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¿Qué es el mecanizado CNC? ¿Cuáles son sus pros y sus contras?
Descripción general del mecanizado CNC
El mecanizado CNC está controlado por una computadora para producir piezas de alta precisión. En este proceso, un programa de computadora controla el movimiento de la herramienta de corte y el programa CNC controla la herramienta de corte para eliminar material de la pieza de trabajo y crear la pieza terminada.
La tecnología CNC produce una variedad de componentes, incluidos los de metal, plástico y otros materiales.
El proceso también puede producir piezas con geometrías complejas y alta precisión, lo que lo convierte en una opción popular para aplicaciones en una amplia gama de industrias, incluidas la aeroespacial, automotriz, de dispositivos médicos y de bienes de consumo.
Ofrece varias ventajas sobre los métodos de mecanizado tradicionales, incluida una mayor precisión, consistencia y velocidad, así como la capacidad de producir geometrías complejas y detalles intrincados.
También permite el uso de herramientas y tecnologías de corte avanzadas, como centros de mecanizado multieje y mecanizado de alta velocidad, que pueden mejorar aún más la eficiencia y la calidad del proceso.
¿Cómo funciona el mecanizado CNC?
Los sistemas CNC modernos apuestan por reducir al máximo la intervención humana. Esto garantiza un rendimiento constante y continuo, lo que facilita la fabricación inteligente y ofrece excelentes resultados.
Sin embargo, la fabricación CNC requiere una cuidadosa consideración desde el diseño inicial hasta la fabricación final. Todo el proceso se divide en tres pasos diferentes.:
1- Diseño
El primer paso crítico en el mecanizado CNC implica aplicaciones de software como CAD, CAM y CAE.
Los ingenieros y diseñadores confían en estas herramientas para diseñar piezas y productos y luego evaluar su capacidad de fabricación.
Esta evaluación, conocida como Diseño para la Manufactura (DFM), es crucial.
Garantiza que el diseño esté optimizado para maximizar la eficiencia y reducir costos mientras se trabaja dentro de los límites de la tecnología existente.
En la mayoría de los casos, las herramientas CAD del mercado vienen con herramientas CAM internas, que ayudan con el preprocesamiento y la programación.
Una vez que se completa el diseño CAD, el diseñador lo convierte a un formato de archivo compatible con CNC, generalmente STEP o IGES.
2 – Preprocesamiento y programación.
La programación de máquinas CNC implica principalmente comunicarse con máquinas utilizando códigos G y códigos M.
Estos códigos son generados por el paquete de software CAM y sirven como guía para cortar trayectorias de herramientas en operaciones CNC.
Normalmente, si el diseño cumple con los estándares DFM (Diseño para Fabricación), el maquinista CNC no necesita intervenir en las fases de preprocesamiento u operación.
Sin embargo, si el diseño no cumple con estos criterios, es posible que se requiera cierto nivel de intervención manual para garantizar un rendimiento óptimo.
El preprocesamiento es un paso estándar en el mecanizado CNC y su duración depende de la calidad del diseño. La programación en código G o código M suele tardar sólo unos minutos.
Sin embargo, el éxito de la programación CNC depende de si el diseño cumple con las convenciones DFM. Un diseño preciso conduce a un código correcto y resultados satisfactorios, mientras que los defectos de diseño conducen a un código incorrecto y resultados deficientes.
3 – Mecanizado
La etapa final es el proceso de mecanizado, que utiliza el código proporcionado en el paso anterior para eliminar el exceso de material del bloque.
La precisión del mecanizado de la máquina es fundamental, pero replicar las dimensiones exactas de un modelo CAD suele ser un desafío.
Esta es la razón por la que los maquinistas suelen aplicar las tolerancias estándar ISO 2768, que varían según los requisitos de la industria.
Tolerancias más estrictas provocan mayores costes de fabricación, lo cual es un principio ampliamente aceptado.
Aplicaciones comunes para piezas mecanizadas CNC
El proceso de mecanizado es conocido por su precisión en la fabricación de piezas CNC y se aplica en una variedad de capacidades en numerosos campos.
Las industrias que más se benefician de las capacidades de mecanizado CNC incluyen:
| Aplicaciones industriales | Aplicación de materiales |
| Aeroespacial | Municiones y otros artículos similares. |
| Industria automotriz | Piezas de motor, piezas de transmisión, piezas de suspensión. |
| Dispositivos médicos | Implantes, prótesis e instrumentos quirúrgicos. |
| Consumible | Electrónica, juguetes y artículos domésticos comunes. |
| Maquinaria y herramientas | Bombas, válvulas y engranajes. |
| Creación de prototipos y R&D | Producción de prototipos y piezas de prueba con fines de investigación y desarrollo. |
| Fabricación de joyas | La joyería compleja requiere precisión y repetibilidad |
| Moho | Moldes y matrices para la producción de productos plásticos y metálicos. |
Las principales ventajas y desventajas del mecanizado CNC.
Estas son las principales ventajas y desventajas del mecanizado CNC.:
| Ventajas | Desventajas |
| Proporciona un control preciso de la herramienta de corte, lo que da como resultado piezas con tolerancias ajustadas y una excelente repetibilidad. | Las máquinas CNC son caras. Además, existen muchos tipos y la mayoría de las operaciones no son intercambiables. Esto hace que los requisitos de capital sean muy importantes para las pequeñas y medianas empresas. |
| Puede funcionar a altas velocidades, lo que permite que las piezas se produzcan más rápido. | Se requieren operadores capacitados: a diferencia de las máquinas tradicionales, los operadores de CNC requieren mucha capacitación para ponerse a trabajar. Esto significa que tienen mayor demanda y mayores exigencias salariales. |
| Garantiza una calidad constante, lo cual es excelente para productos de consumo o producción de gran volumen. | Si bien son eficientes, algunas operaciones CNC pueden desperdiciar más material que los procesos manuales; sin embargo, la precisión, repetibilidad y eficiencia que brindan pueden en muchos casos compensar esta deficiencia. |
| Proporciona la flexibilidad para crear una amplia gama de piezas, desde diseños simples hasta complejos, mediante una programación eficaz y los métodos de mecanizado adecuados. | |
| Garantiza una calidad constante, lo cual es excelente para los consumidores o la producción de gran volumen. | |
| Es rentable para la producción a gran escala, aprovechando las economías de escala para reducir el costo por pieza y satisfacer la necesidad de eficiencia y asequibilidad de la industria. | |
| Proporciona mayor seguridad que los métodos manuales, ya que el operador puede controlar la máquina de forma remota, lo que reduce la exposición a peligros como escombros, calor y otras amenazas. | |
| Dado que la mayoría de los procesos están automatizados, están optimizados para funcionar de manera consistente sin ninguna intervención, lo que reduce los requisitos generales de mantenimiento. |
Onlusión
El mecanizado CNC es la piedra angular de la industria moderna y ha despertado la curiosidad entre quienes no están en este campo.
Es un motor clave de la era industrial y desempeñará un papel importante en el futuro.
Si tiene buenas ideas y necesidades, bienvenido a contactarnos en el correo electrónico oficial de ZUERST, ¡ingenieros profesionales se comunicarán con usted individualmente para ayudarlo a hacer realidad sus grandes sueños!
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