La última lista de verificación de diseño CNC para capacidad de fabricación (DFM)

El mecanizado CNC se encuentra entre los métodos de fabricación más populares porque el proceso es muy versátil, repetible y confiable; además, es compatible con una amplia gama de materiales, desde madera y plástico hasta espuma y metal. Los equipos de productos que se enfocan en DFM durante la fase de diseño pueden reducir drásticamente los tiempos de producción y los costos asociados con las piezas mecanizadas por CNC.

En esta guía descargable, hemos compilado ocho consideraciones comunes de DFM que deben tenerse en cuenta al diseñar piezas para mecanizado CNC. Puede ahorrar mucho tiempo y dinero comparando su diseño con esta lista antes de enviarlo para su fabricación.

Los 8 mejores diseños para consideraciones de fabricación para el mecanizado CNC

1. ¿Hay bolsillos profundos en el diseño?

Las cavidades o ranuras estrechas y profundas deben mecanizarse con herramientas más largas, y las herramientas más largas son más propensas a romperse y también pueden causar vibraciones o vibraciones de la máquina. Además, se necesitan varias pasadas para mecanizar una cajera profunda, lo que aumenta el tiempo de mecanizado y los costes de fabricación.

Evite diseñar partes con cavidades profundas siempre que sea posible. Si no se puede evitar una cavidad profunda, los ingenieros y diseñadores deben disminuir su profundidad tanto como sea posible o aumentar el área de la sección transversal de la cavidad. Como regla general, la profundidad de la cavidad no debe exceder 3 veces el diámetro de la herramienta que se utiliza para fabricarla. Por ejemplo, las cavidades no deben tener más de 1,5" de profundidad cuando se utiliza un cortador de 0,5". Es posible que los ingenieros tengan que ajustar esta cifra según el material que estén usando y las herramientas que tengan disponibles.

2. ¿Hay regiones estrechas?

Las regiones estrechas son difíciles de fabricar porque el tamaño del cortador está restringido por la distancia más pequeña entre las diversas caras de la característica. Los cortadores de diámetro largo y pequeño son propensos a romperse y vibrar.

Evite diseñar características o caras que sean demasiado angostas para que un cortador las atraviese fácilmente. Sin embargo, si no se pueden evitar las regiones estrechas, no deben ser demasiado profundas. Recuerde que la profundidad de cualquier función debe ser inferior a 3 veces el diámetro de la herramienta. Como práctica recomendada, las secciones de pared deben tener más de 0,01 pulgadas de espesor. También se puede emplear un cortador más corto con un diámetro mayor para reducir la vibración.

3. ¿Hay esquinas internas afiladas?

Dado que todas las brocas CNC son circulares, es difícil lograr esquinas internas afiladas. En su lugar, la broca dejará un hueco de espacio sin mecanizar llamado radio de esquina interno. Es posible mecanizar esquinas internas afiladas utilizando soluciones alternativas, como el mecanizado por descarga eléctrica, pero estos métodos tienden a ser costosos.

Evite las esquinas internas afiladas siempre que sea posible. Idealmente, el radio de una esquina debe ser un poco más grande que el cortador. Si el radio de una esquina tiene el mismo diámetro que el cortador que se usa para formarlo, puede causar vibración y desgaste prematuro de la herramienta.

Aumentar los radios de las esquinas más allá del valor estándar en tan solo 0,005" puede dar a la herramienta suficiente espacio para moverse y seguir una trayectoria más circular.

4. ¿Hay alguna característica inaccesible?

Las características inaccesibles, como los avellanados que se abren dentro de otra cajera o las cajeras con ángulos negativos, requieren más tiempo para mecanizarse, si es que son posibles, porque la herramienta de corte no puede acceder fácilmente a ellos, lo que a su vez aumenta los costos.

Debe asegurarse de que una herramienta de corte tenga acceso completo a todas las funciones dentro de una pieza sin ser bloqueada por otra función.

5. ¿Hay filetes por fuera?

Los filetes exteriores, o los filetes en los bordes superiores de los bolsillos, protuberancias y ranuras, requieren un cortador excepcionalmente afilado y una configuración precisa. Ambos requisitos pueden tener un costo prohibitivo para algunos equipos de productos. Para evitar incurrir en estos costos, bisele o bisele, en lugar de filetear, los bordes exteriores de las funciones.

6. ¿Las paredes de la pieza son demasiado delgadas?

Cuando se trata de mecanizado CNC con metal, las paredes delgadas aumentan la vibración, lo que puede comprometer la precisión del proceso de mecanizado y el acabado de la superficie de la pieza. Con los plásticos, las paredes delgadas pueden causar deformaciones y ablandamiento. Como tal, debe hacer todo lo posible para evitar diseñar piezas con paredes delgadas.

El grosor de pared mínimo ideal para metales es de 0,8 mm para metales y de 1,5 mm para plásticos. Es posible que pueda lograr secciones más delgadas sin un riesgo significativo, pero esto debe evaluarse caso por caso.

7. ¿Hay agujeros de fondo plano?

Los orificios de fondo plano requieren operaciones de mecanizado avanzadas y, a menudo, causan problemas en las operaciones posteriores, como el escariado. Evite crear agujeros ciegos con un fondo plano, especialmente agujeros pequeños, y en su lugar use un taladro helicoidal estándar para crear agujeros con fondos en forma de cono. Los ángulos de los conos suelen ser de 118° o 135°.

8. ¿Pueden entrar y salir fácilmente los taladros de la máquina CNC?

La punta de un taladro se desviará cuando entre en contacto con la superficie del material si esa superficie no es perpendicular al eje del taladro. Además, las rebabas de salida desiguales alrededor del orificio de salida dificultarán la extracción de la rebaba. Para facilitar la entrada y salida, evite diseñar funciones de agujero con caras iniciales y finales que no sean perpendiculares al eje del taladro.

Resumen de las 8 consideraciones de diseño para el mecanizado CNC

1. Evite diseñar piezas con cavidades profundas siempre que sea posible porque las cavidades estrechas y profundas pueden aumentar el tiempo y el costo de mecanizado.
2. Evite diseñar características o caras que sean demasiado angostas para que un cortador las atraviese fácilmente para evitar que la herramienta se rompa y vibre.
3. Las esquinas redondeadas (centro) o "huesos de perro" (derecha) son buenas alternativas a las esquinas internas afiladas.
4. Asegúrese de que una herramienta de corte tenga acceso completo a todas las funciones dentro de una pieza sin ser bloqueada por otra función
5. Evite los redondeos exteriores (mostrado a la izquierda) y opte por bordes biselados (derecha) para ahorrar tiempo y dinero.
6. Evite diseñar paredes delgadas, ya que aumentarán la vibración en los metales y causarán deformaciones o ablandamiento en los plásticos.
7. Evite los orificios de fondo plano que pueden causar problemas para las operaciones posteriores, como el escariado.
8. Siempre que sea posible, diseñe las características del agujero con las caras inicial y final perpendiculares al acceso del taladro.

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