Fresado CNC: Guía completa del mecanizado moderno

En el panorama de la fabricación moderna, el fresado CNC es una tecnología indispensable y avanzada. Utiliza herramientas controladas por ordenador para cortar con precisión piezas complejas y de alta calidad a partir de materias primas. Ya se trate de componentes aeroespaciales de alto rendimiento o de minúsculas piezas de dispositivos médicos, el fresado CNC convierte los planos de diseño en realidad con una eficacia excepcional.

Esta guía le proporcionará una visión completa de los principios básicos del fresado CNC, los tipos principales, los materiales más comunes y sus aplicaciones de amplio alcance en diversas industrias, ayudándole a comprender mejor la tecnología y a tomar decisiones informadas para su próximo proyecto.

¿Qué es el fresado CNC?

El fresado CNC es un proceso de fabricación sustractivo. Utiliza una herramienta de corte multipunto giratoria de alta velocidad que se desplaza a lo largo de una trayectoria preprogramada (código G) en un espacio tridimensional, eliminando progresivamente el material sobrante de una pieza de trabajo para dar forma a la pieza deseada.

A diferencia del torneado CNC tradicional, que hace girar la pieza para cortarla, el fresado CNC utiliza principalmente un herramienta giratoria. Por ello, es especialmente adecuado para piezas asimétricas, con múltiples curvas y geométricamente complejas.

El flujo de trabajo de fresado CNC

Un proyecto típico de fresado CNC, desde el diseño hasta la pieza final, suele seguir cuatro pasos fundamentales:

1. Diseño asistido por ordenador (CAD)

• • Este es el primer paso de todo el proceso. Los ingenieros utilizan software CAD (como SolidWorks, AutoCAD o Fusion 360) para crear un modelo digital 3D de la pieza. Este modelo digital contiene toda la información geométrica y las tolerancias dimensionales.

2. Programación de fabricación asistida por ordenador (CAM)

• • El software CAM es el puente entre el diseño y la fabricación. Un programador importa el modelo CAD en el software CAM para desarrollar una estrategia de mecanizado. Este proceso incluye:
    
    • • Generación de trayectorias: Calcular cómo se moverá la herramienta en el espacio 3D para cortar eficazmente el material.
    • • Ajuste de los parámetros de corte: Ajuste de parámetros como la velocidad del husillo, el avance y la profundidad de corte.
    • • Generación de código G: El software CAM traduce todas las instrucciones de mecanizado al lenguaje que la máquina CNC puede entender: código G y código M.

3. Preparación y fijación de la máquina

• • Un operario monta con seguridad el material en bruto en la mesa de trabajo de la máquina. Al mismo tiempo, las herramientas necesarias del programa se cargan en el almacén de herramientas y se miden sus longitudes y diámetros.

4. Mecanizado automatizado

• • Una vez que todo está listo, el operario pone en marcha la máquina. A continuación, la máquina realizará automáticamente el corte basándose en el programa de código G preestablecido. Todo el proceso está automatizado y no requiere intervención manual.

Principales ventajas del fresado CNC

El fresado CNC se ha convertido en una opción de primer orden para la fabricación moderna debido a varias ventajas clave:

• • Alta precisión y repetibilidad: El sistema de movimiento controlado por ordenador garantiza tolerancias de las piezas en el rango de las micras y, en la producción por lotes, cada pieza mantiene una consistencia extremadamente alta.

• • Gestión de geometrías complejas: Con el movimiento multieje, es fácil fabricar en 3D superficies complejas y características internas difíciles de conseguir con los métodos tradicionales.

• • Producción de alta eficiencia: El funcionamiento automatizado reduce la intervención manual, lo que permite que una sola máquina trabaje de forma continua 24 horas al día, 7 días a la semana, aumentando significativamente la eficiencia de la producción.

• • Amplia compatibilidad de materiales: Desde plásticos blandos hasta aleaciones duras de calidad aeroespacial, el fresado CNC puede procesar casi cualquier material.

Tipos y capacidades de fresado CNC

Las capacidades más significativas del fresado CNC se reflejan en la gran variedad de operaciones de corte que puede realizar, satisfaciendo los requisitos geométricos de diferentes piezas. Estos son algunos de los principales tipos de operaciones de mecanizado en el fresado CNC:

1. Fresado frontal

• Cómo funciona: Esta operación utiliza la cara frontal de la fresa para eliminar una gran cantidad de material de una superficie, principalmente para crear un plano liso y plano.

• Aplicaciones: Comúnmente utilizado para el desbaste inicial de una pieza, proporcionando una superficie plana de referencia para las operaciones de acabado posteriores, o para la fabricación de características planas.

2. Fresado de contornos

• Cómo funciona: La herramienta de corte se desplaza por el contorno exterior o interior de una pieza para crear formas y curvas complejas en 2D o 3D.

