Fresado a favor vs. convencional: diferencias clave y cuándo usar cada uno

El fresado es una forma de fabricación sustractiva que implica cortar una superficie plana estacionaria con una herramienta rotativa. El fresado a favor (climb) y el fresado convencional son las dos formas principales que los mecanizadores utilizan para fresar una pieza. Sin embargo, elegir entre ellas suele ser un reto, ya que ambas tienen méritos y deméritos.

Aquí examinamos las diferencias, ventajas y desventajas del fresado convencional y a favor. También proporcionamos factores a considerar al elegir entre ellos para ayudarle a tomar las decisiones de mecanizado correctas.

¿Qué es el fresado a favor (Climb Milling)?

También conocido como fresado hacia abajo (down milling), se refiere a un proceso donde la herramienta de corte y la pieza giran en la misma dirección. Una ventaja del fresado a favor es que no hay posibilidad de recorte. La razón es que los dientes de la herramienta suben sobre la pieza durante el fresado, depositando las virutas detrás del cortador. Es importante notar que la formación de viruta en este proceso comienza con un espesor completo, pero a medida que avanza el corte, el espesor disminuye.

¿Qué es el fresado convencional?

Es el proceso tradicional de fresado CNC, donde la herramienta de corte gira en dirección opuesta a la pieza. También llamado fresado hacia arriba (up milling), el corte en fresado convencional ocurre en dirección ascendente.

A diferencia del fresado a favor, la formación de viruta en fresado convencional comienza desde cero y aumenta gradualmente. Además, las virutas cortadas permanecen en la trayectoria del cortador debido a su rotación ascendente.

Principales diferencias entre fresado a favor y convencional

La deflexión de la herramienta que afecta la precisión de corte es una diferencia mayor entre estos dos métodos.

En fresado convencional, la deflexión es paralela al corte, lo que se traduce en mayor control sobre el proceso y menor margen de error. En fresado a favor, la deflexión suele ser perpendicular al corte. Esta dirección puede disminuir o aumentar el ancho del corte, afectando su precisión.

Al desbastar una pieza, la recomendación es probar el fresado a favor, que produce un resultado más rápido. Además, durante el desbaste, los efectos de la deflexión en la precisión son despreciables, ya que el pase de acabado hará la pieza más precisa.

Ventajas del fresado a favor vs. convencional

Ambos procesos tienen ventajas según la aplicación. Examinémoslas, ya que pueden influir en su elección del método más adecuado para su pieza.

Ventajas del fresado a favor

Mejor vida útil de la herramienta

La herramienta de corte usada en este proceso suele tener mayor vida útil que en fresado convencional. La razón es que la herramienta no sufre tanto estrés durante el corte. Una fresa usada para fresado a favor experimenta menor generación de calor y deflexiones. Esto resulta en menos desgaste, viviendo la herramienta hasta un 50 % más que en fresado convencional.

Mejor acabado superficial

Dado que el espesor de viruta disminuye a medida que avanza el fresado a favor, resulta en menos deflexiones durante el corte. Además, el corte deposita las virutas detrás del cortador, eliminando el recorte y garantizando un excelente acabado en las piezas mecanizadas.

Baja carga de corte y generación de calor

Hay menor generación de calor durante el fresado a favor por la reducción gradual del ancho de viruta. Además, al ser la fuerza de corte hacia abajo, hay reducción de la carga total de corte y requisitos de sujeción de la pieza, especialmente en procesos de fresado horizontal. La fuerza descendente del cortador también puede ayudar a eliminar el chatter manteniendo la pieza firmemente contra la superficie inferior.

Simplifica la sujeción de la pieza

El fresado a favor trabaja con fuerza descendente, por lo que en fresado frontal ayuda a apoyar la pieza contra la superficie inferior, reduciendo el chatter en fondos delgados.

Ventajas del fresado convencional

Las ventajas clave del fresado convencional sobre el a favor incluyen:

Mayor estabilidad

Mientras el fresado a favor tiende a atraer la pieza hacia el operador al cortar hacia abajo, el convencional lo hace en dirección opuesta. Por tanto, ofrece al mecanizador mayor control, traduciéndose en mayor estabilidad. Comparado con el fresado hacia abajo, no hay vibración excesiva en el convencional. Así, para estabilidad, el fresado convencional gana.

Cero retroceso (backlash)

La ausencia de retroceso es un factor que destaca al fresado convencional. Esta ausencia es porque el fresado convencional no tira de la mesa hacia arriba, asegurando estabilidad óptima.

Control óptimo

Durante operaciones de fresado convencional, hay mayor tendencia de la fresa a deflectarse alejándose de la pieza. Esta deflexión asegura que hay mínima posibilidad de cortes no intencionales. Incluso si ocurren, su profundidad sería insignificante. Así, para control óptimo, el fresado convencional gana.

