Usted ve varias formas de distintos materiales, como plástico, metal y madera. Pero, ¿se ha preguntado alguna vez cómo se crean esas formas complejas? El fresado es la ciencia que hay detrás de ellas. Sin embargo, el fresado no es un proceso único; existen varias operaciones de fresado. Cada tipo utiliza herramientas y técnicas definidas.
Por lo tanto, estos tipos varían en muchos aspectos. Conocer esos tipos es crucial tanto si se es un simple maquinista como si se es un hábil ingeniero. Ejecutar esas operaciones sin su conocimiento puede causar resultados no deseados. ¿Tampoco está familiarizado con estos tipos de fresado? ¡No se preocupe! En este artículo, exploraré los tipos comunes de operaciones de fresado. Así que, ¡empecemos!
¿Qué son las operaciones de fresado?
Las operaciones de fresado son procesos de mecanizado que eliminan material de una pieza de trabajo. En pocas palabras, las operaciones de fresado dan forma y cortan diferentes materiales. Estas operaciones utilizan tecnología moderna para garantizar la precisión durante el corte. Con el fresado se puede conseguir cualquier forma, desde la más sencilla a la más compleja.
Sin embargo, estas operaciones de apariencia sencilla no funcionan sin más. Utilizan varias herramientas para su funcionamiento eficaz. Se trata de fresas, taladros y ranuras. Veamos cómo estas herramientas dan forma al material. La pieza se coloca en una plataforma estable y las herramientas se conectan mediante un brazo giratorio.
Estas herramientas giratorias se mueven alrededor de la pieza desde distintos ángulos y la cortan. Sin embargo, estas herramientas son muy personalizadas. Por ejemplo, cortan el material desde el ángulo y la profundidad deseados. Por tanto, estas operaciones son muy ventajosas para crear geometrías complejas. Por ejemplo, se utilizan para fabricar armazones de aviones y barcos, etc.
Tipos de operaciones de fresado
Como ya se ha dicho, el proceso de fresado no es sencillo y tiene muchos tipos. Estas operaciones de fresado varían entre sí en muchos aspectos. En la próxima sección, hablaré de varios tipos con su descripción detallada. Empecemos.
1- Fresado frontal
El fresado frontal es una de las operaciones de fresado más versátiles. En esta operación se utilizan fresas frontales. Estas fresas tienen varios filos de corte en la cara y en los bordes. ¿Cómo funcionan las fresas frontales? La pieza de trabajo se mantiene perpendicular a estas fresas.
El filo de corte presente en la cara elimina una gran cantidad de material de la pieza. Sin embargo, el filo de corte de la esquina alisa la superficie de la pieza. De este modo, se obtiene el material con la forma y la suavidad deseadas. Gracias a varios filos de corte, la operación de fresado frontal es rápida. Por ello, se utiliza en las industrias aeroespacial y del petróleo y el gas.
2- Fresado liso
El fresado plano es otra operación de fresado fundamental. Esta operación crea una superficie plana en la pieza. Esta superficie plana es la base para otros procedimientos de mecanizado avanzados. Las herramientas utilizadas en este fresado son las fresas de planear. Esta es la razón por la que el fresado plano también se conoce como fresado de desbaste. Estas fresas tienen dientes afilados que eliminan una gran cantidad de material en una sola pasada.
Además, varios tipos de fresas dependen de la separación entre dientes. El fresado plano es una operación de bajo consumo energético debido al uso de herramientas sencillas. Por tanto, es el más adecuado para mecanizar plantillas y crear superficies planas en metales. Pero recuerde que este tipo de fresado requiere mucho tiempo y no crea una superficie con un acabado fino.
3- Fresado lateral
Como sugiere su nombre, esta operación de fresado elimina material de las caras de la pieza. Las fresas utilizadas en esta operación son fresas. Estas fresas tienen filos cortantes en toda la circunferencia. Estas fresas se mueven a lo largo de un eje paralelo a la pieza de trabajo durante el proceso de corte. Por lo tanto, este fresado es el más adecuado para crear ranuras y surcos en una pieza de trabajo.
Puede realizar esta operación de dos maneras. Por ejemplo, la fresa se desplaza y corta contra la trayectoria de corte( fresado convencional). O bien la fresa se desplaza con la trayectoria de corte ( fresado ascendente). En el segundo caso, se obtiene una superficie más acabada. Por último, la correcta configuración de las herramientas y las piezas de trabajo mejora la precisión del fresado lateral.
