Técnicas avanzadas de mecanizado CNC: Multieje, alta velocidad y corte por láser | Fabricación de precisión

Explore lo último en técnicas de mecanizado CNC con técnicas multieje, de alta velocidad y láser. Descubra cómo los métodos avanzados de mecanizado mejoran la precisión, la eficacia y la flexibilidad de diseño para componentes complejos en los sectores aeroespacial, médico, de automoción, etc. Conozca las ventajas de integrar CAD/CAM para optimizar los procesos de fabricación.

Exploración de técnicas avanzadas de mecanizado CNC para geometrías complejas

El artículo trata una serie de temas relacionados con las técnicas de mecanizado CNC, y la primera sección es Introducción al mecanizado CNC, en la que se define el objeto del trabajo, es decir, el control numérico por ordenador, y se analiza su desarrollo desde los tres ejes iniciales hasta niveles posteriores. La siguiente es Técnicas avanzadas de mecanizado, en la que se discuten los multiejes Mecanizado CNC y métodos CNC de alta precisión y salidas CNC personalizadas.

Se explican los conceptos básicos de los sistemas multieje, seguidos de un debate sobre las diferencias entre el mecanizado de tres ejes y el de cinco ejes y sus ventajas, como la gran complejidad geométrica y la reducción del número de ajustes. La sección "Tecnologías CNC de alta precisión" se centra en el mecanizado aumentado, el mecanizado de cinco ejes y el mecanizado de alta velocidad y hace hincapié en la precisión y el control de la producción.

El segmento de soluciones de técnicas de mecanizado CNC a medida considera el estampado de troqueles y herramientas, el corte por láser, el corte por chorro de agua y el corte por plasma; explica cómo todos estos enfoques satisfacen requisitos de fabricación específicos. También se ocupa de la integración CAD/CAM, que estudia el deber del software de control numérico automatizado, la incorporación de CAM, el análisis CAE y las medidas de diseño y cómo estas herramientas facilitan el procedimiento de fabricación.

Por último, la Conclusión correlaciona el efecto general de las técnicas de NVGE superior en la fabricación y presenta una sección de preguntas frecuentes, reconociendo principalmente las cuestiones relativas a los materiales, los diseños y las ventajas de aplicar las técnicas de mecanizado CNC en las industrias.

Técnicas avanzadas de mecanizado

Además, a las técnicas de mecanizado CNC de tres ejes se suman enfoques que llevan más allá los lÃmites del diseño. El mecanizado multieje va más allá de las formas al utilizar ambos movimientos de rotación de la herramienta.El mecanizado de cinco ejes ofrece la posibilidad de mecanizar los lados de un objeto, en una sola configuración.Alta velocidad piezas de mecanizado CNC a medida El corte por láser crea formas utilizando haces de luz.El corte por chorro de agua también produce piezas utilizando chorros de agua.Estos métodos combinan procesos de fabricación.

Hoy en día, la fabricación emplea máquinas de control numérico por ordenador que ofrecen mayores niveles de personalización y precisión en la fabricación. Además, especialmente, durante el desarrollo del producto, su precisión también se convierte en una característica importante, ya que genera los requisitos para una fabricación particular. Esto conlleva una serie de problemas en el marco de las técnicas convencionales de mecanizado CNC de tres ejes para piezas y componentes, sobre todo cuando se trata de la utilización de configuraciones geométricas complejas, no estándar y requisitos de tolerancia ajustados.

Pero, posteriormente, han surgido limitaciones imprevisibles y existen numerosas tecnologías nuevas para solucionarlas. Aquí, los procesos de mecanizado CNC discutidos incluyen los multiejes, la alta velocidad y el láser en relación con la construcción de piezas complejas. La aplicación adecuada de estos métodos requiere la máxima libertad de diseño y un alto nivel de eficacia al mismo tiempo. Las soluciones especializadas en técnicas de mecanizado CNC siguen teniendo una gran demanda entre las industrias, ya que la necesidad de diseño de prototipos y componentes universales producidos en serie y de fácil aplicación, precisa en gran medida.

¿Qué es el mecanizado CNC?

El mecanizado CNC (control numérico por ordenador) es una técnica de fabricación de un producto mediante la ayuda de un ordenador que puede controlar las máquinas herramienta para proporcionar órdenes útiles en el proceso de corte y creación de otras piezas a partir de una materia prima. Anteriormente la futuro del mecanizado CNC Aplicó tres ejes lineales y XY para producir piezas de tipo bloque alargado cuboidal simple.

