas con velocidad, precisión y consistencia, incluso sus piezas personalizadas de tolerancia cero. Contáctenos hoy para obtener más información sobre cómo podemos hacer realidad su próximo proyecto.

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