4- Fresado a horcajadas
El fresado a horcajadas es una operación de fresado avanzada. Este tipo utiliza dos fresas que trabajan simultáneamente. ¿CÓMO? Le explicaré cómo funcionan. Un eje conecta dos fresas. Estas fresas se mueven sobre un eje paralelo y cortan dos superficies diferentes simultáneamente. Así, esta operación ayuda a crear formas o diseños idénticos, como ranuras.
La disposición del filo de corte en estas fresas es periférica. Esto significa que eliminan el material rápidamente. En el fresado a horcajadas, la posición de las piezas es muy importante. Si desea crear ranuras o surcos simétricos, la posición de ambas superficies debe ser idéntica. Además, puede ajustar la profundidad y el tamaño de las ranuras ajustando la distancia de las fresas.
Fresado a 5 bandas
¿Desea realizar varias operaciones de fresado a la vez? El fresado en batería le ofrece esta posibilidad. El fresado en grupo utiliza varias fresas dispuestas en el mismo eje. Estas fresas realizan simultáneamente diferentes operaciones de fresado en la misma pieza. Por ejemplo, algunas fresas crean ranuras y superficies planas en la pieza.
Puede cambiar la configuración de estas fresas y obtener las formas que desee. Es posible que le preocupe que varias operaciones al mismo tiempo puedan comprometer la precisión. Pero esto es falso. Todas estas fresas funcionan con un sistema automatizado y crean formas intrincadas y precisas. El fresado en banda se utiliza principalmente en las industrias electrónica y aeroespacial.
6- Fresado CAM
El fresado CAM es el tipo más avanzado de operación de fresado. Utiliza software de fabricación asistida por ordenador (CAM). Este software dirige todas las herramientas de corte y crea los diseños más complejos y precisos. Pero, ¿cómo funciona este software? El procedimiento comienza con la creación de un modelo digital.
Este modelo se realiza mediante otro software denominado CAD (diseño asistido por ordenador). El software CAM procesa este diseño y crea sendas específicas. Estas sendas se convierten en código G, que controla las herramientas CNC. Las máquinas CNC siguen esas instrucciones y cortan la pieza con precisión.
Lo más destacado: Esta operación está totalmente informatizada, por lo que no hay posibilidad de error humano. El sistema informatizado sigue las instrucciones programadas (realizadas mediante software CAM). Por ello, considero que este tipo de fresado es uno de los más precisos.
7- Fresado de extremos
El fresado de extremos es otra operación manual que crea ranuras y cavidades en una pieza de trabajo. Las herramientas utilizadas en este fresado se conocen como fresas de mango. La fresa tiene un diseño específico con filos de corte tanto en la cara frontal como en los laterales. Así, puede cortar eficazmente el material desde diferentes ángulos, es decir, horizontal, diagonal y vertical.
Sin embargo, las fresas de mango son versátiles y existen de distintos tipos. Por ejemplo, las fresas planas, las de punta esférica y las de radio angular son algunos tipos. Todos estos tipos son específicos para plástico, madera y metales. Debido a la avanzada tecnología, ahora el fresado de extremos también cuenta con un sistema CNC.
Lo más destacado: Debe saber que el fresado de los extremos produce un calor considerable. Este calor puede provocar un desgaste más rápido de la herramienta. Existen diferentes refrigerantes que reducen el efecto del calor y eliminan este problema. Los fabricantes suelen utilizar estos refrigerantes cuando trabajan con fresas de mango.
8- Fresado con sierra
El aserrado es el tipo tradicional de fresado. En esta operación se utilizan fresas de sierra. Estas fresas tienen dientes afilados en los laterales y eliminan material de una pieza de trabajo. Las fresas de sierra se disponen con un árbol que las sujeta firmemente durante el fresado. Sin embargo, la velocidad de las fresas de sierra puede controlarse manualmente.
El fresado con sierra permite obtener ranuras y acanaladuras de poca profundidad. Por tanto, es el mejor para crear ranuras en piezas de maquinaria y joyería. Además, debido a su diseño tradicional, esta operación es en general rentable. Por lo tanto, es una buena opción para talleres pequeños. Sin embargo, el efecto de acumulación de calor también es prominente en esta operación. Sin embargo, puede utilizar un refrigerante para resolver este problema.
