Desde la Revolución Industrial, las empresas han buscado formas nuevas y más efectivas de impulsar su producción y aprovechar al máximo sus recursos.
A finales de los años 40, John T Parsons desarrolló el concepto de "Control numérico" (NC) con máquinas que perforaban cinta y este fue el comienzo de algo que tendría un impacto duradero.
CNC o "Control Numérico por Computadora" fue el avance tecnológico de este proceso, y ha existido desde 1952, cuando Richard Kegg (en colaboración con el MIT) desarrolló la primera fresadora CNC (la Cincinnati Milacron Hydrotel, patentada en 1958 como "Aparato Controlado por Motor para Posicionar Máquinas Herramienta"). Este fue el verdadero nacimiento comercial de la tecnología, y ha recorrido un largo camino desde entonces.
A medida que los avances en la tecnología informática, la impresión 3D y otras innovaciones cambian el panorama tecnológico, la complejidad y los detalles finos de muchos trabajos de corte y procesamiento se vuelven más complejos, y el mecanizado CNC ha tenido que adaptarse para mantenerse al día, especialmente con la llegada de de la impresión 3D (que posiblemente sea uno de sus mayores competidores).
El CNC es un código programable que se diseña e ingresa en máquinas específicas y les permite realizar movimientos precisos: tomar un objeto virtual (el diseño) y convertirlo en uno real (el producto).
Debido a que este código se transforma en "coordenadas cartesianas", las máquinas funcionan casi como robots, ofreciendo un nivel superior de precisión y una calidad que siempre será tan buena como su diseño original.
Cuando hablamos de 'mecanizado' CNC, nos referimos a fresado, torneado y taladrado, pero en general, el término mecanizado cubre una amplia gama de tecnologías mecánicas que implican contacto físico para eliminar material, utilizando una variedad de herramientas para hacerlo. .
Todo el mecanizado CNC utiliza máquinas CNC, pero no todas son para mecanizado, y esto se debe al control numérico por computadora y a la utilización de sistemas computarizados que permiten automatizar el método; las máquinas CNC pueden incluir diferentes tipos de cortadores (como como plasma o láser), plegadoras, etc., pero también incluye los ordenadores.
En este artículo, analizaremos más a fondo el fresado y el taladrado CNC, analizaremos qué significan estos términos, cómo funcionan las máquinas y cuál es la diferencia entre estos dos estilos tecnológicos; luego, veremos cómo se utilizan y qué depara el futuro al mecanizado CNC en su competencia con otras tecnologías e innovaciones.
¿Qué es el fresado CNC?
Cuando se trata de fresado CNC, el proceso es sustractivo, que utiliza el sistema de control numérico por computadora para la automatización y la artesanía quitando materiales hasta que se formulan los diseños finalizados y terminados.
Fresado es el término utilizado para el proceso de cortar y perforar materiales (a menudo madera, plástico o metal) y generalmente utiliza una herramienta cilíndrica giratoria (una fresa) que se sujeta en un husillo. Estos pueden variar en forma y tamaño y ofrecen la capacidad de moverse a lo largo de un eje diferente para cortar en diferentes ángulos para crear ranuras, agujeros y detalles en el material.
Antes de la tecnología CNC, las fresadoras se presentaban en distintos tipos (desde máquinas de 2 ejes hasta máquinas de 5 ejes) y cada valor numérico progresivo añadía un eje o función diferente. Como las fresadoras CNC funcionan por ordenador, utilizan cualquier cantidad de ejes (de 2 a 5) y no requieren una operación manual.
Las fresadoras CNC modernas se pueden ensamblar como centros de mecanizado horizontales y verticales: una máquina vertical tiene el eje orientado en posición vertical y generalmente tiene herramientas de corte largas y delgadas; generalmente son más baratas que las fresadoras horizontales (los precios pueden ser de hasta 4- 5 veces diferentes) y se ven con más frecuencia en talleres (debido a la disponibilidad que ofrece el precio más bajo) y se consideran más fáciles de usar (con una mayor visibilidad de la zona de trabajo para el usuario).
