¿Qué significa CNC? ¿Alguna vez te has preguntado, "¿Qué significa CNC?" El mecanizado CNC, o fabricación CNC, es un proceso que utiliza máquinas de control numérico por computadora (CNC), que son herramientas como fresas y tornos guiadas por instrucciones de computadora que controlan la precisión de los instrumentos.

Qué es Mecanizado CNC? CNC significa "Control numérico por computadora" y el mecanizado CNC se define como un proceso de fabricación sustractivo, que generalmente utiliza controles de computadora y máquinas herramienta, para producir piezas diseñadas a medida. Esta es una forma de fabricación fundamentalmente diferente en comparación con las tecnologías aditivas (impresión 3D) o formativas (moldeo por inyección). Los mecanismos de remoción de material tienen implicaciones significativas en los beneficios, limitaciones y restricciones de diseño de CNC. El mecanizado CNC es una tecnología de fabricación digital: produce piezas de alta precisión con excelentes propiedades físicas directamente desde un archivo CAD. Debido al alto nivel de automatización, CNC tiene un precio competitivo tanto para piezas personalizadas únicas como para producciones de volumen medio.

Proceso de mecanizado CNC:

El mecanizado CNC es un proceso de fabricación que utiliza controles informáticos para operar y manipular máquinas y herramientas de corte para dar forma a materias primas, como metal, plástico, madera, espuma, compuestos, etc., para producir piezas personalizadas.

El proceso y las operaciones de mecanizado CNC incluyen las siguientes etapas:

Diseñar modelos CAD

Convierta archivos CAD a programas CNC

Equipado con máquina CNC o centro de mecanizado CNC

Ejecutar instrucciones de operación de mecanizado.

Tipos de máquinas CNC

Las primeras máquinas de control numérico datan de la década de 1940, cuando se emplearon motores por primera vez para controlar el movimiento de herramientas preexistentes. A medida que avanzaban las tecnologías, los mecanismos se mejoraron con computadoras analógicas y, en última instancia, con computadoras digitales, lo que llevó al surgimiento del mecanizado CNC.

La gran mayoría de los arsenales CNC actuales son completamente electrónicos. Algunos de los procesos operados por CNC más comunes incluyen soldadura ultrasónica, perforación y corte por láser. Las máquinas más utilizadas en los sistemas CNC incluyen las siguientes:

Fresadoras CNC Las fresadoras CNC pueden ejecutarse en programas compuestos por indicaciones basadas en números y letras que guían las piezas a lo largo de varias distancias. La programación empleada para una máquina de molino podría basarse en código G o algún lenguaje único desarrollado por un equipo de fabricación. Los molinos básicos consisten en un sistema de tres ejes (X, Y y Z), aunque la mayoría de los molinos más nuevos pueden acomodar tres ejes adicionales.

Fresado CNC de 3 ejes Las máquinas son muy comunes, ya que pueden usarse para producir las geometrías más comunes. Son relativamente fáciles de programar y operar, por lo que los costos iniciales de mecanizado son relativamente bajos.

El acceso a la herramienta puede ser una restricción de diseño en el fresado CNC. Como solo hay tres ejes con los que trabajar, es posible que sea imposible llegar a ciertas áreas. Esto no es un gran problema si la pieza de trabajo debe girarse solo una vez, pero si se necesitan múltiples rotaciones, los costos de mano de obra y mecanizado aumentan rápidamente.

Mecanizado CNC de 5 ejes describe un sistema de fabricación computarizado controlado numéricamente que agrega dos ejes de rotación a los movimientos lineales de 3 ejes de la máquina herramienta tradicional (X, Y, Z) para proporcionar a la máquina herramienta acceso a cinco de los seis lados de la pieza en una sola operación. Al agregar un accesorio de sujeción de trabajo giratorio e inclinable (o muñón) a la mesa de trabajo, la fresadora se convierte en lo que se denomina una máquina 3+2, o indexada o posicional, que permite que la fresa se acerque a cinco de los seis lados de una máquina. pieza de trabajo prismática a 90° sin que un operador tenga que reajustar la pieza de trabajo.

