Dominar el grabado CNC:tipos, beneficios y usos prácticos

El grabado es una técnica de fabricación milenaria con una rica trayectoria histórica en el camino de la humanidad. Ha experimentado avances increíbles a lo largo de la historia y tiene diversas aplicaciones multifacéticas, particularmente en las artes. Hoy en día, estos avances nos han llevado al grabado CNC, un proceso de gran importancia.

Este artículo ofrece una discusión en profundidad sobre el mecanizado de grabado CNC, su flujo de trabajo y sus tipos. Además, también cubriremos sus beneficios, capacidades materiales y aplicaciones.

¿Qué es el grabado CNC?

El grabado es el proceso de eliminar gradualmente una pequeña cantidad de material de una superficie a lo largo de un camino definido. El proceso deja una marca visible en la superficie del sustrato (pieza de trabajo). El grabado CNC es la versión moderna del grabado mediante el cual la tecnología CNC automática guía la herramienta de grabado con alta exactitud y control de precisión.

El mecanizado de grabado tiene una amplia gama de aplicaciones, como decoración y rotulación. Además, es compatible con una gran variedad de materiales y es un proceso rentable.

¿Cómo funciona el grabado CNC?

Profundicemos un poco más en el mundo del grabado y veamos cómo funciona en un entorno industrial. El flujo de trabajo de grabado CNC es el siguiente:

CAD :Inicialmente, un diseñador crea una visualización del patrón de grabado en un software CAD. El maquinista debe tener un conocimiento sólido de CAD para poder crear patrones complejos de manera rápida y precisa.

CAM :El software de fabricación asistida por computadora (CAM) es un software especial que se utiliza para generar programas para la máquina de grabado CNC de acuerdo con el diseño CAD. El ingeniero de CAD/CAM utiliza este software para seleccionar herramientas relevantes para el proceso de grabado, parámetros de proceso y establecer rutas de herramientas. Finalmente, el software CAM genera un archivo de código G escrito en una sintaxis que la máquina CNC comprende.

Configuración :Antes de que comience el mecanizado de grabado, un operador de la máquina instala la pieza de trabajo en la máquina. Durante este proceso, la colocación y nivelación de la pieza de trabajo es importante para evitar errores de fabricación.

Grabado CNC :Finalmente, comienza el proceso de grabado. La tecnología CNC es automática, por lo que los técnicos no tienen que interferir mucho después de algunos procedimientos iniciales. Una vez finalizado el proceso, la pieza de trabajo se desmonta y la máquina está lista para el siguiente proyecto.

Ahora podemos pasar a conocer más sobre los diferentes tipos de procesos de grabado CNC. Si bien todos logran resultados más o menos similares, difieren en muchos aspectos.

Grabado rotativo CNC

El grabado rotativo utiliza una herramienta de corte giratoria para eliminar material del sustrato. La herramienta de corte es bastante similar a una herramienta de mecanizado normal y tiene bordes cortantes en forma de flautas. Imagínese cómo una broca gira y corta el material debido a sus bordes afilados.

La forma y el tamaño de los cortadores son importantes ya que crean ranuras exactamente igual a su forma. Las formas más comunes son las fresas en forma de V y de bola (redondeadas).

El grabador CNC tiene un husillo especial para sujetar y girar estas herramientas de grabado rotativas. Generalmente, el grabado CNC es un proceso de alta velocidad con velocidades de hasta 20.000 RPM. Además, la profundidad de corte está en el rango de 0,5 a 3 mm, dependiendo de las propiedades del material y los requisitos de diseño.

Estas capacidades hacen que el grabado rotativo CNC sea muy versátil. Además, también es económico y funciona con la mayoría de los materiales.

Grabado láser CNC

El grabado láser CNC es fundamentalmente diferente del grabado rotativo. En este proceso, un rayo láser de alta intensidad calienta la superficie del sustrato a una temperatura en la que se produce la sublimación (cambio directo de fase de sólido a gas). Como resultado, deja una marca en la superficie.

La máquina de grabado láser CNC lleva un cabezal láser para producir el rayo láser. El movimiento de este cabezal está controlado por CNC, lo que hace que este proceso sea notablemente preciso y rápido. Además, el grabado láser es bastante fiable y duradero.