Las máquinas horizontales están orientadas con el eje en posición horizontal y generalmente tienen herramientas de corte más cortas y gruesas. Al comparar las dos, se considera que las máquinas horizontales son menos versátiles, pero también mucho más adecuadas para trabajos largos de material, ya que también permiten crear piezas con menos operaciones, un mejor acabado superficial y un fresado más rápido.
Debido a la enorme variedad de diseños que se pueden crear con una máquina CNC, no sorprende descubrir que hay una variedad de diferentes tipos de fresadoras CNC disponibles, que varían en tamaño para adaptarse mejor a los trabajos para los que se utilizan, como por ejemplo Molinos de torreta, que trabajan verticalmente con un husillo fijo (la mesa se ajusta para realizar el trabajo), que son más adecuados para trabajos detallados, o Molinos de bancada que se construyen sobre marcos más grandes y rígidos y a menudo se utilizan para producciones de tamaño mediano que el La torreta sería demasiado pequeña para manejarla.
Elegir la máquina adecuada para el trabajo es una decisión importante, ya que los diferentes tamaños, funciones y capacidades operativas juegan un papel muy importante a la hora de determinar si es adecuada o no para su propósito.
El proceso de fresado tiene varios pasos diferentes que lo llevan de principio a fin: diseñar la pieza requerida en CAD (diseño asistido por computadora), traducir ese archivo a código de máquina, configurar la maquinaria y permitirle crear la pieza.
Se debe tener cuidado, especialmente en la etapa inicial, para garantizar que el modelo que se está diseñando sea posible de producir y que la máquina esté configurada correctamente para manejarlo.
¿Qué es la perforación CNC?
A diferencia del fresado CNC, que utiliza múltiples ejes y movimientos para formar un producto o pieza, la perforación CNC es un proceso que utiliza una herramienta de corte giratoria, que produce orificios redondos; esto se realiza en una pieza de trabajo estacionaria y se implementa comúnmente para la producción en masa, ya que hace que la línea de producción sea más eficiente.
Al igual que la fresadora CNC, estas máquinas utilizan código de computadora para automatizar el proceso de perforación mientras trabajan en conjunto con el software CNC, que ve un diseño creado en CAD formateado en código e ingresado en la máquina, donde sigue las instrucciones para perforar con mayor precisión. precisión y eficiencia en comparación con los métodos tradicionales.
Si bien las máquinas perforadoras CNC se encuentran más comúnmente en entornos industriales, cada vez está disponible una gama más amplia de máquinas más económicas y está abriendo su uso a aficionados y empresas más pequeñas.
Estas máquinas son capaces de trabajar con diferentes materiales, como vidrio, madera, plásticos y metales blandos. Vienen en una variedad de tamaños y estilos, incluidos los verticales, de banco y radiales, y hay múltiples elementos en cada máquina, como el husillo (para asegurar el portabrocas y la broca), la mesa (para proporcionar el espacio de trabajo para la perforación). máquina), una columna (para soportar los elementos de la máquina CNC), una broca (para el trabajo real) y una interfaz (para controlar las máquinas con la intervención del operador).
Hay una variedad de factores a considerar al considerar una máquina perforadora CNC, incluido el tamaño del área de trabajo disponible, su compatibilidad con los proyectos en cuestión, la durabilidad, el nivel de torsión, la velocidad del husillo y la usabilidad.
Una vez configurada una máquina, las fases de usabilidad van desde que el operador carga el diseño CAD o CAM (fabricación asistida por computadora) para convertirlo en código, instala la broca correcta, asegura la materia prima a la mesa y comienza el proceso de perforación. a través de la interfaz y dejando que la máquina se ponga a trabajar perforando orificios de tamaños y diámetros adecuados.
Usos del fresado CNC
Las fresadoras CNC, con sus capacidades de corte versátiles y su precisión superior, se utilizan en muchas industrias diferentes y para una variedad de piezas o productos diferentes.
Existe una amplia variedad de herramientas de corte disponibles para la mayoría de las máquinas, que permiten una mayor flexibilidad y oportunidades para trabajar con diferentes materiales, lo que aumenta aún más la usabilidad del fresado CNC en diferentes líneas de trabajo.
