El fresado es una parte integral de la metalurgia. Se ha utilizado durante décadas para fabricar diferentes piezas. Sin embargo, su precisión nunca fue la mejor en el pasado. Sin embargo, la evolución del fresado CNC ha aportado 100% precisión y exactitud. ¿No sabe qué es el fresado CNC?
Se trata de un proceso de fabricación que consta de un sistema informatizado. El software maneja la fresadora y consigue una precisión y exactitud ideales. La máquina recibe un conjunto de instrucciones en forma de programas. La fresa de la máquina corta y da forma al material basándose en las instrucciones.
En este proceso intervienen múltiples pasos. El fresado CNC es un tipo moderno que ofrece plazos de entrega rápidos. Esta guía explicará los conceptos básicos y el funcionamiento de estas fresadoras CNC. Así que, vamos a sumergirnos en ello.
¿Qué es el fresado CNC?
Fresar es extraer una pieza de un material para darle otra forma. Las máquinas utilizadas para este fin se denominan fresadoras. Las máquinas antiguas y clásicas no tenían un sistema informatizado, por lo que carecían de exactitud y precisión.
Las máquinas modernas utilizan programas informáticos para su funcionamiento. Estas máquinas se denominan Fresadoras CNC. CNC es la abreviatura de "Computer Numerical Control" (control numérico por ordenador). Las instrucciones programadas se transmiten a la máquina. Como resultado, la máquina sigue las instrucciones y corta la pieza.
Las instrucciones programadas suelen adoptar la forma de códigos M y G. Ambos varían entre sí y tienen funciones diferentes. La máquina mantiene fija la pieza de trabajo. Las cuchillas giratorias se mueven y cortan el material según las instrucciones programadas.
Como el software informatizado controla la máquina, los fabricantes consiguen una precisión 100%. La primera máquina CNC de la historia se inventó en 1952. Desde entonces, hemos asistido a avances en CNC. Ahora se dispone de máquinas con una versatilidad de primer nivel. Para tareas sencillas, se utilizan máquinas CNC de tres ejes de movimiento.
Las máquinas con cinco o incluso siete ejes de movimiento se utilizan para trabajos más complejos. Las herramientas de corte se mueven en esos ejes siguiendo las instrucciones del software. Gracias a este movimiento, las máquinas CNC pueden realizar diseños y formas intrincados en las piezas. Por eso son populares y las más utilizadas.
¿Cómo funcionan las fresadoras CNC?
Como todos sabemos, las máquinas CNC se encargan principalmente de sujetar la pieza de trabajo y las fresadoras la cortan. Sin embargo, el funcionamiento real de estas máquinas es más complejo. Su mecanismo implica múltiples pasos. A continuación se describen los pasos que hacen que las máquinas CNC sean tan precisas.
Etapa 1: Creación del modelo CAD
En primer lugar, los ingenieros crean modelos CAD (diseño asistido por ordenador) en 2D. Existen distintos programas informáticos que ayudan a crear esos modelos. Autodesk Fusion 360 es el más famoso y fiable. Este diseño se realiza según la forma requerida de la pieza.
El proceso de fabricación de este modelo es clave. Los pequeños errores costarán tiempo y dinero. Obtendrá la forma equivocada si el modelo CAD es imperfecto. Las empresas establecidas contratan a diseñadores especializados en modelos CAD. Les ayudan a crear el modelo de la pieza que quieren de la máquina.
Paso 2: Elaboración de instrucciones mediante CAM
Una vez que el modelo CAD está listo, se somete al software CAM. Este CAM (fabricación asistida por ordenador) crea instrucciones a partir del modelo proporcionado. Estas instrucciones son 100% precisas y se ajustan a la forma y el diseño de los modelos.
Las instrucciones creadas por el CAM dan diferentes órdenes a la máquina para obtener la forma o el diseño requeridos de la pieza. Dichas instrucciones proporcionan la siguiente información:
- ¿Qué máquina de velocidad debería funcionar?
- ¿Qué tipo de herramientas de corte deben utilizarse?
- ¿Qué ejes y dirección debe mover una herramienta de corte?
La funcionalidad del CAM es vital. Estas instrucciones se introducen en el ordenador de la máquina. Las herramientas de corte y otros componentes actúan en armonía. Cumplen la tarea siguiendo la información proporcionada.
