Diseño CAD para CNC: visión completa para diseñadores de productos

Las máquinas de control numérico computarizado (CNC) —que utilizan una herramienta cilíndrica rotativa para crear cortes en una pieza de forma autónoma— han revolucionado completamente la industria manufacturera. Esta tecnología elimina el error humano común en tecnologías convencionales. También ofrece mayor exactitud, precisión y velocidad de producción.

Pero al fabricar con máquinas CNC, no comienza cortando piezas de inmediato. Los diseñadores deben primero diseñar su modelo en software de diseño asistido por computadora (CAD). Y para crear un diseño CAD 3D preciso y eficiente para máquinas CNC, necesita conocer algunos consejos esenciales de diseño CAD para CNC.

Este artículo presenta consejos útiles para diseño CAD para CNC. Cubriremos reglas de diseño para crear cavidades, aristas internas, agujeros, textos y paredes. También explicaremos el proceso de preparación de diseños 3D para fresado CNC.

5 reglas para diseño CAD para CNC

El proceso de mecanizado CNC es sustractivo —remueve porciones de material de una pieza para formar el producto deseado. Esta naturaleza sustractiva causa restricciones en el tipo de características que puede mecanizar.

Por ejemplo, es casi siempre imposible mecanizar superficies inaccesibles para la herramienta de corte. E incluso tras encontrar herramientas especiales capaces de acceder, probablemente aún enfrentará el desafío de lograr espesor de pared y tamaños de cavidad deseables. Sin embargo, puede prevenir estos desafíos adhiriéndose a los siguientes consejos durante la fase de dibujo asistido por computadora de su proceso de desarrollo.

#1 Diseño de cavidades

Herramienta fresa de extremo (End Mill)

Las herramientas fresa de extremo (usadas en fresado CNC de cavidades) típicamente tienen una longitud de corte de 3-4 veces su diámetro. Por tanto, recomendamos diseñar la profundidad de la cavidad a lo sumo cuatro veces su anchura. Esto ayuda a prevenir inexactitudes causadas por deflexión y vibración de la herramienta.

Sin embargo, si la funcionalidad de su diseño requiere mayor profundidad, podría considerar usar utillaje especializado para crear sus cavidades.

Más información sobre los diferentes tipos de herramientas de corte CNC.

#2 Diseño de aristas internas

Debido a la naturaleza sustractiva de las máquinas CNC, crean esquinas redondeadas (o radios) entre las aristas internas de una cavidad. Los diseñadores tienen en cuenta estas esquinas redondeadas incluyendo una dimensión de radio de esquina interna en cada arista interna de su dibujo CAD.

La dimensión del radio interno depende del tamaño de las fresas de extremo disponibles que cumplan el requisito de profundidad de cavidad mencionado. Además, recomendamos diseñar su radio de esquina interna al menos un tercio de la profundidad de la cavidad.

Sin embargo, si la funcionalidad requiere radios de esquina interna menores (o un ángulo agudo de 90°), recomendamos incluir un undercut en T en lugar de reducir el radio en su modelo CAD.

#3 Diseño de agujeros

Los talleres CNC típicamente crean agujeros usando brocas. Estas vienen en tamaños estándar (diámetros), de 0,5 mm a 38 mm. Recomendamos diseñar sus agujeros con dimensión similar a cualquier tamaño estándar de broca. Esto elimina la necesidad de utillaje adicional, reduciendo costes de fabricación.

Sin embargo, si la funcionalidad requiere agujeros con diámetros no estándar, un maquinista los creará usando una fresa de extremo. Por tanto, los mismos requisitos para diseño de cavidades también aplican aquí.

#4 Diseño de paredes

Debe prestar atención al espesor de pared al diseñar paredes para fabricación CNC. Esto es porque las paredes delgadas son generalmente difíciles de fabricar con precisión debido a vibraciones del mecanizado.

Recomendamos diseñar paredes con espesor mínimo de 0,8 mm para piezas metálicas y 1,6 mm para plásticos. El requisito mayor para plásticos es porque son más propensos a ablandamiento y deformación que los metales durante el mecanizado.

#5 Diseño de textos y letras

Los textos y letras son bastante directos con mecanizado CNC. Una nota: es más rentable diseñar piezas con textos grabados en lugar de en relieve. Esto es porque la máquina CNC remueve menos material para lograr textos grabados que en relieve.

Además, recomendamos usar fuentes sans-serif (como Arial, Avenir, Verdana) con tamaño mayor a 22 puntos al diseñar piezas con textos.

Entrada relacionada: Cómo resolver sus desafíos de diseño de producto con fabricación sustractiva

Preparando su modelo de diseño CAD para CNC para mecanizado

Las reglas de diseño CAD para CNC ayudan a lograr modelos 3D optimizados, permitiendo a cualquier taller CNC crear sus piezas con precisión y rentabilidad. Sin embargo, la máquina CNC no entiende estos modelos 3D. Por tanto, necesita convertirlos a un formato compatible.

Un formato aceptable es el formato de archivo dxf. La mayoría de software CAD permite guardar en formato dxf, que luego puede importarse en un programa CAM y convertirse en lenguaje de programación CNC (también llamado G-code). El G-code automatiza la operación de la herramienta y la pieza para crear su producto.

Servicios de fabricación CNC: Gensun puede ayudar

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