Mecanizado CNC de piezas grandes y pequeñas:cómo superar los desafíos habituales

El mecanizado CNC es un proceso de fabricación tradicional que utiliza herramientas de corte controladas por computadora de alta velocidad para eliminar material de una pieza de trabajo sólida y revelar una pieza terminada. Dado que este proceso está en gran parte automatizado, los equipos de productos generalmente pueden "configurarlo y olvidarlo", confiando en que recibirán piezas exactas, precisas y repetibles en todo momento. Además, el mecanizado CNC suele ser un medio de producción muy rentable y es compatible con una amplia gama de materiales, lo que proporciona a los equipos de producción un alto grado de flexibilidad creativa.

Dada la flexibilidad, adaptabilidad y asequibilidad del mecanizado CNC, los equipos de productos pueden pensar que las posibilidades son infinitas. Sin embargo, hay algunas consideraciones importantes a tener en cuenta según el tamaño de la pieza. Aquí encontrará todo lo que necesita saber sobre las mejores formas de mecanizar piezas que son muy grandes o muy pequeñas:

Consideraciones clave para el mecanizado CNC

No importa el tamaño de la pieza, hay dos factores de mecanizado CNC que todos los equipos de productos deben tener en cuenta:la geometría de la herramienta y el acceso a la herramienta. La mayoría de las herramientas de corte CNC, como taladros y herramientas de fresado, son cilíndricas y tienen una longitud de corte limitada.

Geometría de herramientas

Durante el proceso de mecanizado, la geometría de la herramienta se transfiere a la pieza mecanizada. Como tal, las esquinas internas de cualquier pieza mecanizada CNC tendrán radios como resultado de la herramienta cilíndrica, incluso si la herramienta en sí es pequeña.

Los equipos de productos deben tener esto en cuenta y hacer todo lo posible para evitar las esquinas internas afiladas en sus diseños. Si las esquinas internas afiladas son inevitables, existen algunas soluciones, pero generalmente requieren herramientas, procesos y recursos adicionales.

Acceso a herramientas

El acceso a la herramienta es particularmente importante en el proceso de mecanizado CNC. La herramienta de corte se acerca a la pieza de trabajo desde arriba, y cualquier parte de la pieza de trabajo a la que la herramienta de corte no pueda acceder desde arriba no puede mecanizarse. Las socavaduras son la notable excepción a esta regla, pero pueden no ser la mejor opción para cada caso de uso. Los equipos de productos deben alinear todas las características en su patrón maestro con una de las seis direcciones principales, o usar una máquina CNC de 5 ejes para desbloquear capacidades de sujeción de piezas de trabajo más avanzadas.

Algunas otras mejores prácticas de diseño de CNC de uso múltiple para puntos débiles comunes incluyen:

• Poner funciones clave en el mismo lado de la pieza para reducir las configuraciones
• Evitar funciones profundas siempre que sea posible
• Utilizar materiales más blandos siempre que sea posible, ya que los materiales más duros tardan más en mecanizarse
• Diseñar la pieza de la forma más sencilla posible

Estas mejores prácticas de diseño CNC son clave para diseñar para la fabricación (DFM) y crear piezas limpias y funcionales. Los diseños optimizados para la fabricación también son más rápidos, más fáciles y menos costosos de fabricar. Una vez que los equipos de productos dominan DFM, pueden centrar su atención en consideraciones especiales para el mecanizado de piezas grandes y piezas pequeñas.

Soluciones clave para el mecanizado CNC de piezas grandes

Los dos desafíos más comunes asociados con el mecanizado de piezas grandes son:

• Piezas que simplemente son demasiado pesadas :La mayoría de las máquinas CNC tienen un límite de peso que no se puede exceder.
• Piezas que son demasiado grandes para caber dentro de las dimensiones de recorrido de la máquina CNC :Las piezas grandes requieren zonas de trabajo más grandes y un mayor alcance para que la herramienta acceda a todas las dimensiones.

