Optimización de dibujos CAD para mecanizado de precisión: guía completa

Ya sean piezas metálicas o plásticas, los dibujos CAD son cruciales para diseñar y fabricar productos finales. El procesamiento computarizado de dibujos CAD nos ayuda a resolver estos problemas, pero la mayoría de diseñadores o desarrolladores de producto no comprenden plenamente cómo se usan los documentos en el taller, por lo que suelen proporcionar solo uno de ellos para solicitar cotización o fabricación.

Hoy, desde la perspectiva del fabricante, explicamos por qué siempre pedimos dibujos CAD que incluyan tanto 2D como 3D, para que pueda generar ambos formatos y así producir piezas de precisión más rápido y con mayor exactitud.

¿Qué es un dibujo CAD 3D?

CAD 3D significa Diseño Asistido por Computadora. Es un sistema técnico usado por ingenieros, arquitectos y artistas para diseñar y producir documentación técnica. El software 3D crea un modelo de datos con toda la información dimensional de la pieza, incluso si no se muestra en pantalla en un momento dado. Lo que se ve suele parecer un objeto sólido que puede rotarse y verse desde cualquier ángulo, ofreciendo una perspectiva profunda.

Algunos de los mejores software 3D son UG, SolidWorks, Rhino, Catia, etc. La interacción con dibujos CAD 3D es mayor, y el proceso 3D se ha vuelto muy preciso y rápido, permitiendo a fabricantes producir en masa. El dibujo CAD 3D es software muy eficaz para nuestra producción, ayudando a crear diferentes formas de manera sencilla.

¿Cómo se usa el archivo CAD 3D en fabricación?

En la fabricación de piezas mecanizadas, los archivos 3D tienen propósitos importantes.

Primero, ayudan al fabricante a entender el volumen físico y la geometría de la pieza; entender el tamaño ayuda a pedir inventario de materia prima. Si es un ensamblaje, vemos su función y propósito de diseño.

Segundo, al contener datos brutos, generan programas de corte para cualquier proceso de mecanizado CNC. El modelo 3D se convierte en G-code, indicando la trayectoria que la máquina controlada por computadora sigue para cortar la forma de la materia prima. La máquina CNC puede fresar y tornear diversas formas para completar el producto final.

El archivo 3D también ayuda a calcular el peso exacto de la pieza para verificar volumen y embalaje. Sabemos exactamente cómo se empaquetarán su producto o piezas.

¿Qué es un dibujo CAD 2D?

El dibujo CAD 2D es una técnica usada por delineantes para diseñar, dibujar y editar ilustraciones técnicas. Es un dibujo lineal bidimensional que muestra solo una cara de la pieza. Funciona como una instantánea de la pieza. Los dibujos CAD 2D se crean digitalmente con software gráfico, o se exportan directamente del modelo 3D con un clic. Los diseñadores suelen necesitar tres vistas diferentes para mostrar toda la pieza, más algunos detalles adicionales.

¿Cómo se usa un archivo CAD 2D en fabricación?

Los dibujos CAD 2D son puntos clave para nosotros, los fabricantes. Los usamos para obtener información más detallada sobre productos o piezas. Todo ingeniero mecánico debe especificar cada detalle o área importante para comunicar al fabricante todo lo relevante sobre la pieza y cómo debe verse, sentirse y funcionar. Todo archivo CAD 2D debe incluir al menos:

• Dimensiones físicas y tolerancias
• Tamaño, ubicación y tipo de rosca de agujeros
• Rugosidad superficial
• Acabado superficial y color
• Tipo de material
• Radio de esquina
• Dimensiones críticas

Para operaciones de mecanizado manual, el dibujo 2D debe contener suficiente información para formar todas las características de la pieza. Los maquinistas expertos interpretan bien los planos para fabricar productos a mano. Para equipos CNC modernos, este tipo de dibujo se usa principalmente para especificar tratamientos de acabado superficial y cómo medir las piezas.

Solo usted (el diseñador) sabe cómo se usará la pieza y cuáles son sus funciones clave. Nuestros ingenieros de diseño y mecánicos necesitan entender su uso en productos, o las funciones y usos de las piezas, y plasmar toda esta información en dibujos de ingeniería 2D. Cuando esto está claro, saben qué requiere el cliente final para cumplir sus expectativas.