9- Fresado de roscas
El fresado de roscas es una operación CNC. En esta operación intervienen herramientas denominadas fresas de roscar. Este fresado permite obtener roscas de diferentes formas y tamaños en la pieza. ¿CÓMO? En esta operación, la fresa de roscar se desplaza siguiendo una trayectoria en espiral controlada por el sistema CNC.
Esta fresa retira el material de la pieza en forma de capas. Como resultado, se crean hilos de formas y profundidades deseadas. Estas fresas pueden moverse en todos los ejes. Por tanto, se pueden obtener roscas en cualquier dirección sin necesidad de herramientas adicionales. Debido a su mayor nivel de precisión, se utiliza en la fabricación de piezas aeronáuticas y electrónicas.
10- Fresado de formas
El fresado de formas es un tipo único de fresado que crea contornos. En esta operación, se utilizan formas de fresa predefinidas, conocidas como "fresas de forma". Estas fresas crean contornos definidos en la pieza. En pocas palabras, la forma del contorno depende de la forma de las fresas utilizadas.
Esta operación comienza con la elección de la forma de la fresa. La pieza se coloca en una plataforma estable. El cortador de formas gira sobre el eje horizontal o vertical y retira el material de la pieza. Esta operación también utiliza fresas controladas por CNC, por lo que la precisión no se ve comprometida. El fresado de formas se utiliza en la fabricación de engranajes, moldes y matrices.
Diferentes tipos de operaciones de fresado basadas en mecanismos de fresado
Todos los tipos de operaciones de fresado anteriores se basaban en las herramientas utilizadas. Pero, ¿sabe que el fresado también puede dividirse en otros tipos basados en el mecanismo de fresado? En la sección siguiente, analizaré brevemente estos tipos.
1- Fresado manual
Las fresadoras manuales utilizaban herramientas y métodos tradicionales. Los operarios hábiles accionan manualmente todas esas herramientas. Este procedimiento de fresado utiliza husillo, volante, mesa y herramientas de corte. ¿Cómo funcionan todas esas herramientas manuales? Se lo explicaré. En la mesa se coloca una pieza de trabajo, que puede estar fija o girar en función de la operación de fresado.
El husillo es la herramienta giratoria que ayuda a la mesa o a las herramientas a moverse durante el fresado. Cuando el operario acciona el volante, el husillo se mueve y las herramientas de corte cortan el material. Sin embargo, los operarios controlan la velocidad de todas esas herramientas. No sería erróneo decir que la precisión de las formas y los cortes depende de la habilidad de los operarios.
2- Fresado CNC
El mecanismo de fresado más avanzado es Fresado CNC (control numérico por ordenador). En este procedimiento de fresado se automatizan las máquinas que dan forma o cortan el material. ¿CÓMO? En primer lugar, se crea un modelo digital del diseño utilizando software CAD/CAM. A continuación, este modelo se convierte en código G. Un ordenador descodifica estas instrucciones y dirige las herramientas de corte.
Las herramientas de corte cortan, dan forma y crean diseños intrincados sin errores. Además, las herramientas CNC pueden moverse en tres, cuatro o cinco ejes. Esto significa que las geometrías más complejas son posibles con este envío. Como no intervienen seres humanos, el nivel de precisión es excelente. Este fresado avanzado se ha convertido en una necesidad de las industrias en las que la precisión es clave.
3- Fresado convencional y fresado de ascenso
El fresado convencional y el escalado son dos operaciones de fresado opuestas. Permítanme explicar su mecanismo en palabras sencillas. El fresado convencional también se conoce como fresado ascendente. En este fresado, las fresas se mueven en contra de la dirección de avance. Si la pieza se mueve en dirección descendente, la fresa se mueve hacia arriba y elimina material de la pieza.
Las virutas (parte eliminada) pueden ser tanto finas como gruesas. Este tipo es adecuado para el mecanizado de materiales más complejos, como el aluminio y el acero. Sin embargo, debido a la dirección de corte opuesta, la acción de la fricción es significativa. La fricción produce calor, lo que provoca el desgaste de las herramientas. Además, el acabado en este tipo es muy pobre.
