Fresado CNC explicado: Técnicas, aplicaciones y beneficios

El fresado CNC es una de las tecnologías más impresionantes de este siglo. Debido a la fiabilidad y versatilidad del fresado CNC, la tecnología se ha expandido rápidamente a nuevas industrias como la fabricación de instrumentos musicales, industria electrónica, tratamiento médico y automóviles. Este es un método ideal para prototipado rápido y producción en masa de plásticos y metales. Aunque la mayoría del fresado CNC es adecuado para procesamiento de metales, estas herramientas son extremadamente versátiles y pueden producir piezas de precisión personalizadas para diversas industrias.

Aunque el proceso y uso del fresado CNC son bien conocidos para quienes están en la industria, las personas de fuera pueden no estar familiarizadas con su aplicación e incluso cómo funciona.

Por lo tanto, estudiaremos el fresado en profundidad, centrándonos en varios aspectos del proceso en sí y la maquinaria. Esto le ayudará a entender si necesita servicios de fresado CNC para producir piezas.

¿Qué es el fresado CNC?

A menudo se solicita mecanizado CNC cuando se busca fresado. El mecanizado se divide en fresado y torneado, pero hay una clara diferencia entre los dos. El mecanizado mecánico se refiere a tecnología de corte mecánico, que usa una variedad de herramientas para remover material a través de contacto físico. El fresado CNC es un método de fabricación que usa un sistema de control numérico por computadora para automatizar el proceso.

Antes del advenimiento de la tecnología informática, el fresado se realizaba manual o mecánicamente. Hoy en día, se lleva a cabo por máquina de fresado de control numérico por computadora. El fresado CNC (control numérico por computadora) es un proceso de procesamiento que usa control por computadora y herramientas de corte rotativas para remover gradualmente material de la pieza de trabajo y producir piezas o productos diseñados a medida.

Estas máquinas se llaman centros de mecanizado, y son horizontales o verticales según la dirección del husillo de la herramienta de corte. Un centro de mecanizado consiste en un almacén de herramientas, mesa giratoria, sistema de cambio automático de herramientas, control por computadora, carcasa y refrigerante. Ahora el fresado está integrado con el torneado y viceversa, lo que puede proporcionar mayor flexibilidad y aumentar la productividad. El proceso es adecuado para mecanizar varios materiales, como metal, plástico, vidrio y madera, y producir varias piezas y productos diseñados a medida.

El CNC controlado por computadora puede lograr una precisión inigualable, y convertir códigos digitales específicos en coordenadas cartesianas, asegurando así que cada pieza se produzca con precisión absoluta al más mínimo detalle, lo cual es casi imposible de realizar manualmente.

Para la producción de piezas de precisión, el fresado CNC es realmente inigualable. Asegure a los compradores de la precisión extremadamente alta de las piezas de fresado CNC, que no tiene parangón con los métodos de fresado tradicionales. La producción de piezas puede proporcionar un alto grado de repetibilidad, ya sea una sola pieza o múltiples piezas, puede proporcionar alta calidad, precisión exacta.

Proceso de fresado CNC

Como la mayoría de los procesos de mecanizado CNC mecánicos tradicionales, el proceso de fresado CNC usa control por computadora para operar y manipular máquinas herramienta que pueden cortar y dar forma a materias primas. Además, el proceso sigue las mismas etapas básicas de producción de todos los procesos de mecanizado CNC, incluyendo:

Diseñar modelos CAD 2D o 3D

Convertir modelo CAD a programa CNC

El programa puede usarse para verificar y modificar (si es necesario) para adaptarse a la función de la máquina. Además, los ingenieros de fabricación pueden usar este software para simular todo el proceso de corte.

Esto le permite verificar errores en el diseño y evitar crear modelos que no puedan producirse.

El programa también puede escribirse manualmente como en el pasado. Sin embargo, esto alargó enormemente todo el proceso. Por lo tanto, recomendamos hacer pleno uso de las posibilidades que ofrece el software de ingeniería moderno.

Configurar máquina de fresado CNC

Aunque la máquina CNC hace el trabajo de corte automáticamente, muchos otros aspectos del proceso aún requieren la ayuda del operador de la máquina. Fije la pieza de trabajo a la superficie de trabajo de la máquina herramienta (es decir, mesa de trabajo) o dispositivo de sujeción de pieza de trabajo (como un torno), y luego instale la herramienta de fresado en el husillo de la máquina herramienta.

Después de completar la configuración inicial, el operador verifica el programa de la máquina por última vez, y luego hace que la máquina encienda la luz verde.