Finalmente, nos gustaría hacer un pequeño desvío para aclarar un concepto erróneo común que la gente tiene entre el grabado láser, el marcado láser y el grabado láser. El marcado láser es bastante similar al grabado láser, pero con una profundidad de sangría mucho menor. De ahí la palabra “marcar”. El grabado con láser es un proceso completamente diferente que utiliza una reacción química para eliminar material de la superficie. Es un proceso de baja energía en comparación con el grabado láser.

Grabado de arrastre de diamante

El nombre "grabado de arrastre de diamante" se explica por sí mismo. En este proceso, una punta de diamante afilada se arrastra sobre una superficie para realizar la operación de grabado. Dado que el diamante es el material más duro conocido, es una herramienta de grabado eficaz. Además, el grabado con arrastre de diamante no implica rotación de la herramienta. Por lo tanto, el proceso de eliminación de material principal es el rayado.

El grabado por arrastre de diamante CNC es muy preciso y rápido debido al control preciso de los movimientos de la herramienta. Además, la dureza superior del diamante lo hace adecuado incluso para los metales más duros.

Materiales comunes utilizados para el mecanizado de grabado

El mecanizado de grabado es un proceso diverso en términos de compatibilidad de materiales. Dado que su mecánica no es demasiado extrema y depende de operaciones básicas de corte/grabado, puede grabar con CNC una gran variedad de materiales.

En las siguientes secciones, analizamos las principales categorías de materiales que una máquina de grabado CNC puede manejar cómodamente.

Metales

Los metales suelen ser el tipo de material más común que se encuentra en los talleres de grabado CNC. Grabado de metal es como una versión menos intensa del fresado CNC, que utiliza el mismo tipo de cortadores CNC y parámetros de corte. De hecho, la mayoría de las máquinas CNC han servido como máquinas de grabado en algún momento de su servicio.

Lo mismo ocurre con el grabado láser, donde el objetivo principal no es cortar el metal sino grabar su superficie.

Sin embargo, los metales no siempre son fáciles de mecanizar y pueden requerir herramientas especiales como cortadores revestidos. Además, los metales también son más caros que otros materiales grabables como los plásticos.

Una lista de metales que se pueden grabar con CNC:

• Aluminio
• Acero y acero inoxidable
• Oro
• Latón
• Cobre
• Plata

Además de estos metales comunes, también se pueden grabar con CNC metales más duros como las aleaciones de titanio. Generalmente, la dureza es la propiedad más importante a tener en cuenta al realizar un grabado CNC, ya que define la dificultad de deformar la superficie. En consecuencia, para materiales más duros, los expertos recomiendan fresas de grabado de alto rendimiento o fresas de diamante con resorte.

Plásticos

Los plásticos son otro grupo de materiales en el mecanizado de grabado CNC. El nombre "plásticos" representa un gran grupo de polímeros, la mayoría de los cuales son compatibles con el grabado CNC. Generalmente, los termoplásticos son más adecuados para el grabado debido a su excelente estabilidad térmica entre otros grupos de plásticos.

Los plásticos son compatibles tanto con el grabado láser CNC como con el mecanizado de grabado rotativo. Aunque, cuando se trata de plásticos, el grabado láser es la opción más popular. Es rápido, de bajo mantenimiento y muy preciso. Sin embargo, en algunos casos existe un riesgo ambiental, ya que algunos plásticos se queman con un humo que requiere un escape adecuado de la instalación.

Para el grabado rotativo CNC, el plástico tampoco es completamente desconocido. Los plásticos son materiales fáciles de cortar que admiten velocidades de corte y avances muy altos. En el lado negativo, a veces crean rebabas y pueden ablandarse al cortar, lo que limita la productividad. La gestión de estos inconvenientes produce excelentes resultados. 

Algunos plásticos comunes para grabado CNC:

• Polietileno
• Poliestireno
• Poliamida
• ABS
• Nailon
• Poliuretano

Madera

El grabado en madera tiene muchas aplicaciones artísticas, como decoración del hogar, regalos y artículos de lujo. Es natural, suave y, en general, la opción más económica entre los materiales que comentamos. Además, es compatible con máquinas de grabado CNC tanto láser como rotativas.

Hay algunos consejos a tener en cuenta al grabar en madera para evitar pérdidas de tiempo y dinero. La madera es un material anisotrópico. Esto significa que sus propiedades no son consistentes en todas las direcciones. En cambio, varían ligeramente según la orientación de las vetas, los nudos y los anillos de crecimiento. Por lo tanto, tenga esto en cuenta al seleccionar madera para proyectos de grabado.

