Transición a piezas pequeñas en corte de metal CNC

Cómo un maquinista comenzó a lo grande y se volvió micro

Cuando comencé como maquinista hace 25 años, era un mundo muy diferente al que vemos hoy en los servicios de corte de metal CNC, donde las piezas (y las herramientas) son cada vez más pequeñas y los requisitos cada vez más exigentes. Incluso hace 10 años, si alguien me hubiera preguntado si estaría haciendo micromecanizado, habría dicho "¡Absolutamente no! Es DEMASIADO pequeño, demasiado quisquilloso, demasiado dolor de cabeza”. Pero luego llegué a trabajar en Metal Cutting Corporation y mi vida, y mi perspectiva sobre los servicios de mecanizado de precisión, cambió sustancialmente.

Aquí estoy, pasando el mejor momento de mi vida y amando los desafíos que conlleva el micromecanizado en una de las principales empresas de corte de metales CNC. Entonces, ¿qué fue tan diferente cuando pasé de mecanizar piezas de 6' (182,88 cm) de largo a trabajar en un taller que rutinariamente fabrica piezas de 6 mm (0,236") o incluso más cortas?

Tolerancias más estrictas y desbarbado más desafiante

En Metal Cutting, el 99 % de las piezas que fabricamos son tan pequeñas que tenemos que inspeccionarlas con un microscopio o una lupa para asegurarnos de que ciertas características estén dentro de la tolerancia solicitada por el cliente, se vean bien y no tengan rebabas. Como regla general, las tolerancias son mucho más estrictas cuando se fabrican piezas pequeñas, y el desbarbado es más desafiante debido a la dificultad de acceder a las características muy pequeñas de las piezas. ¿Cómo se desbarba una parte con un diámetro casi tan pequeño como un cabello humano?

En este micromundo, lograr tolerancias estrictas y desbarbar puede parecer el mayor desafío al pasar de cortar piezas grandes a cortar piezas muy pequeñas. Sin embargo, aquí en el taller de corte de metales, aprendí rápidamente que teníamos nuestros propios "secretos" que nos permiten mantener tolerancias muy estrictas y hacer que el desbarbado sea más fácil de lo que podría haber imaginado, viniendo de un mundo de piezas grandes.

Además, vi de primera mano que al hacer corte de metal CNC de piezas pequeñas versus grandes, existen diferencias fundamentales en los materiales utilizados; una vertiginosa selección de herramientas para realizar tareas muy precisas; diferencias dramáticas en las velocidades y avances utilizados al producir piezas muy pequeñas; e incluso diferencias en cómo se aplica el refrigerante.

Más materiales desafiantes

Cuando comencé a mecanizar hace 25 años, normalmente trabajaba con materiales básicos como acero inoxidable 303 y 304, latón y aluminio. Con el tiempo, los talleres de corte de metales CNC desarrollaron especialidades y nichos de mercado, y esto me permitió aprender sobre materiales adicionales y trabajar con metales más "exóticos".

Además, el proceso de corte de metal CNC a menudo utiliza materiales muy diferentes para el micromecanizado. Por ejemplo, mientras que el níquel titanio se puede usar para hacer una pieza pequeña, como un clip médico, este material no se fabrica en tamaños más grandes para hacer una pieza grande, como el eje de una máquina. Entonces, cuando llegué a Metal Cutting en 2009, tuve que aprender sobre una nueva selección de metales, incluidas superaleaciones y otros materiales que son extremadamente difíciles de mecanizar. Cuando comencé a trabajar con tungsteno y molibdeno, pensé que nunca sería capaz de mecanizarlos a mi gusto.

Afortunadamente, Internet fue, y sigue siendo hoy, un recurso útil que me brindó orientación mientras exploraba nuevos materiales y diferentes formas de hacer las cosas en el mundo del micromecanizado. Por ejemplo, el sitio de Practical Machinist ofrece una selección completa de foros e hilos de discusión donde puede comparar notas y aprender de otros maquinistas experimentados. Otra buena fuente son los foros de CNCzone.com, un sitio para profesionales y aficionados. El sistema de tablón de anuncios para las revistas Home Shop Machinist y Taller de Maquinistas es un recurso inteligente de bricolaje para proyectos simples; incluso lo usamos para complementar la formación de nuestros aprendices de taller.

Deslumbrante selección de herramientas en corte de metal CNC

A medida que aprendí más sobre los materiales más exigentes que se utilizan en los servicios de corte de metal CNC para piezas muy pequeñas, también llegué a apreciar la selección de herramientas que pueden trabajar con estos materiales y lograr los resultados deseados sin romperse. Del mismo modo, cuando llegué a Metal Cutting y comencé a mecanizar piezas con diámetros tan pequeños como un cabello humano, estaba asombrado de las herramientas capaces de realizar un trabajo tan preciso, así como de los ingenieros que las diseñaron. Uno pensaría que algo tan pequeño se rompería a las velocidades y avances a los que necesitamos operar para manejar la carga de virutas de la producción de miles de piezas pequeñas.