El fresado ascendente o descendente es lo contrario del mecanismo de fresado anterior. En este procedimiento, las fresas se mueven con la dirección de avance. Si la pieza se mueve hacia abajo, las fresas también se mueven y cortan la pieza en esta dirección. Las virutas de una pieza de trabajo son gruesas antes y se vuelven finas a medida que avanza el fresado. Además, la acumulación de calor también es menor en este tipo.
Aplicaciones de fresado
Las operaciones de fresado no sólo consisten en cortar materiales. Tienen que ver con la innovación, la precisión y muchas otras cosas. ¿Siente curiosidad por saber cómo nos sirven las operaciones de fresado? La sección siguiente explora sus aplicaciones.
1- Industria aeroespacial
La industria aeroespacial nunca escatima en precisión. Un pequeño error puede acarrear graves consecuencias. Por eso, aquí el fresado es digno de confianza. No hay más que ver las complejas geometrías de los aviones. Por ejemplo, los motores de los aviones, los bastidores de ajuste y los paneles se crean mediante fresado CNC. Esta operación de fresado automatizado utiliza un sistema informatizado y crea diferentes piezas con precisión.
2- Fabricación de automóviles
La industria del automóvil también utiliza varias operaciones de fresado. Por ejemplo, el fresado crea intrincados y modernos diseños de bastidores de vehículos. El fresado también es útil para fabricar las culatas, los engranajes y los componentes de las válvulas de los motores. Todas estas piezas funcionan eficazmente gracias a las geometrías precisas que se obtienen con el fresado.
3- Fabricación de herramientas y matrices
Otra aplicación del fresado es en las industrias de fabricación de herramientas. Por ejemplo, las matrices utilizadas en estampación y corte se fabrican mediante fresado. Además, los moldes utilizados en el moldeo por inyección de plástico también se preparan mediante operaciones de fresado. La precisión de estas herramientas es necesaria para su funcionamiento eficaz. Por eso, las operaciones de fresado les confieren un mayor nivel de precisión.
4- Carpintería y fabricación de muebles
El fresado no se limita a metales y plásticos. Las operaciones de fresado también producen diversos diseños intrincados y formas de madera. Por ejemplo, las industrias de fabricación de muebles utilizan fresadoras para crear formas elaboradas y modernas. Además, el arte de la madera en la arquitectura también es resultado de las operaciones de fresado.
5- Fabricación de productos electrónicos y semiconductores
La electrónica requiere metales ligeros y semiconductores para su producción. Estos materiales requieren una atención especial cuando se trabaja con ellos. Por eso se utilizan fresadoras para manipular estos materiales. Se pueden ver varios componentes electrónicos, como marcos de frigoríficos, disipadores de calor y conectores. Las operaciones de fresado preparan todos ellos.
Preguntas frecuentes
¿Qué tipo de operación de fresado consigue la mayor precisión?
Las operaciones de fresado CNC alcanzan la máxima precisión. Esto se debe a que utilizan un sistema controlado por ordenador. Este sistema está automatizado y dirige las herramientas de fresado para cortar el material. Por lo tanto, las posibilidades de que se produzcan errores humanos son nulas y se puede conseguir la máxima precisión.
¿Qué tipo de fresado es el más rentable?
El fresado manual es la operación más rentable. La razón reside en la sencillez de su mecanismo de accionamiento y de sus herramientas. Estas herramientas se manejan manualmente y no requieren grandes conocimientos. Pero tenga en cuenta que la precisión se ve comprometida en este tipo.
¿Qué materiales son adecuados para las operaciones de fresado?
Las operaciones de fresado pueden manipular varios materiales. La lista de algunos de esos materiales incluye
- Acero inoxidable
- Plástico
- Bosques
- Aluminio
- HSS (acero de alta velocidad)
Conclusión
Las operaciones de fresado son de varios tipos y se utilizan para múltiples propósitos. Por ejemplo, algunas crean ranuras sencillas y otras geometrías intrincadas y complejas. Estos tipos incluyen el fresado frontal, el fresado plano, el fresado de extremos, el fresado de sierra, etc.
Existen otros mecanismos de fresado, como el CNC, el manual y el convencional. El CNC es uno de los tipos más avanzados. El fresado se ha convertido en una necesidad de las industrias modernas debido a su precisión y versatilidad. Por ejemplo, las fresadoras se utilizan en las industrias automovilística, aeroespacial y metalúrgica.