Diseño CNC CAD:una descripción general para diseñadores de productos

Las máquinas de control numérico por computadora (CNC) que utilizan una herramienta cilíndrica giratoria para crear cortes en una pieza de trabajo de forma autónoma han revolucionado por completo la industria manufacturera. Esta tecnología de fabricación elimina el error humano común en las tecnologías de fabricación convencionales. También ofrece mayor exactitud y precisión y mayor velocidad de producción.

Pero cuando se fabrica con máquinas CNC, no se empieza a cortar las piezas de inmediato. Los diseñadores de productos primero deben diseñar su modelo en un 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 CNC.

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

5 reglas para el diseño CNC CAD

El proceso de mecanizado CNC es sustractivo:elimina porciones de material de una pieza de trabajo para formar el producto deseado. Esta naturaleza sustractiva provoca algunas restricciones en el tipo de funciones que puede mecanizar.

Por ejemplo, casi siempre es imposible mecanizar superficies inaccesibles para la herramienta de corte. E incluso después de encontrar herramientas de corte especiales capaces de acceder a estas superficies, es probable que aún enfrente el desafío de lograr el grosor de pared y los tamaños de cavidad deseables. Sin embargo, puede evitar estos desafíos siguiendo los siguientes consejos durante la fase de dibujo asistido por computadora del proceso de desarrollo de su producto.

#1 Diseño de cavidades

Herramienta de fresado final

Las herramientas de fresado final (utilizadas en cavidades de fresado CNC) suelen tener una longitud de corte de aproximadamente 3-4 veces su diámetro. Como tal, le recomendamos que diseñe la profundidad de la cavidad para que sea como máximo cuatro veces el ancho de la cavidad. Esto ayuda a evitar imprecisiones en el mecanizado causadas por la desviación y la vibración de la herramienta.

Sin embargo, si la funcionalidad de su diseño requiere una mayor profundidad, es posible que desee considerar el uso de herramientas especializadas para crear sus cavidades.

Obtenga más información sobre los diferentes tipos de herramientas de corte CNC.

#2 Diseño de bordes internos

Debido a la naturaleza sustractiva de las máquinas CNC, crean esquinas redondeadas (o filetes) entre los bordes internos de una cavidad. Los diseñadores de productos tienen en cuenta estas esquinas redondeadas al incluir una dimensión de radio de esquina interna en cada borde interno en su dibujo CAD.

La dimensión del radio de la esquina interna depende del tamaño de las herramientas de fresado disponibles que cumplan con el requisito de profundidad de la cavidad que mencionamos anteriormente. Además, le recomendamos que diseñe el radio de la esquina interna para que tenga al menos un tercio de la profundidad de la cavidad.

Sin embargo, suponga que la funcionalidad de su diseño requiere radios de esquina internos más pequeños (o un ángulo agudo de 90°). En ese caso, le recomendamos que incluya un socavado de hueso en T en lugar de reducir el radio de la esquina en su modelo CAD.

#3 Diseño de agujeros

Los talleres de máquinas CNC suelen crear agujeros con brocas. Estas brocas vienen en tamaños estándar (o diámetros), que van desde 0,5 mm hasta 38 mm. Le recomendamos que diseñe sus orificios para que tengan una dimensión similar a cualquiera de los tamaños de broca estándar. Esto elimina la necesidad de herramientas adicionales, lo que reduce los costos de fabricación.

Sin embargo, si la funcionalidad de su diseño requiere orificios con diámetros no estándar, entonces un maquinista creará estas características de orificio utilizando una herramienta de fresado final. Por lo tanto, los mismos requisitos que mencionamos para el diseño de cavidades también se aplican aquí.

#4 Diseño de paredes

Debe prestar mucha atención al grosor de la pared cuando diseñe paredes para la fabricación CNC. Esto se debe a que las paredes delgadas generalmente son difíciles de fabricar con precisión debido a las vibraciones del mecanizado.

Le recomendamos que diseñe las paredes para que tengan un grosor de pared mínimo de 0,8 mm para las piezas de metal y de 1,6 mm para las de plástico. El requisito de mayor dimensión de espesor de pared para los plásticos se debe a que son más propensos a ablandarse y deformarse que los metales durante las operaciones de mecanizado.

#5 Diseño de texto y letras

Los textos y las letras son bastante sencillos de lograr con el mecanizado CNC. Sin embargo, una cosa a tener en cuenta:es más rentable diseñar piezas con textos grabados en lugar de texto en relieve. Esto se debe a que la máquina CNC elimina menos material para lograr textos grabados que textos grabados.

Además, le recomendamos que utilice fuentes Sans-serif (como Arial, Avenir, Verdana) con un tamaño de fuente superior a 22 puntos al diseñar piezas con texto y letras.

Publicación relacionada:Cómo resolver sus desafíos de diseño de productos con la fabricación sustractiva

Preparación de su modelo de diseño CNC CAD para mecanizado CNC

Las reglas de diseño CNC CAD ayudan a lograr modelos CAD 3D optimizados, lo que permite que cualquier taller de mecanizado CNC cree sus piezas de manera precisa y rentable. Sin embargo, la máquina CNC no entiende estos modelos 3D. Por lo tanto, debe convertir estos modelos a un formato compatible con la máquina CNC.

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

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