Si solo muestra dibujos de ingeniería 2D para fabricar piezas de mecanizado CNC, aún necesitaríamos generar archivos 3D, lo que reduciría nuestro tiempo y coste, permitiendo cotizar y producir en menos tiempo. Recuerde: en mecanizado CNC, los archivos 3D se usan para fabricar piezas y los 2D para medirlas. (Comparación 3D vs 2D CAD: ¿Cuál es la diferencia y ventajas?)

Cómo obtener dibujos CAD

Hoy, los dibujos de ingeniería CAD son estándar en muchas industrias, existiendo muchos programas CAD gratuitos y de pago que cumplen sus requisitos. Algunos de los mejores son SolidWorks y AutoCAD.

En software técnico, hay muchos ingenieros de diseño que pueden crear estos archivos para usted. Los diseñadores CAD suelen tener profundo conocimiento de la tecnología, creando rápidamente contenido visual adecuado para su producto, y exportando los dibujos 3D y 2D requeridos para enviar al fabricante. Si algunos proveedores tienen capacidades de diseño, también pueden obtener dibujos CAD originales del fabricante actual y optimizar el diseño desde ahí.

Cualquier programa CAD debería crear los archivos necesarios, pero cada uno tiene su propio tipo de archivo. Aunque los archivos nativos ofrecen gran flexibilidad para sus programas específicos, no todos se convierten fácilmente entre formatos.

Los problemas de conversión de archivos CAD ralentizan la velocidad general y pueden causar retrasos costosos, por lo que es importante entender los diferentes formatos. (Artículo relacionado: 6 técnicas para importar dibujos CAD)

Formatos de archivo CAD comunes

Formatos nativos de CAD

Los formatos nativos de PTC Creo, Siemens NX, CATIA, SolidWorks, Autodesk Inventor y otros son propietarios y requieren conversión y verificación para procesamiento posterior.

AutoCAD (.dwg): El formato 3D CAD más popular, es el formato original. Formato nativo de Autodesk AutoCAD, el primer CAD ampliamente usado. La extensión significa «dibujo», es un formato binario compacto. En la cabecera almacena metadatos: nombre, versión, tamaño, estilo. En datos de objeto, almacena entidades de objeto y objetos no gráficos (diccionarios). También guarda información de clase y mapeo de objetos.

Parasolid (.x_t): Parasolid es un programa de modelado geométrico cuya extensión contiene información del dibujo CAD 3D: geometría, topología y color. Lo mejor: los archivos .X_T se exportan como texto, facilitando importación/exportación entre programas CAD.

Formatos neutros de CAD

El formato 3D neutro es muy útil para compartir entre diferentes programas CAD. Estos formatos recogen inherentemente menos metadatos que los nativos, perdiendo algunos detalles finos, pero son excelentes para colaboración.

Estereolitografía o «Lenguaje de Teselación Estándar» (.stl): Desarrollado originalmente por 3D Systems, el formato STL usa triángulos rugosos para describir la forma y área superficial de un diseño CAD 3D. Describe datos brutos sin unidades específicas, usado para prototipado rápido, impresión 3D y fabricación computarizada. Suele usarse en forma binaria para ser más compacto y compatible con varios software CAD.

STEP (.stp y .step): STEP significa Estándar para el Intercambio de Datos de Modelo de Producto. Almacena imágenes 3D en formato ASCII. Aunque el formato AMF almacena más información, muchas empresas manufactureras prefieren STEP para cotizar piezas. Su intercambio estándar ISO distribuye datos 3D para visualizarlos en diversos software CAD. .stp y .step son extensiones intercambiables para archivos STEP.

Especificación Inicial de Intercambio Gráfico (.iges): Formato CAD estándar nacional inventado por la Fuerza Aérea de EE. UU. IGES permite intercambiar diagramas de circuitos, alambrados, superficies libres o representaciones de modelado sólido de modelos de producto. Diseñado para integrar automáticamente archivos de diseño aeroespacial, ahora disponible para civiles que usan dibujos de ingeniería tradicionales, modelos de análisis y otras necesidades de fabricación.