Hoy en día, las empresas de corte de metales CNC tienen la ventaja adicional de contar con herramientas que, si se usan correctamente, son más resistentes, duraderas y precisas; algunos ni siquiera requieren refrigerante y muchos están disponibles con diferentes recubrimientos. De hecho, ahora hay posibilidades casi infinitas en la disponibilidad de herramientas; si puede imaginar una tarea en particular, es probable que alguien haya creado una herramienta que pueda realizarla.

Velocidades y avances más rápidos

Por lo general, hay una gran diferencia en las velocidades y los avances cuando se usa corte de metal CNC para producir piezas muy pequeñas. Cuando comencé a hacer mecanizado, la velocidad más alta que solía usar era de 2000 RPM; 10,000 RPM estaba más allá de mis sueños más salvajes. Cuando llegué a Metal Cutting, el primer trabajo que hice requirió 15 000 RPM para hacer un pequeño orificio en una pieza y, para mi asombro, lo logré a la perfección. Hoy en día, cuando realizo una tarea como cortar un orificio de 0,013″ (0,3302 mm) de diámetro, normalmente puedo operar una máquina a una velocidad de 24 000 RPM.

En general, las velocidades se basan en la herramienta utilizada y las pautas del fabricante de la herramienta; cuanto más pequeñas son las herramientas, más rápidas son generalmente las RPM. Cada fabricante proporciona una fórmula para calcular la velocidad recomendada y el acabado superficial por minuto (SFM). Los avances variarán según la herramienta y el fabricante, así como el material que se corte y cualquier tipo de recubrimiento presente.

Prestar atención a las pautas del fabricante sobre velocidades y avances mínimos y máximos ayuda a prolongar la vida útil de la herramienta y garantizar que obtenga buenos resultados. Estoy seguro de que, como yo, el 99 % de los maquinistas dirían que empiezan despacio y se ajustan según sea necesario para lograr los resultados deseados mientras se esfuerzan por mantenerse dentro de los parámetros del fabricante.

Suministro de refrigerante en la vanguardia

Cuando comencé con el mecanizado, el proceso de corte de metal CNC usaba casi uniformemente enfriamiento por inundación, donde tanto la herramienta como la pieza se inundaban con refrigerante. Hoy en día, el 99 % de los talleres utilizan refrigeración a través del husillo, que permite que el refrigerante llegue directamente al borde de corte y expulsa las virutas del área, para ayudar a evitar que la herramienta se caliente y acumule material que puede desafilar el borde. o incluso hacer que la herramienta se rompa.

Ya sea que esté utilizando una herramienta de torneado, un taladro, una fresa de extremo o una barra de mandrinar, es fundamental asegurarse de que las virutas se evacuen correctamente; esto es especialmente cierto cuando se fabrican miles y miles de piezas, como hacemos aquí en Metal Cutting. Además, a diferencia de las piezas grandes, puede ser más difícil pasar por detrás del corte en una pieza pequeña. Sin embargo, nuestro suministro de refrigerante a alta presión ayuda a garantizar que no tengamos problemas con la acumulación de virutas o la rotura de herramientas; además, nos ayuda a lograr un hermoso acabado superficial en las piezas que producimos.

Al igual que con las velocidades y los avances, es importante seguir las recomendaciones del fabricante de la herramienta sobre qué tipo de refrigerante usar en el proceso de corte de metal CNC; hacerlo puede ayudar a evitar roturas, optimizar la vida útil de la herramienta y ahorrar costos. Aquí en Metal Cutting, generalmente usamos un refrigerante soluble en agua o un aceite, según las pautas de la herramienta, así como el material que se corta y la preferencia del maquinista.

El aprendizaje nunca termina

Donde antes hacía corte de metal CNC con piezas con tolerancias desde 0,020″ (0,508 mm) hasta 0,001″ (0,0254 mm), hoy en Metal Cutting rutinariamente mecanizo piezas con tolerancias de 0,00020″ (0,00508 mm) o 0,00010″ (0,00254 mm), con 0.00050″ (0.0127 mm) TIR. Hacer esa transición requirió desarrollar nuevas habilidades y explorar diferentes formas de hacer las cosas.

Encuentro que esto sigue siendo cierto hoy, cuando continúo mejorando mis habilidades y trabajo para perfeccionar aún más el proceso de corte de metal CNC con cada proyecto. Incluso con trabajos repetitivos, siempre puedo hacer mejoras, por ejemplo, acelerar el avance o el husillo, usar un refrigerante diferente o ajustar otras variables para aumentar la productividad, acelerar el tiempo de respuesta y mejorar la rentabilidad.

Para obtener consejos sobre cómo crear las mejores especificaciones para su pieza de metal pequeña de precisión, descargue nuestra guía gratuita, Cómo ajustar su solicitud de cotización para su máxima ventaja:Preguntas frecuentes sobre el abastecimiento de piezas pequeñas.