El fresado CNC se ha convertido en una fuerza impulsora detrás de la producción eficiente y precisa de piezas complejas y prototipos en industrias que van desde aeroespacial y desde la automoción hasta la atención sanitaria y la electrónica.
¿Qué es el fresado CNC?
El fresado CNC es un proceso de mecanizado que emplea precisión controlada por computadora para tallar y dar forma a piezas de trabajo. Utilizando movimientos multieje, esta técnica emplea herramientas de corte giratorias para sustraer material con extrema precisión. Los modelos CAD guían a las fresadoras CNC, que producen componentes complejos en diversas industrias. Garantiza consistencia, tolerancias estrictas y geometrías intrincadas.
El fresado CNC implica la eliminación de material mediante herramientas giratorias. O la pieza de trabajo permanece estacionaria y la herramienta se mueve sobre la pieza de trabajo, o la pieza de trabajo entra en la máquina herramienta con un ángulo predeterminado.
El fresado CNC es vital para la creación de prototipos, piezas personalizadas y fabricación a gran escala. Las máquinas vienen en varios tamaños, desde unidades compactas de mesa hasta extensos centros de mecanizado industrial, adaptados a necesidades de producción específicas.
Componentes clave de una fresadora CNC
Para comprender completamente el fresado CNC, es fundamental comprender los componentes fundamentales de una fresadora CNC. Estos componentes trabajan en armonía para ejecutar operaciones de mecanizado precisas:
- Cortador
El cortador, a menudo denominado fresa de extremo, es la herramienta responsable de eliminar el material de la pieza de trabajo. Viene en varias formas y tamaños, cada uno diseñado para tareas específicas. La elección del cortador es fundamental para lograr el acabado y la precisión deseados.
- Huso
El husillo es el corazón de la fresadora CNC. Sostiene el cortador y lo gira a altas velocidades para cortar la pieza de trabajo. Los husillos varían en cuanto a capacidades de potencia y velocidad, lo que permite versatilidad en las tareas de mecanizado.
- Mesa de trabajo
La mesa de trabajo proporciona una plataforma estable para asegurar la pieza de trabajo. Puede moverse a lo largo de diferentes ejes (normalmente X, Y y Z) para colocar la pieza de trabajo con precisión debajo de la cortadora. Las mesas de trabajo pueden ser fijas o giratorias, según la configuración de la máquina.
- controlador CNC
El controlador CNC es el cerebro de la fresadora CNC, responsable de traducir los datos del diseño digital en movimientos físicos precisos. Interpreta las instrucciones generadas por el software de diseño asistido por computadora (CAD) y fabricación asistida por computadora (CAM) y las comunica a los motores y actuadores de la máquina. El controlador CNC garantiza que la cortadora siga las trayectorias especificadas con una precisión increíble.
- Motores y sistemas de retroalimentación
Las fresadoras CNC están equipadas con varios motores y sistemas de retroalimentación que controlan y monitorean los movimientos de la máquina. Los servomotores se utilizan comúnmente para impulsar el movimiento de la cortadora y la mesa de trabajo a lo largo de los ejes. Estos motores reciben retroalimentación de codificadores y sensores, lo que permite realizar ajustes en tiempo real para mantener la precisión y la repetibilidad.
¿Cómo funciona el fresado CNC?
Paso 1: Diseño
En primer lugar, se crea un modelo 3D de la pieza u objeto a fabricar utilizando un software de diseño asistido por ordenador (CAD). Este modelo define las dimensiones, geometría y características del producto final.
Paso 2: Programación
El diseño CAD se traduce en un conjunto de instrucciones que la fresadora CNC puede entender. Estas instrucciones, conocidas como códigos G y códigos M, controlan los movimientos y acciones de la máquina. Esta programación puede realizarse manualmente o generarse automáticamente mediante FAO software.
Paso 3: configuración
La pieza de trabajo se monta de forma segura en la mesa de trabajo de la fresadora mediante abrazaderas, prensas u otros accesorios. Las herramientas, como fresas frontales o fresas frontales, se cargan en el husillo de la máquina.
Paso 4: Operación de fresado
La fresadora CNC utiliza sus controles computarizados para mover la herramienta de corte a lo largo de múltiples ejes (generalmente X, Y y Z) para eliminar con precisión el material de la pieza de trabajo. La herramienta gira a altas velocidades y realiza varios tipos de cortes, incluidos contorneados, cajeras, taladrados y perfilados, según las instrucciones programadas.