Afortunadamente, existen numerosas soluciones alternativas disponibles que pueden ayudar a aliviar estos puntos débiles.

La forma más rentable de fabricar una pieza grande y pesada es anticipar los desafíos de peso durante la etapa de diseño y dividir la pieza en subensamblajes que no excedan el límite de peso de la máquina. Sin embargo, esto agrega tiempo al proceso de fabricación y ciertos subensamblajes aún pueden ser demasiado pesados ​​para que los trabajadores los transporten de manera segura. Si es necesario, los equipos de productos deben soportar las piezas más pesadas utilizando soportes estabilizadores para distribuir uniformemente la carga y aliviar la carga sobre la máquina.

Cuando se trata de mecanizar la pieza, los operadores pueden tener en cuenta las dimensiones de recorrido de una máquina CNC de varias maneras diferentes, incluidas las siguientes:

• Inclinar la pieza para que sus características se alineen con la ruta de desplazamiento de la máquina y encaje mejor en el espacio disponible
• Uso de un accesorio deslizante para taladrar agujeros en piezas rectangulares largas
• Uso de un accesorio de 4.º eje deslizante para perforar agujeros en tubos grandes
• Girar piezas grandes y redondas para que cada función encaje dentro del espacio de trabajo
• Deslizar y girar la pieza para extender los ejes X e Y

Consideraciones de diseño y cómo mecanizar piezas pequeñas de forma eficaz

Aunque las piezas pequeñas mecanizadas por CNC son más livianas y más eficientes de producir, el mecanizado personalizado de piezas pequeñas tiene una buena cantidad de desafíos. Las piezas pequeñas son técnicamente difíciles de fabricar; y además, el mecanizado de piezas muy pequeñas a menudo dificulta garantizar un producto de alta calidad. Los equipos de productos solo pueden realizar una inspección precisa si pueden ver lo que están haciendo, y las características de menos de 0,005 pulgadas son difíciles de ver a simple vista. Además de estos desafíos, el mecanizado de piezas pequeñas también requiere equipo especializado.

Afortunadamente, los equipos de productos generalmente solo tienen que hacer algunos pequeños ajustes para superar estos desafíos. Siempre que el diseño esté optimizado para la fabricación, la pieza debería ser viable para el mecanizado CNC. Y para garantizar que las inspecciones de piezas pequeñas mecanizadas por CNC sean precisas, los equipos pueden tener a mano un microscopio 3D para ampliar las características y los acabados superficiales.

Cuando se trata de producir piezas pequeñas mecanizadas por CNC, los fabricantes solo deben usar equipos de altas RPM, lo que hace posible usar brocas más pequeñas y acceder de manera efectiva a los rincones y grietas de la pieza.

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Es posible crear piezas de alta calidad de muchos materiales, tamaños y formas mediante el mecanizado CNC, pero los equipos de desarrollo de productos y los maquinistas aún deben tener en cuenta el tamaño de la pieza. Las piezas grandes pueden ser pesadas y difíciles de mecanizar, y es difícil para los ingenieros verificar la calidad de las características muy pequeñas en piezas que ya son pequeñas.

Tanto las fases de diseño como de producción se pueden adaptar para garantizar la producción exacta y precisa de piezas muy pequeñas o muy grandes. Al diseñar para la maquinabilidad desde el principio y practicar las soluciones antes mencionadas durante la producción, puede crear algo increíble, sin importar el tamaño.

Para el mecanizado de piezas grandes o piezas pequeñas, puede beneficiarse de la experiencia que ofrece un socio de fabricación experimentado. En Fast Radius, nos complace transmitir nuestros años de experiencia en diseño a nuestros clientes para que puedan innovar y construir piezas de alta calidad más rápido de lo que nunca pensaron posible. Comuníquese con nosotros hoy para solicitar un presupuesto:comencemos.

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