Pero hoy en día los nuevos métodos permiten la fabricación con varias caras y formas más complicadas y detalladas de la geometría requerida gracias a los ejes giratorios adicionales. Las técnicas de mecanizado CNC ofrecen precisión, consistencia y versatilidad porque la velocidad de avance, la profundidad del corte y la posición en la que debe colocarse la herramienta pueden controlarse mediante números.

A continuación se exponen las diversas ventajas asociadas a la aplicación de la tecnología avanzada

Técnicas CNC:

Es un hecho que se pueden obtener muchos beneficios de la utilización de las técnicas de mecanizado CNC esenciales personalizadas de hoy en día, desde el fresado hasta el torneado, y descubrir cómo mejoran la precisión, la velocidad y la eficacia en la fabricación en comparación con las técnicas tradicionales. Las técnicas de mecanizado CNC de alta integralidad ofrecen mejores capacidades para fabricar piezas complejas, además con una precisión mejorada. Esto hace que responda a los requisitos de normas aún más estrictas en sectores como el aeroespacial y el médico.

El mecanizado por varias caras también proporciona una flexibilidad de diseño que también mejora la fabricación en varios pasos. Incluyen; Incluyen; Los costes y el tiempo empleados en la puesta a punto son menores debido a la puesta a punto única, así como el tiempo empleado en retirar el material es corto. La aplicación de los métodos de este arte introduce la liberación de productos a través de geometrías que antes no eran pensables.

Mecanizado CNC multieje

¿Qué es el mecanizado multieje?
El mecanizado multieje implica que hay otros ejes rotativos además de los tres ejes lineales convencionales de movimientos X, Y y Z. La posibilidad de movimiento lineal y rotativo de la herramienta de corte en una sola operación crea ventajas de esta tecnología, ya que permite realizar formas geométricas complicadas que pueden requerir un tiempo considerable y muchas operaciones en una sola operación.

Mecanizado en 3 ejes frente a 5 ejes
Las técnicas de mecanizado CNC de 3 ejes por debajo ofrecen los movimientos lineales ortogonales de avance a lo largo de las direcciones X, y y z. Servicios de mecanizado CNC de 5 ejes mejora la herramienta en dos ejes giratorios más; estos ejes giratorios adicionales se conocen como eje "A" y eje "B". La herramienta dada o la pieza de trabajo puede ahora girar para permitir que el lado derecho o la parte superior o la parte inferior o cualquier otro lado para su uso uno tras otro en una posición. Esto aumenta la flexibilidad del proceso de diseño, así como el rendimiento. Esto optimiza el espacio de diseño y aumenta la eficacia en el proceso.

Ventajas del mecanizado multieje

Geometrías complejas
El mecanizado multieje permite al maquinista llegar a los socavados así como a las regiones interiores para formas 3D complejas.

Montajes reducidos
El reposicionamiento se suprime al tener acceso total a todas las superficies en su totalidad, ya que reduce los ciclos de producción. Se ha observado que las piezas complejas implican mucha menos cantidad de recolocación.

Mayor precisión
En comparación con las técnicas de mecanizado CNC convencionales, en las que la pieza se reposiciona entre diferentes operaciones, el mecanizado multieje implica un menor número de cambios de posición, por lo que minimiza en gran medida los errores a nivel de precisión. Algunas de las ventajas del proceso LCM son; Se pueden conseguir tolerancias más ajustadas al realizar el proceso en geometrías complejas.

Aplicación en la industria del automóvil
Componentes de transmisión intrincados, bloques de motor con configuraciones de puertos complejas y brazos de suspensión con contornos curvos se benefician de la libertad de diseño del mecanizado multieje y de las configuraciones simplificadas para las rigurosas aplicaciones de automoción.

Técnicas CNC de alta precisión

Mecanizado Geater
Las técnicas de mecanizado CNC de Geater se centran en tolerancias estrictas, consiguiendo precisiones dentro de las micras utilizando máquinas-herramienta y estrategias de corte optimizadas.

Mecanizado CNC de 5 ejes
Como se ha mencionado anteriormente, utilizando el movimiento de 5 ejes se pueden realizar cortes complejos dentro y fuera de la pieza de trabajo con mayor precisión en una sola puesta a punto.