Paso 5: Gestión de refrigerante y virutas
Durante el proceso de fresado, se puede utilizar refrigerante para enfriar la herramienta de corte y la pieza de trabajo, reducir la fricción y eliminar virutas o residuos generados durante el corte.
Paso 6: Control de calidad
Las fresadoras CNC suelen estar equipadas con sensores y sondas para medir las dimensiones de la pieza de trabajo y garantizar el nivel deseado de precisión y exactitud. Esto ayuda a mantener la calidad y la consistencia de las piezas fabricadas.
Paso 7: Finalización
Una vez que se completa el proceso de fresado, la pieza terminada se retira de la máquina y se pueden realizar todos los pasos de posprocesamiento necesarios, como el desbarbado o el acabado de la superficie.
Tipos de fresadoras CNC
La tecnología de fresado CNC ha evolucionado para abarcar varios tipos de máquinas, cada una con sus capacidades y aplicaciones únicas.
Fresadoras CNC | Descripción general | Capacidades | Industrias | Proyectos |
3-Fresadoras CNC de eje | Una fresadora CNC de 3 ejes es el tipo de fresadora CNC más básica y más utilizada. Opera en tres ejes principales: X, Y y Z, lo que permite el movimiento y el mecanizado en estas direcciones. | Ranurado, taladrado, contorneado y fresado básico 2D o 2.5D. | Automoción, aeroespacial, electrónica y bienes de consumo. | Piezas, moldes y troqueles planos o moderadamente contorneados. |
Fresadoras CNC de 4 ejes | Las fresadoras CNC de 4 ejes introducen la rotación a lo largo de uno de los ejes principales, normalmente el eje A o B. | Las fresas de 4 ejes pueden crear socavados y realizar mecanizado indexado para contornos 3D intrincados. | Dental, joyería, aeroespacial y creación de prototipos. | Producción de engranajes, piezas de joyería complejas y piezas con socavados. |
Fresadoras CNC de 5 ejes | Las fresadoras CNC de 5 ejes introducen dos ejes giratorios adicionales, generalmente A y C. Esta configuración de múltiples ejes permite el mecanizado simultáneo en cinco direcciones. | Las fresadoras de 5 ejes pueden mecanizar superficies muy complejas y de forma libre con menos configuraciones. | Ingeniería aeroespacial, médica y de precisión. | Componentes médicos para miembros o huesos artificiales, componentes aeroespaciales, componentes de titanio, componentes de maquinaria de petróleo y gas, productos militares, etc. |
Fresadoras CNC de 6 ejes | Las fresadoras CNC de 6 ejes llevan la versatilidad al siguiente nivel al agregar un eje giratorio adicional a la configuración de 5 ejes. | Son ideales para tareas que implican geometrías complejas y superficies esculpidas. | Aeroespacial, automotriz y manufactura avanzada. | Mecanizado de álabes de turbinas, componentes aeroespaciales y esculturas 3D complejas. |
Tipos de procesos de molienda
En el mecanizado CNC, la dirección de rotación de la fresa generalmente permanece sin cambios, pero la dirección de avance cambia. Hay dos fenómenos comunes en el procesamiento de molienda: molienda descendente y molienda ascendente.
El fresado descendente y el fresado ascendente son dos tipos comunes de procesos de fresado que se utilizan en operaciones de mecanizado, particularmente en el contexto de procesos de trabajo de metales u otros procesos de eliminación de materiales. Estos dos métodos difieren en la dirección de rotación del cortador y el movimiento relativo entre la pieza de trabajo y la herramienta de corte.
Fresado hacia abajo (fresado ascendente)
En el fresado descendente, también conocido como fresado ascendente o fresado convencional, la herramienta de corte gira en la misma dirección que el movimiento de la pieza de trabajo. Esto significa que el cortador muerde la pieza de trabajo al comienzo del corte con una ligera superposición.
Cespesor de la cadera: Comienza desde el máximo hasta cero.
Ventajas
– Fuerzas de corte reducidas: el fresado hacia abajo tiende a producir fuerzas de corte más bajas en comparación con el fresado hacia arriba, lo que puede dar como resultado un menor desgaste de la herramienta y un mejor acabado superficial.