Realizar operaciones de fresado

El proceso de fresado usa una herramienta rotativa que entra en contacto con la pieza de trabajo para producir viruta. Una vez que se inicia el proceso de fresado CNC, la máquina herramienta comienza a girar y cortar a una velocidad de hasta varios miles de RPM para producir la forma deseada. El fresado usa herramientas de corte cilíndricas que pueden girar en diferentes direcciones. A diferencia del taladrado tradicional, la herramienta puede moverse a lo largo de múltiples ejes. También tiene la capacidad de crear varias formas, ranuras, agujeros y otras impresiones necesarias. Además, la pieza de trabajo de la fresadora CNC puede moverse a través de la herramienta en una dirección específica.

Operaciones de fresado CNC

El fresado CNC es adecuado para muchas funciones diferentes, incluyendo roscas, chaflanes, ranurado, bolsillos, etc. Esto permite producir diseños complejos con precisión envidiable en un solo centro de fresado CNC. La tolerancia es de aproximadamente +/- 0.1 mm. SANS alta precisión tolerancia dentro de +/-0.003mm. Las operaciones de fresado CNC más comunes incluyen:

• Fresado frontal
• Fresado superficial
• Fresado angular
• Fresado de forma
• Fresado de perfil

Fresado frontal

El fresado frontal se refiere a operaciones de fresado en las que el eje de rotación de la herramienta de corte es perpendicular a la superficie de la pieza de trabajo. Este método usa una fresa frontal, que tiene dientes tanto en la periferia exterior como en la superficie de la herramienta. Los dientes de la periferia exterior se usan principalmente para cortar, mientras que los dientes finales se usan para acabado y son responsables del acabado superficial. Generalmente, el fresado frontal se usa para crear superficies planas y contornos en piezas terminadas, y puede producir acabados de mayor calidad que otros procesos de fresado.
Los tipos de fresado frontal incluyen fresado de extremo y fresado lateral, que usan fresas de extremo y fresas laterales, respectivamente.

Fresado superficial

Fresado plano, también conocido como fresado superficial o de losa. Usa una fresa horizontal y el eje de rotación de la herramienta de corte es paralelo a la superficie de la pieza de trabajo. Dependiendo de los resultados necesarios, es posible usar herramientas de superficie anchas o estrechas para fresado superficial.

Dependiendo de las especificaciones de la aplicación de fresado, se pueden usar cuchillas estrechas y anchas. Las cuchillas estrechas pueden hacer cortes más profundos, mientras que las cuchillas anchas pueden usarse para cortar áreas de superficie más grandes. Al usar cuchillas más anchas, velocidades de corte lentas y velocidades de avance rápidas producen la geometría aproximada de piezas diseñadas a medida.

Por supuesto, el acabado superficial de este corte puede no cumplir con los requisitos. El operador luego introdujo cuchillas de dientes más finos, velocidades de corte más rápidas y velocidades de avance más lentas para producir detalles más precisos de la pieza terminada. Por lo tanto, desde una perspectiva económica, la combinación de ambas es una buena opción.

Fresado angular

Fresado angular, también conocido como fresado de ángulo. A través de esta operación de fresado, el eje de rotación de la herramienta de corte está en un cierto ángulo con respecto a la superficie de la pieza de trabajo, podemos crear chaflanes, ranuras, etc.
Use una fresa angular simple (el ángulo se determina basado en el diseño específico que se está procesando) para producir características angulares como chaflanes, dientes de sierra y ranuras. Una aplicación común de fresado angular es la producción de colas de milano, que usan herramientas de cola de milano de 45°, 50°, 55° o 60° según el diseño de la cola de milano.

Fresado de forma

El fresado de forma se refiere a operaciones de fresado que involucran superficies y contornos irregulares. Se requieren herramientas especiales para producir contornos de superficie más complejos. Cuchillas convexas, cóncavas y de chaflán redondo son todos ejemplos de herramientas usadas aquí. Estas herramientas pueden ayudar a crear ranuras circulares, bordes circulares, etc., como piezas con diseños complejos con superficies curvas y planas o completamente curvas. Estas herramientas deben tener los parámetros correctos para lograr los resultados deseados.

Fresado de perfil

Una operación de fresado común, la máquina herramienta crea una trayectoria de corte en la superficie vertical o inclinada de la pieza de trabajo. Este proceso usa equipos de fresado de contorno y herramientas de corte, que pueden ser paralelas o perpendiculares a la superficie de la pieza de trabajo, usadas para producir piezas convexas y cóncavas. El proceso incluye 3 pasos: desbaste, semi-acabado y acabado.

Este trabajo se beneficiará enormemente del fresado CNC, porque la tecnología de 4 y 5 ejes puede acelerar enormemente la operación y proporcionar mayor calidad.