Mecanizado de alta velocidad
Mediante el uso de altas velocidades de husillo y velocidades de herramienta rápidas, las técnicas de mecanizado CNC de alta velocidad consiguen tiempos de ciclo más cortos a la vez que alcanzan acabados superficiales comparables.

Ventajas de las técnicas de alta precisión

Producción más rápida
El material se erosiona a un ritmo más rápido, lo que supone un ahorro de tiempo para los fabricantes al reducir el tiempo total necesario para la eliminación del material.

Mayor vida útil de la herramienta
Las herramientas recubiertas y las velocidades/avances optimizados permiten que la herramienta dure mucho más tiempo y antes de que pueda llegar a una fase en la que sea necesario afilarla/sustituirla.

Manejo de detalles finos
Se pueden fabricar diseños microgeométricos mejorados gracias a un proceso más fino para componentes en miniatura que tienen tolerancias finas.

Aplicación de productos sanitarios
Las herramientas y los implantes, así como las prótesis, se reproducen casi de forma característica con las tolerancias a nivel de micras exigidas para la biocompatibilidad mediante técnicas de mecanizado CNC de alta precisión fácilmente disponibles. Se pueden fabricar y ajustar implantes articulares muy complicados para que se correspondan con la anatomía de cada paciente.

Soluciones CNC a medida

Matrices de estampación y utillaje
Los moldes de estampado implican un mecanizado multieje de alta complejidad bajo controles informáticos para estampar piezas estampadas idénticas a partir de chapas metálicas.

Corte por láser
Las técnicas de mecanizado CNC por láser permiten a los ingenieros tener el control sobre la geometría de la pieza y su disposición incluye las formas. El láser coherente de alta intensidad ablaciona una amplia gama de materiales para aplicaciones aeroespaciales, médicas, de automoción e industrias similares.

Corte por chorro de agua
Los chorros de agua utilizan un chorro abrasivo a alta presión con el fin de cortar sin dejar una capa de zona afectada por el calor, incluso en materiales térmicamente sensibles. Las unidades de corte por chorro de agua permiten cortar a alta velocidad compuestos metálicos y piedras en la fabricación de una parte específica del material.

Corte por plasma
Excitando un gas ionizado a espacios de corte que pueden programarse, las cortadoras de plasma con técnicas de mecanizado CNC cortan materiales conductores de la electricidad que van desde el acero dulce a las aleaciones de aluminio.

Ventajas de las técnicas personalizadas
Además de aumentar la eficacia y la flexibilidad del diseño, las soluciones para el cliente generan piezas especializadas fabricadas bajo pedido. Al producirse manualmente, se producen muchos errores en comparación con la producción automatizada.
Aplicación aeroespacial
Las secciones y componentes de aeronaves individuales o aisladas, incluidas las aeroestructuras únicas y las piezas de fabricación y producción estándar, mejoran los detalles intrincados y los contornos complejos gracias al corte por láser, mientras que los chorros de agua personalizan los paneles blindados de material compuesto y el plasma corta los paneles del fuselaje. Las soluciones eficaces se adaptan a medida para conseguir un montaje hasta en los tornillos.

Integración CAD/CAM

Software CNC
El CAD implica la creación de modelos de piezas en formato digital, mientras que el CAM consiste en convertir los diseños CAD en código legible por máquina. Con CAE juntos hacen diseño integrado a través de suites de fabricación.

Integración CAM
Los programas CAM adaptan las trayectorias de las herramientas y garantizan la posibilidad de su uso. Las realizaciones de preproducción de trayectorias de herramientas comprueban los procesos antes de la fabricación de las piezas y señalan los errores.

Análisis CAE
Por estas razones, utilizando CAE, los ingenieros confirman que el diseño de la pieza puede soportar su función de diseño mediante pruebas de estrés/térmicas sin necesidad de prototipos. Los diseños pueden optimizarse.

Consideraciones sobre el diseño del CNC
Existen herramientas de software computacional que ayudan en el Diseño para la Fabricación empezando por el tolerado hasta las técnicas esenciales de mecanizado CNC, desde el fresado hasta el torneado, y descubra cómo mejoran la precisión, la velocidad y la eficacia en la fabricación de reglas geométricas. Las superficies adecuadas que son complejas se reducen en este proceso para facilitar la Mecanizado CNC en automatización proceso.