Sin embargo, no es exactamente una fresadora de 5 ejes, porque los ejes cuarto y quinto no se mueven durante las operaciones de mecanizado. Agregar servomotores a los ejes adicionales, más el control computarizado para ellos, la parte CNC, lo convertiría en uno. Una máquina de este tipo, que es capaz de realizar un contorneado simultáneo completo, a veces se denomina fresadora CNC de 5 ejes "continua" o "simultánea". Los dos ejes adicionales también pueden incorporarse en el cabezal de mecanizado o dividirse: un eje en la mesa y otro en el cabezal.

Los tornos CNC se utilizan ampliamente porque pueden producir piezas a un ritmo mucho más alto y a un costo por unidad más bajo que las fresadoras CNC. Esto es especialmente relevante para volúmenes más grandes.

La principal restricción de diseño de los tornos CNC es que solo pueden producir piezas con un perfil cilíndrico (piense en tornillos o arandelas). Para superar esta limitación, las características de la pieza a menudo se fresan con CNC en un paso de mecanizado separado. Como alternativa, se pueden utilizar centros CNC de torno-fresado de 5 ejes para producir la misma geometría en un solo paso.

Máquinas de descarga eléctrica

El mecanizado por descarga eléctrica (EDM, por sus siglas en inglés), conocido alternativamente como mecanizado por penetración y por chispa, es un proceso quemoldea piezas de trabajo en formas particulares con chispas eléctricas. Con EDM, se producen descargas de corriente entre dos electrodos, y esto elimina secciones de una pieza de trabajo determinada.

Cuando el espacio entre los electrodos se vuelve más pequeño, el campo eléctrico se vuelve más intenso y, por lo tanto, más fuerte que el dieléctrico. Esto hace posible que pase una corriente entre los dos electrodos. En consecuencia, cada electrodo elimina porciones de una pieza de trabajo. Los subtipos de EDM incluyen:

Wire EDM: Wire EDM utiliza la erosión por chispa para eliminar porciones de un material electrónicamente conductor.

Sinker EDM: Sinker EDM utiliza un electrodo y una pieza de trabajo empapados en fluido dieléctrico con el fin de formar piezas.

En un proceso conocido como lavado, los desechos de cada pieza de trabajo terminada son arrastrados por un dieléctrico líquido, que aparece una vez que se detiene la corriente entre los dos electrodos y está destinado a eliminar cualquier carga eléctrica adicional.

Cortadores de chorro de agua

En el mecanizado CNC, los chorros de agua son herramientas que cortan materiales duros, como granito y metal, con aplicaciones de agua a alta presión. En algunos casos, el agua se mezcla con arena o alguna otra sustancia abrasiva fuerte. Las empresas a menudo dan forma a las piezas de las máquinas de fábrica a través de este proceso.

Los chorros de agua se emplean como una alternativa más fría para materiales que no pueden soportar los procesos intensivos en calor de otras máquinas CNC. Debido a su naturaleza más fría, varios sectores como la industria aeroespacial y la minería dependen de los chorros de agua, donde los utilizan para tallar y cortar, entre otras funciones. Las empresas también utilizan cortadores por chorro de agua para aplicaciones que requieren cortes muy complicados en el material, ya que la falta de calor evita cualquier cambio en las propiedades intrínsecas del material que pueda resultar del corte de metal sobre metal.

Materiales de mecanizado CNC

El proceso de mecanizado CNC es adecuado para una variedad de materiales de ingeniería, que incluyen:

Metal (por ejemplo, aluminio, latón, acero inoxidable, acero aleado, etc.)

Plástico (p. ej., PEEK, PTFE, nailon, etc.)

Madera

Espuma

Composicion

El material óptimo para la selección para aplicar a una aplicación de fabricación CNC depende en gran medida de la aplicación de fabricación particular y sus especificaciones. La mayoría de los materiales se pueden mecanizar siempre que puedan soportar el proceso de mecanizado, es decir, que tengan suficiente dureza, resistencia a la tracción, resistencia al corte y resistencia química y a la temperatura.