Los cuatro tipos principales de cobertura de fresado:
- Fresado simple
- También conocido como fresado de losa o de superficie, se utiliza para crear una superficie plana.
- Fresado frontal
- El eje rotatorio se fija perpendicularmente a la superficie del material y se combina con herramientas de corte dentado, para cortar la materia prima, siendo las que están en contacto con el material plano las que se utilizan para el acabado.
- Fresado Angular
- Como se podría esperar del nombre, esto implica que el eje de la herramienta se coloque en un ángulo con respecto a la superficie de la materia prima, y esto proporciona un punto medio entre el fresado simple y el fresado frontal.
- Fresado de formas
- Este es el fresado que se utiliza para crear piezas que no tienen superficies planas, y las máquinas involucradas suelen estar equipadas con múltiples herramientas diferentes durante la tarea, para obtener las curvas o formas deseadas.
Debido a la versatilidad que ofrece el proceso de fresado CNC (prácticamente solo está limitado por la viabilidad del diseño), estas técnicas se utilizan en una gran cantidad de proyectos. Tal vez se asocien más comúnmente con las industrias automotriz y aeroespacial (creación de piezas de automóviles y aviones respectivamente), pero debido a su compatibilidad con una variedad de materiales (como acero, aluminio, cobre, titanio, bronce, madera, nailon, poliuretano extruido, piedra y plástico), el proceso también se utiliza para proyectos como:
- Escultura
- Prototipo y Modelado
- Tratamiento de la madera
- Instrumentos
- Mecanizado de aluminio
- Mecanizado de plástico
- Muebles
- Señalización Profesional
- Gabinete y estantería
Dependiendo del proyecto, el uso (ya sea de un aficionado o de un complejo industrial) y la escala del proyecto, existe una amplia gama de usos que las fresadoras CNC pueden traer consigo.
Usos de la perforación CNC
Para proyectos que requieren un mayor grado de precisión, mayor versatilidad y mayor reproducibilidad, las máquinas perforadoras CNC son una opción inteligente: debido a que trabajan para diseñar, no hay errores humanos involucrados en el proceso, las máquinas crearán piezas que replican el CAD. / Diseño CAM, que permite lograr una alta consistencia a través y entre lotes: esto ha llevado a que la perforación CNC sea una opción popular para crear piezas como cubos, ejes de máquinas, piezas en bruto de engranajes, perfiles de aluminio o plástico, y más.
Las máquinas perforadoras con CNC se utilizan principalmente para escariar, biselar y taladrar, y se utilizan principalmente en las industrias del automóvil, la aeronáutica, la astronáutica, la construcción naval y la ingeniería para piezas complejas.
Las aplicaciones comunes de estas máquinas incluyen:
- Fabricación de metales
- Se perforan agujeros de precisión en materiales metálicos sólidos para crear piezas de precisión. Estas técnicas se encuentran a menudo en proyectos de la industria automotriz, aeroespacial y de la construcción para producir piezas finales.
- Fabricación de madera
- La máquina CNC forma parte de las operaciones estándar para los fabricantes de madera (como fabricantes de muebles, ebanistas, etc). La máquina perforadora se utiliza a menudo junto con otras máquinas CNC para proporcionar niveles estandarizados de torneado, fresado y rectificado.
- Fabricación de Componentes y Piezas.
- Es común que los fabricantes utilicen una máquina CNC para taladrar, especialmente en industrias donde la precisión y la repetibilidad no son sólo algo bueno, sino también fundamentales para el éxito de los productos (como la informática).
- Fabricación de plásticos
- Debido a su versatilidad y capacidad para trabajar con diferentes estilos y herramientas para crear productos estandarizados, los fabricantes de diferentes plásticos también utilizan la perforación CNC para fabricar piezas electrónicas.
- Aplicaciones eléctricas
- La perforación CNC (y otras máquinas CNC) son esenciales para las empresas de la industria eléctrica. Se sabe que los fabricantes de máquinas perforadoras las utilizan como máquinas de descarga eléctrica en varios casos.