Desventajas del fresado a favor vs. convencional

Aunque ambos tienen ventajas, también tienen desventajas. Aquí algunas:

Desventajas del fresado a favor

Retroceso (Backlash)

Es una desventaja mayor del fresado a favor, especialmente donde las fuerzas del cortador son lo suficientemente fuertes. El fresado a favor ocurre con ayuda de una fuerza descendente. Esta fuerza afecta no solo a la pieza, sino que también podría afectar a la mesa, tirándola hacia la herramienta de corte.

Si hay retroceso, el tirón de la mesa ocurre con la misma cantidad de retroceso. Si hay suficiente retroceso, hay alta tendencia a que la mesa se rompa, lo que podría lesionar al operador. Esto es especialmente cierto cuando la herramienta opera a alta capacidad.

Hoy en día, las fresadoras vienen equipadas con eliminadores de retroceso. Esto ayuda a reducir el retroceso, permitiendo a los mecanizadores aprovechar los beneficios del fresado a favor sin obstáculos.

Vibraciones excesivas

Con fresado a favor, trabajar a alta velocidad de avance o mecanizar piezas gruesas resultaría en vibraciones severas. La causa es el impacto de la herramienta sobre la pieza. Estas vibraciones son perjudiciales ya que a menudo resultan en deflexiones de herramienta que podrían afectar la precisión. También podrían dañar la pieza.

No ideal para materiales más duros

Dado que el espesor de viruta es mayor al inicio del corte en fresado a favor, usar este proceso en materiales más duros dañaría la herramienta. Esto podría ocurrir con herramientas de acero, hierro fundido, titanio y otros materiales duros. Así, para mecanizar materiales duros, el fresado convencional gana.

Desventajas del fresado convencional

Acabado no suave

El corte ascendente usado en este proceso dificulta lograr un acabado suave. Esto se debe al número de deflexiones experimentadas por la pieza y la herramienta, resultando en una superficie más rugosa.

Sin embargo, esta tasa de deflexión también hace al fresado convencional ideal para mecanizar materiales más duros como acero y hierro fundido.

El proceso genera calor excesivo

Otro inconveniente del fresado convencional es el calor generado. Este calor se debe a que la formación de viruta es gradual, resultando a menudo en sobrecalentamiento de la herramienta. Una consecuencia es la reducción de su vida útil.

Daño a la herramienta

Las fuerzas de fricción y ascendentes generadas durante el fresado convencional a menudo producen calor excesivo. Con calor excesivo, la herramienta sufre daño, reduciendo su vida útil, precisión y exactitud de la pieza.

Consejos y trucos para fresado a favor vs. convencional

¿Busca mecanizar su producto? Aquí algunos consejos y trucos útiles:

• Es mejor usar fresado convencional si desea eliminar material rugoso. Evite usarlo en el corte final, ya que produciría una superficie rugosa.
• Al usar una fresadora manual, es mejor siempre usar fresado convencional, ya que produce resultados óptimos.
• La profundidad de corte y la vida de la herramienta son opuestos, así que busque un equilibrio. Aumentar la profundidad reduce la vida de la herramienta y viceversa.
• Si usa una máquina tradicional para fresado a favor, asegúrese de que tenga eliminador de retroceso para prevenir accidentes.
• Evite usar fresado a favor en material oxidado o para el primer pase en una superficie rugosa.

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Conclusión

Fresado a favor vs. convencional es un debate que lleva mucho tiempo entre mecanizadores experimentados y novatos. Sin embargo, ambos procesos tienen sus puntos fuertes e inconvenientes.

En este artículo, discutimos sus diferencias y las ventajas y desventajas de estas técnicas, para que pueda tomar decisiones informadas sobre cuál es ideal para su proyecto.

Preguntas frecuentes

¿Por qué el fresado hacia abajo se llama fresado a favor?

El nombre fresado a favor viene del hecho de que al fresar con esta técnica, los dientes del cortador suben sobre la superficie de la pieza. Esto resulta en la deposición de virutas detrás del cortador, reduciendo la incidencia de recorte.

¿Por qué el fresado a favor da mejor acabado?

Hay dos razones principales: primero, este proceso deja las virutas cortadas detrás del cortador, reduciendo el recorte. Segundo, el corte a favor reduce las fuerzas de corte, lo que se traduce en menos deflexión de herramienta y mejor acabado.

Sin embargo, es importante notar que el fresado convencional produce mejor acabado en casos de deflexión significativa de herramienta.

¿Es mejor fresar a favor o convencional?

El mejor depende del tipo de máquina, preferencia y requerimiento de material. Sin embargo, el mecanizado convencional es mejor opción para mecanizado manual, especialmente usando una máquina sin eliminador de retroceso.