El material de la pieza de trabajo y sus propiedades físicas se utilizan para determinar la velocidad de corte, el avance de corte y la profundidad de corte óptimos. Medida en pies de superficie por minuto, la velocidad de corte se refiere a qué tan rápido la máquina herramienta corta o elimina material de la pieza de trabajo. La velocidad de avance, medida en pulgadas por minuto, es una medida de qué tan rápido se alimenta la pieza de trabajo hacia la máquina herramienta, y la profundidad de corte es qué tan profundo corta la herramienta de corte en la pieza de trabajo. Por lo general, la pieza de trabajo se someterá primero a una fase inicial en la que se mecaniza de manera aproximada a la forma y las dimensiones aproximadas diseñadas a la medida, y luego emprenderá una fase de acabado en la que experimentará velocidades de avance más lentas y profundidades de corte más superficiales para lograr su forma más precisa y precisa. especificaciones precisas.

Aplicaciones del mecanizado CNC

Una de las mejores cosas del mecanizado CNC es la amplia gama de aplicaciones que ha encontrado a lo largo de los años.

Aquí recopilamos algunos ejemplos recientes para ilustrar cómo los profesionales han explotado los beneficios del mecanizado CNC para obtener los mejores resultados en diferentes situaciones industriales. Úsalos como inspiración para tus proyectos.

Aeroespacial

La industria aeroespacial fue una de las primeras industrias en utilizar el mecanizado CNC. Esto se debe a su capacidad para fabricar piezas ligeras con excelentes propiedades físicas y tolerancias muy estrechas. El mecanizado CNC se utiliza tanto para piezas de aviones como también durante las etapas de desarrollo.

Automotor

El mecanizado CNC tiene aplicaciones en la industria automotriz cuando se requiere la fabricación de piezas personalizadas de alto rendimiento.

Eléctrico

El mecanizado CNC también ayuda en la creación de prototipos y la producción de productos electrónicos de consumo. Estos dispositivos electrónicos incluyen computadoras portátiles, teléfonos inteligentes y muchos otros. El chasis de un Apple MacBook, por ejemplo, proviene del mecanizado CNC de aluminio extruido y luego anodizado.

Médico

El mecanizado CNC ofrece su uso en varios materiales médicamente seguros. Dado que el proceso es adecuado para piezas personalizadas únicas, tiene muchas aplicaciones en la industria médica. Las estrechas tolerancias que ofrece el mecanizado CNC son esenciales para el alto rendimiento de los componentes médicos mecanizados.

Equipo de comunicación

Las empresas de comunicaciones confían en piezas de primera calidad en el diseño de sus equipos. La calidad inferior puede causar fallas en el equipo, lo que lleva a llamadas interrumpidas, transmisión de video deficiente y apagones de transmisión satelital. El mecanizado CNC es una de las mejores formas de garantizar equipos de telecomunicaciones fabricados con precisión. La tecnología informática permite el diseño y la producción de piezas especiales complejas. Los maquinistas CNC tienen acceso a una serie de técnicas de mecanizado innovadoras quepermítales producir incluso las piezas más complejas.

robótica

La precisión dimensional es vital en robótica. Los robots a menudo trabajan entre puntos fijos en el espacio y no pueden aceptar grandes desviaciones en la precisión dimensional. En GT, ofrecemos mecanizado CNC con una tolerancia estándar de ±0,05 mm y tolerancias superiores a pedido. Esto es crucial para aplicaciones que exigen movimientos precisos y altamente repetibles.

El mecanizado CNC permite controlar con precisión el acabado de la superficie. En muchos casos de robótica donde se requiere agarre o succión, la planitud de la parte y la rugosidad de la superficie son propiedades críticas. El mecanizado CNC puede producir piezas con una rugosidad superficial de Ra 0,8 μm e incluso menos con procesos de acabado adicionales.

Ultimas palabras

El fresado CNC es un proceso inmensamente eficiente que ayuda a eliminar material de una pieza de trabajo con diversas complejidades geométricas. Por lo tanto, debe tomar cuidadosamente una decisión de compra en función de sus requisitos, presupuesto y horas de trabajo.

La mayoría de las fábricas de máquinas pequeñas no tienen que trabajar con patrones geométricos intrincados; por lo tanto, una máquina de 3 ejes hace el trabajo por ellos. Para aplicaciones especializadas, como trabajar en geometrías complejas, los maquinistas deben comprar una máquina de 4 ejes. Si necesita la máxima precisión en sus piezas mecanizadas y está trabajando en geometrías complejas e inclinadas, una máquina de 5 ejes es la indicada para usted.

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