– Evacuación de viruta mejorada: Las virutas son empujadas lejos del filo, facilitando su retirada de la zona de corte.
Desventajas
– Despegue de la pieza: Existe el riesgo de que la pieza se levante del soporte debido a la fuerza ascendente generada durante el proceso de corte.
– Vibración: el fresado hacia abajo puede ser más susceptible a la vibración (vibraciones) si la configuración de la máquina y las herramientas no son estables.
Fresado ascendente (fresado convencional)
En el fresado ascendente, también conocido como fresado convencional, la herramienta de corte gira en dirección opuesta a la dirección del movimiento de la pieza de trabajo. Esto significa que la cortadora inicialmente hace contacto con la pieza de trabajo en su máxima profundidad de corte.
Cespesor de la cadera: Comienza desde cero y aumenta hasta el máximo.
Ventajas
– Reducción del despegue de la pieza de trabajo: Es menos probable que el fresado ascendente levante la pieza de trabajo del dispositivo porque las fuerzas de corte tienden a presionarla hacia abajo sobre el dispositivo.
– Menor probabilidad de vibración: la interacción de la herramienta es gradual, lo que reduce el riesgo de vibración.
Desventajas
– Fuerzas de corte más altas: el fresado hacia arriba genera fuerzas de corte más altas en comparación con el fresado hacia abajo, lo que puede provocar un mayor desgaste de la herramienta y una calidad de acabado superficial potencialmente inferior.
– Mala evacuación de virutas: Las virutas tienden a ser arrastradas hacia el filo, lo que dificulta su extracción de la zona de corte.
La elección entre fresado hacia abajo y hacia arriba depende de varios factores, incluida la rigidez de la máquina, el estado de la herramienta, el material de la pieza de trabajo y el acabado superficial deseado. En la práctica, muchas operaciones de mecanizado pueden utilizar una combinación de ambos métodos para optimizar la eficiencia de corte y la vida útil de la herramienta.
Por ejemplo, comenzar con un fresado ascendente para desbaste y cambiar a un fresado descendente para cortes de acabado puede proporcionar un buen equilibrio entre las fuerzas de corte y el acabado superficial.
Parámetros de fresado para materiales comunes.
Materiales | Velocidad cortante(SFM ) | Tasa de alimentación(IPM) | Profundidad del corte(Pulgadas) | Material de la herramienta |
Aluminio | 500 a 1000 | 10 - 50 | 0.020 - 0.100 | Fresas de carburo o acero de alta velocidad (HSS) |
Acero (acero al carbono y aleado) | 80 - 300 | 5 - 20 | 0.010 a 0.100 | Fresas de carburo |
Acero Inoxidable | 50 - 150 | 3 - 15 | 0.020 - 0.100 | Fresas de carburo con aglutinante de acero de alta velocidad o cobalto |
Latón y cobre | 600 - 1200 | 15 - 75 | 0.020 - 0.100 | Fresas de carburo o HSS |
Plásticos | 200 - 600 | 20 - 100 | 0.020 - 0.100 | Fresas de carburo |
Titanio | 25 - 100 | 2 - 10 | <0.040 | Fresas de carburo de alto rendimiento con revestimientos especializados |
Beneficios del fresado CNC
El fresado CNC tiene muchas ventajas sobre el fresado tradicional y otros tipos de mecanizado CNC.
- Alta precisión y exactitud
- Alta flexibilidad
- Repetibilidad y Consistencia
- Alta eficiencia
- Reducción de costos laborales
- Se puede realizar un procesamiento tridimensional complejo
- Compatible con una variedad de materiales.
- Reducir gasto
- Económico para lotes de producción bajos a medianos.
Conclusión
En conclusión, nuestra guía completa sobre fresado CNC ha arrojado luz sobre las complejidades de esta notable tecnología que se ha convertido en la columna vertebral de la fabricación moderna.
Al concluir su recorrido por esta guía, le animamos a explorar más a fondo el fresado CNC. Si usted es un profesional experimentado que busca perfeccionar sus habilidades o un entusiasta que busca embarcarse en una nueva aventura de mecanizado, el mundo del fresado CNC ofrece infinitas oportunidades.