Además, el contenido de humedad y aceite también puede afectar negativamente la eficacia de un grabador láser CNC. Además, si utiliza una máquina de grabado rotativa, tenga cuidado con el polvo de madera.

Los tipos comunes de maderas grabables incluyen:

• Madera blanda
• Madera dura
• Balsa
• Abedul
• Corcho

Ventajas del grabado CNC

El uso generalizado del grabado CNC es una prueba de que es un proceso factible con varios beneficios. En esta sección destacamos estas ventajas.

Precisión y exactitud

La alta precisión y la exactitud dimensional son las características que definen la tecnología CNC. Lo mismo se aplica a una grabadora CNC. El control de movimiento automático CNC puede generar grabados extremadamente precisos de hasta un impresionante +/- 0,0025 mm.

Este nivel de precisión es más que suficiente para la mayoría de aplicaciones de mecanizado de grabado.

Ahorro de tiempo

En los viejos tiempos del grabado manual, los artesanos necesitaban horas o incluso días para completar un proyecto de grabado. Utilizaron herramientas manuales y confiaron en sus habilidades humanas para grabar, lo que, comprensiblemente, consumía mucho tiempo.

Sin embargo, la máquina de grabado CNC moderna es automática y rápida. Graba con avances rápidos y una precisión notable para lograr resultados en cuestión de minutos.

Personalización

El uso del software CAD/CAM en el grabado CNC permite una personalización rápida y sencilla de los diseños de grabado. Los usuarios tienen la oportunidad de realizar cambios en su diseño CAD e implementarlos inmediatamente en el proceso.

Esta instalación es de gran comodidad en talleres especializados en creación rápida de prototipos o en múltiples proyectos simultáneamente. Pueden erradicar errores rápidamente o cambiar a un diseño diferente, aumentando la productividad.

Aplicaciones del Grabado CNC

El grabado CNC tiene innumerables aplicaciones en una amplia gama de industrias. Si bien no podemos cubrirlos todos, los más importantes se analizan brevemente a continuación.

Fabricación de letreros :Las señales de tráfico o los anuncios suelen ser producto del grabado CNC. Es permanente y puede soportar diferentes condiciones climáticas. Por lo tanto, muy adecuado para esta aplicación.

Joyas :Jewelers CNC graba artículos como colgantes y pulseras para crear diseños llamativos o textos personalizados.

Marcado industrial :Casi todas las industrias tienen marcas para equipos, seguridad, instrucciones, etc. El mecanizado de grabado es un método popular para realizar marcas industriales duraderas y personalizadas.

Premios y Trofeos :¡Los trofeos siempre son buenos con tu nombre! Es muy probable que ese nombre esté ahí debido a una máquina de grabado CNC.

Conclusión

El grabado CNC es sin duda una parte crucial de la industria manufacturera moderna y cuenta con una amplia gama de capacidades y aplicaciones. También podemos disfrutar apreciando los patrones artísticos y las señales/marcas útiles que se encuentran en todas partes en nuestro entorno. ¡Esto es lo que el mecanizado de grabado aporta al mundo!

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Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre grabado y aguafuerte?

Tanto el grabado como el grabado crean el mismo resultado al eliminar algo de material de la superficie de la pieza de trabajo. Sin embargo, dependen de diferentes fenómenos físicos. El grabado es un proceso mecánico que elimina material cortándolo con una herramienta afilada. El grabado es un proceso químico que quema el material de la superficie.

¿Qué software se utiliza en una máquina de grabado CNC?

Las máquinas de grabado CNC requieren software CAD/CAM para realizar tareas de grabado. El programa permite al usuario especificar la geometría de grabado, seleccionar la herramienta y los parámetros de corte, y la trayectoria de la herramienta. Una vez finalizado, genera comandos para transmitirlos al controlador de la máquina.

¿Qué cortadores o brocas se necesitan para el grabado CNC?

El grabado CNC utiliza cortadores o brocas similares a las máquinas CNC normales. El tipo más común es el cortador de broca en V que tiene una punta de carburo sólido. Las fresas totalmente de carburo también son populares. Para materiales más duros también se utilizan fresas con punta de diamante. Si el diseño requiere una superficie redondeada, se utilizan fresas de punta esférica.