El tipo y tamaño de la máquina, la herramienta o broca utilizada y la complejidad del trabajo influyen en qué máquina perforadora funciona mejor para el trabajo en cuestión, pero con piezas intercambiables y la capacidad de crear piezas finas de precisión con Como repetición fiable, la taladradora CNC es sin duda una herramienta valiosa en los talleres de muchas empresas.
La diferencia entre fresado CNC y taladrado CNC
Tanto el fresado como el taladrado CNC son tecnologías sustractivas, que requieren una mayor cantidad de materiales para reducirlos al producto terminado, las tecnologías no son mutuamente excluyentes y su uso depende en gran medida de lo que se necesite hacer.
Aunque las máquinas parecen similares y funcionan de manera similar, sus funciones son muy diferentes.
La principal diferencia entre el fresado CNC y la perforación CNC es la funcionalidad, el movimiento y el resultado deseado. Para proyectos que solo requieren agujeros, la opción más adecuada es la perforación, pero si el diseño es más complejo y requiere diferentes formas o superficies. , entonces una fresadora CNC es la mejor opción.
Los taladros CNC se utilizan para presionar el material y crear agujeros de precisión a partir de una superficie plana, mientras que el fresado corta desde ejes variables y puede crear una variedad de formas recortadas dentro del material debido a su capacidad de movimiento a lo largo de estos ejes.
Las fresadoras pueden permitirle usar brocas para cortar hacia arriba y hacia abajo, pero las perforadoras no le permiten cortar horizontalmente con brocas.
La mayoría de las fresadoras CNC tendrán mesas incorporadas para asegurar los materiales y el proyecto en su lugar, pero este no siempre es el caso de las taladradoras CNC: pueden venir con una prensa, lo que puede hacerlas más flexibles para instalarlas en un área donde las restricciones de espacio son un problema.
Las perforadoras también tienen la ventaja de ser considerablemente menos voluminosas que las fresadoras, aunque ninguna de ellas es especialmente adecuada para operaciones móviles.
Ambas tecnologías tienen ventajas y desventajas, y a la hora de decidir si una máquina taladradora o fresadora CNC es la más apropiada, dependerá en gran medida del tipo de trabajo que se vaya a realizar, la cantidad de espacio disponible para configurarla, la velocidad y calidad de la interfaz informática y las conexiones disponibles (como la velocidad de Internet), y las restricciones presupuestarias de la empresa.
También es importante tener en cuenta que muchos dispositivos CNC pueden funcionar en conjunto entre sí (más allá de la fresadora y el taladro) y tener espacio y presupuesto para extenderse a otras áreas y máquinas puede aumentar enormemente las opciones productivas y creativas disponibles.
Fresado CNC y taladrado CNC en conclusión
Los avances tecnológicos continúan alterando el panorama de la industria, y es posible que las técnicas sustractivas ya no sean tan deseables como antes, especialmente con opciones disponibles como la impresión 3D, que construye un patrón, en lugar de eliminar materiales para crearlo. .
Pero eso no quiere decir que el futuro del fresado o taladrado CNC sea limitado: la tecnología sigue evolucionando y cambiando, a medida que la programación informática se vuelve más flexible, los diseños que antes no se podían obtener se vuelven elaborables y se introducen diferentes materiales en el uso común.
El CNC todavía ofrece mejoras significativas en la velocidad a la que puede producir productos metálicos y, para piezas más grandes, las máquinas todavía funcionan más allá de las capacidades de sus competidores tecnológicos más cercanos.
El futuro del CNC pasa por una mayor integración y sincronización entre varias máquinas, para aumentar la eficiencia y la capacidad de todo el proceso de creación de piezas, lo que naturalmente hará que los tiempos de producción disminuyan, sin el correspondiente impacto en la calidad.
A medida que las herramientas se vuelvan más especializadas y personalizadas, habrá un aumento en la productividad, la precisión y una menor necesidad de tiempo de inactividad o enfriamiento a medida que esta tecnología continúa impulsando el avance de productos más creativos y especializados.
Sin embargo, cuando se trata de procesos de fabricación, el viejo dicho sigue siendo tremendamente apropiado: "Hay que elegir la herramienta adecuada para el trabajo adecuado".