Otras operaciones de fresado

Además de las operaciones anteriores, la máquina de fresado también puede usarse para completar otras operaciones de fresado y mecanizado especializadas. Ejemplos de otros tipos de operaciones de máquina de fresado disponibles incluyen:

Fresado a horcajadas: El fresado a horcajadas se refiere a operaciones de fresado en las que la máquina herramienta procesa dos o más superficies de pieza de trabajo paralelas en un solo corte. Este proceso usa dos herramientas en el mismo mandril de la máquina herramienta, que se disponen de manera que las herramientas están ubicadas a cada lado de la pieza de trabajo y ambos lados pueden fresarse simultáneamente.

Fresado en grupo: El fresado en grupo se refiere al uso de dos o más herramientas (generalmente herramientas de diferentes tamaños, formas o anchos) en el mismo husillo de la máquina. Cada herramienta puede realizar la misma operación de corte u operaciones de corte diferentes al mismo tiempo, produciendo así diseños más complejos y piezas complejas en un tiempo de producción más corto.

Fresado de engranajes

Sí, el fresado también puede usarse para producir engranajes. El primero es el fresado de engranajes. La flexibilidad del material hace que sea más fácil fabricar piezas, mientras se logran grandes tolerancias. Luego, el engranaje pasa por un proceso de tratamiento térmico para endurecer la superficie. Después de eso, el torneado CNC será responsable del resultado final.

Ventajas del mecanizado CNC

Como otros tipos de control numérico por computadora usados en aplicaciones de mecanizado, el fresado CNC tiene las siguientes ventajas

Alta precisión

Ya sea que esté produciendo un prototipo inicial o producto final, puede estar seguro de que el proyecto coincidirá con las dimensiones especificadas en el archivo CAD o CAM. Tal alta precisión puede traerle muchas ventajas, incluyendo mayor productividad y reducción de desperdicio de material. También maximiza el costo de procesamiento de hardware.

La precisión y exactitud extremadamente altas del fresado CNC hacen que se use en campos aeroespaciales y médicos, que necesitan realizar cada detalle sin ningún error.

Versatilidad

La disponibilidad de máquinas de fresado CNC verticales y horizontales y centros de fresado CNC multi-eje proporciona excelente versatilidad. Como resultado, pueden procesar con precisión proyectos con varias complejidades y parámetros.

Alta repetibilidad

No importa cómo aplique CNC, ya sea torneado, torneado o taladrado, puede confiar en que la máquina produzca productos basados en archivos CAD o CAM cada vez. Esto trae beneficios similares a los proporcionados por la precisión del centro de fresado CNC, como reducción de desperdicio y aumento de eficiencia.

Alta eficiencia

Porque las máquinas de fresado CNC pueden ejecutarse en piloto automático y no requieren mucha participación humana, pueden funcionar continuamente durante varios días sin tiempo de inactividad, produciendo consistentemente piezas con la misma precisión. El proceso automatizado en el que se basa el fresado CNC también significa que se requieren menos personas para monitorear y operarlo, lo que no solo mejora la eficiencia, sino que también reduce los costos de producción.

Solo se requieren unos pocos expertos calificados para supervisar todo el proceso, lo que significa mayor eficiencia de costos para el cliente final.

Posibilidades avanzadas

Gracias al software de automatización avanzado y software de diseño, incluso si el proceso de fabricación en sí es similar, las máquinas de fresado CNC pueden superar a los técnicos más hábiles que operan máquinas manuales.
Esto no solo significa mejor consistencia y eliminación de errores humanos, sino que también significa que es posible producir diseños mucho más complejos con diferentes tamaños, formas e incluso texturas.

Alta consistencia

Dado que el proceso detrás del fresado CNC es mayormente automatizado, puede producir excelente consistencia incluso si la persona que maneja la herramienta cambia.
Una vez creado el archivo maestro del diseño, puede usarse para crear un número ilimitado de copias, todas con la misma calidad sin ninguna desviación. Cada pieza coincidirá perfectamente con la versión anterior, incluso para el operador manual más hábil.

Aplicaciones del mecanizado CNC

Debido a que las máquinas CNC tienen precisión extremadamente alta, es comprensible por qué se usan ampliamente en la industria aeroespacial, donde la tecnología juega un papel crucial en la producción de varias piezas usadas para garantizar la seguridad y función normal de las aeronaves.

El mecanizado CNC también juega un papel vital en el campo de la tecnología médica porque permite el uso de múltiples grados de titanio y acero inoxidable para fabricar piezas y herramientas que se usan comúnmente para hacer bisturíes, equipos médicos e implantes.

Con el avance de la tecnología CNC, haciéndola más barata y confiable, se ha usado cada vez más en productos de consumo, como productos electrónicos o equipos deportivos, especialmente para piezas que requieren precisión y combinación de materiales metálicos y plásticos.

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