• Aplicaciones: Muy utilizado para la fabricación de piezas con superficies curvas complejas, como levas, moldes y álabes de turbina.

3. Ranurado

• Cómo funciona: Esta operación utiliza una herramienta con una anchura igual a la ranura, o realizando pasadas repetidas, para cortar ranuras rectas o curvas, chaveteros y ranuras en la pieza.

• Aplicaciones: A menudo se utiliza para crear ranuras de chaveta, carriles guía o ranuras de ventilación en una pieza.

4. Bolsillo

• Cómo funciona: Esta operación consiste en cortar una cavidad o cajera cerrada y de profundidad fija en el interior de la pieza.

• Aplicaciones: Una de las operaciones más comunes para la fabricación de moldes, carcasas, disipadores de calor y otras piezas que requieren la eliminación de material interno.

5. Taladrado y roscado

• Cómo funciona: Aunque las fresadoras sirven principalmente para fresar, también pueden taladrar y roscar. El taladrado crea un orificio redondo en la pieza, mientras que el roscado corta roscas internas en el orificio.

• Aplicaciones: Se utiliza para crear orificios de montaje, orificios roscados y otras características que son comunes en casi todos los tipos de piezas.

Guía de los materiales de fresado CNC más comunes

Elegir el material adecuado es el primer paso crucial para el éxito de un proyecto. Cada material tiene unas propiedades físicas y químicas únicas que determinan directamente la facilidad de mecanizado, el rendimiento del producto final y su coste.

1. Aleaciones de aluminio

• • Propiedades: Ligero, buena conductividad térmica y alta maquinabilidad.

• • Grados comunes6061 (uso general) y 7075 (grado aeroespacial).

• • Consideraciones sobre el mecanizado: Requiere corte a alta velocidad y abundante refrigerante para evitar la deformación térmica.

• • Acabados superficiales: A menudo se someten a anodizado o chorro de arena.

• • Aplicaciones típicas: Piezas de drones y aviones, componentes de automoción, carcasas de electrónica.

2. 2. Acero inoxidable

• • Propiedades: Alta resistencia, resistencia a la corrosión y gran tenacidad.

• • Grados comunes: 303/304 (común) y 316 (mayor resistencia a la corrosión).

• • Consideraciones sobre el mecanizado: Requiere el uso de herramientas de carburo y un enfoque de corte de baja velocidad y alto avance para controlar el calor y el desgaste de la herramienta.

• • Aplicaciones típicas: Instrumental médico quirúrgico, equipos de procesamiento de alimentos.

3. Plásticos técnicos

• • Propiedades: Ligero, buen aislante y resistente al desgaste.

• • Grados comunes: POM (uso general), PEEK (alto rendimiento) y ABS (resistencia al impacto).

• • Consideraciones sobre el mecanizado: La escasa conductividad térmica requiere un control cuidadoso de los parámetros de corte para evitar la fusión o el alabeo.

• • Aplicaciones típicas: Componentes de dispositivos médicos, cajas electrónicas, prototipos funcionales.

Diseño para la fabricación (DFM): Producción eficiente

Para garantizar que sus piezas puedan fresarse de la forma más eficaz posible, recomendamos tener en cuenta los siguientes principios de DFM durante la fase de diseño:

• • Evite las esquinas internas afiladas: Las herramientas de corte son redondas, por lo que las esquinas internas afiladas aumentan la dificultad y el coste del mecanizado.

• • Ratios de aspecto del control: Los elementos finos o largos tienden a vibrar durante el fresado, lo que afecta a la calidad.

• • Elija el material adecuado: Seleccione el material más adecuado para el fresado CNC en función de las necesidades de rendimiento de la pieza y de su presupuesto.

Control de calidad e inspección

Sabemos que cada detalle es importante. Nuestros procesos de control de calidad garantizan que cada pieza cumpla sus estándares:

• • Inspección del primer artículo: Realizamos una inspección completa de la primera pieza antes de iniciar una tirada de producción para verificar que el proceso es correcto.

• • Inspección durante el proceso: Realizamos controles aleatorios durante el mecanizado para garantizar la coherencia dimensional.

• • Inspección final: Utilizamos equipos de alta precisión como calibres, micrómetros y máquinas de medición por coordenadas (MMC) para realizar una inspección final de todas las piezas acabadas, garantizando el cumplimiento de todas las tolerancias.

Conclusión

El fresado CNC es clave para hacer realidad diseños innovadores. Tanto si su proyecto requiere un simple prototipo funcional como un componente complejo, tenemos la capacidad de hacerlo realidad.

¿Listo para dar vida a su diseño? Envíenos sus planos o requisitos del proyecto para obtener un presupuesto profesional y asesoramiento técnico.

 

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