Parámetros de mecanizado
Los parámetros de corte de velocidad, avance, profundidad y refrigerante se definen dentro de un software en función de los materiales seleccionados y de la capacidad de trabajo de las técnicas de mecanizado CNC.

Ventajas de la integración CAD/CAM
Los procesos totalmente digitalizados permiten trabajar desde la fase de diseño hasta las piezas acabadas. La codificación manual compleja y laboriosa y las conjeturas se intercambian con la generación de códigos óptimos cuantitativos y analíticos y la comprobación y ejecución de simulaciones para el intento inicial con éxito. Sólo es posible obtener resultados coherentes a partir de un entorno de ingeniería integrado en el sistema.

Conclusión:

Las técnicas digitales de mecanizado CNC han surgido en los últimos años y han cambiado enormemente la flexibilidad o la precisión de fabricación. Mientras que antes los diseñadores se limitaban a 'formas prismáticas y al mecanizado en ejes limitados, los avances modernos actuales ofrecen soluciones ilimitadas con una mayor complejidad de las piezas y tolerancias minúsculas. Desde el escenario multiejeDesde la mejora de la velocidad y la precisión del mecanizado hasta la integración de láseres y chorros de agua, el mecanizado sigue evolucionando.

Junto con las soluciones CAD/CAM integradas que mejoran el flujo desde el diseño hasta la producción, el sector de la fabricación met de hoy en día tiene un desarrollo más rápido y es capaz de hacerlo a gran escala. Con las crecientes exigencias hacia las especificaciones de diseño, los métodos más sofisticados de las técnicas de mecanizado CNC mejorarán el diseño y la fabricación de estructuras complejas. Liberadas por la tecnología digital, las industrias desplegarán una gama ampliada de servicios especializados de mecanizado para satisfacer tanto la necesidad de versatilidad en la creación de prototipos como la estandarización de la producción en masa.

Preguntas frecuentes

P: ¿Qué se puede fabricar con el mecanizado CNC avanzado y los materiales más frecuentes utilizados en el proceso?

R: Los metales son uno de los más comunes, que están disponibles en muchos tipos como el aluminio, el acero, el titanio y la aleación Inconel, que tienen diferentes características para diferentes usos. Otros termoplásticos son el ABS, el nailon, así como el PEEK. Los nuevos desarrollos han hecho posible aplicar la idoneidad a los compuestos, la cerámica así como las maderas densas/bambú. La decisión correcta puede tomarse en función de aspectos como el uso del artículo o componente, las condiciones de funcionamiento y el coste implicado. El material adecuado mejora el rendimiento de una pieza y, al mismo tiempo, maximiza el beneficio del mecanizado digital que permite cualquier geometría.

P: ¿Qué elementos deben tenerse en cuenta al pensar en el mecanizado CNC avanzado?

R: Algunos de los factores importantes son la reducción de las zonas no mecanizables, el grosor adecuado de las paredes y las restricciones en el tamaño del radio y/o la cresta del diseño que se va a producir. Las curvas planas entre perfiles rectangulares presentan problemas, de ahí los filetes. No es necesario que las longitudes de las roscas sean más de tres veces el tamaño del agujero a roscar. Las escalas actuales de los orificios facilitan la construcción. El uso de software CAM en la simulación de programas de piezas elimina las posibilidades de que surjan complicaciones antes de la producción. En consecuencia, es eficaz mantener una estrecha coordinación con los maquinistas en diseños de tolerancias tan ajustadas para cumplir el nivel de fabricabilidad de la pieza sin ningún conflicto.

P: ¿Qué industrias se han beneficiado más de las avanzadas tecnologías CNC?

R: En primer lugar, la industria aeroespacial, con intrincadas piezas para reactores y naves espaciales fresadas a partir de datos CAD CAM. Otras piezas que van al cuerpo humano, reciben técnicas de mecanizado CNC de precisión. La industria del automóvil emplea el fresado multieje en la fabricación de piezas de motores de alta velocidad. La maquinaria de la función óptica adquiere complejos portalentes a partir de la potencia de 5 ejes. La electrónica emplea el fresado de alta velocidad con circuitos pequeños y repetitivos en los dispositivos. La arquitectura brilla con el metal estampado en cuestión como el corte por láser para la fachada sostenible y los sopladores de nieve reciben revestimientos de admisión ergonómicos mediante la colaboración multiplanta de chorro de agua. En todas las industrias, los procesos sofisticados promueven avances de forma abstracta.