Paso 3: Configuración de la fresadora CNC
El operario de la máquina transmite las instrucciones preprogramadas a la fresadora CNC. Recuerde que esta máquina consiste en un ordenador. La pieza se ajusta en la bancada de la máquina. El operario también comprueba las dimensiones del material a trabajar. Es importante asegurarse de que la pieza de trabajo tiene el tamaño adecuado.
Si el tamaño de la pieza de trabajo es incorrecto, la cortadora no podrá cortar de acuerdo con los comandos del software. La colocación de la pieza de trabajo también es crítica. Debe estar debajo de las herramientas de corte rotativas. Todas estas pequeñas cosas se comprueban durante la configuración de la máquina.
Paso 4: Ejecución del programa a través de la máquina
Una vez realizada la configuración de la máquina, es hora de iniciar el proceso de corte propiamente dicho. El operario ejecuta el programa. La cortadora se mueve y corta la pieza con precisión. Este es el paso final; se obtiene una pieza 100% precisa.
La máquina adapta la forma y el diseño del modelo que usted hizo en el primer paso. El programa informático controla todo el proceso. Sin embargo, el operario de la máquina sigue siendo necesario para ejecutar los programas. Sin embargo, las fresadoras manuales requieren muchos trabajadores en comparación con el fresado CNC.
Información rápida: La fresadora CNC trabaja con distintos materiales. Entre ellos se incluyen el vidrio, la madera, el metal y otros. La precisión de la máquina no variará, independientemente del material que utilice como pieza de trabajo. Por eso el fresado CNC se considera más fiable que otros tipos de fresado.
Componentes de la fresadora CNC
Estas máquinas no son sencillas. Múltiples componentes trabajan juntos. Cualquier avería en una pieza afectará al funcionamiento de toda la máquina. Por lo tanto, comprender esos componentes es vital. Esta es la lista de componentes de las fresadoras CNC:
- Huso: Se utiliza para girar las herramientas de corte
- Portaherramientas: Sujeción de la herramienta de corte
- Mesa de trabajo: Sujeta la pieza de trabajo
- Depósito de refrigerante: Almacena refrigerante para enfriar la herramienta de corte
- Cama de la máquina: Sujeta los componentes de una máquina
- Componentes de accionamiento: Gira motores; ayuda a mover piezas con precisión
Todas estas piezas son igualmente importantes. Sin embargo, la mesa de trabajo y las herramientas de corte son partes integrantes del fresado. La pieza permanece inmóvil en la mesa. Las herramientas de corte giran y la cortan siguiendo las órdenes del software.
Tipos de fresadoras CNC
Existen diferentes tipos de fresadoras CNC. Cada una de ellas varía en términos de rendimiento, velocidad y precio. Las empresas establecidas prefieren utilizar fresadoras de gama alta. El motivo es que ofrecen un mejor rendimiento sin necesidad de mantenimiento periódico.
Los pequeños fabricantes tienen en cuenta el presupuesto a la hora de tomar decisiones. Por ello, eligen máquinas que funcionen bien y no cuesten demasiado. La sección siguiente explorará los diferentes tipos de fresadoras CNC. Así que, ¡vamos a profundizar!
1 - Fresadora CNC vertical
Estas máquinas CNC tienen husillos orientados verticalmente. Así, las cuchillas se mueven hacia arriba y hacia abajo con facilidad.
Diferentes máquinas CNC verticales están disponibles y varían en sus ejes de movimiento. Las fresadoras verticales básicas y aptas para principiantes se mueven en los ejes X, Y y Z.
Sin embargo, algunas fresadoras CNC modernas de gran verticalidad pueden moverse en 5 ejes. Son más compactas que otros tipos de fresadoras CNC.
La razón es que su eje está fijado verticalmente. Por tanto, no ocupa espacio. Estas máquinas utilizan sistemas informatizados, por lo que no hay ningún problema con su precisión.
2 - Fresadora CNC horizontal
Estas fresadoras CNC son opuestas a las fresadoras verticales. Tienen un husillo orientado horizontalmente.
La pieza permanece fija en la mesa. Estos máquinas CNC horizontales se utilizan generalmente para fabricar formas complejas.
Su capacidad para trabajar con materiales pesados hace que estas máquinas destaquen. Como ya se ha mencionado, los husillos de estas máquinas son laterales. Por lo tanto, ocupan más espacio.
Esta es una de las razones por las que se consideran adecuadas para fabricantes más grandes. Sin embargo, son más rígidas que las fresadoras CNC verticales. Echa un vistazo la comparación definitiva entre las dos máquinas.
3 - Fresadora CNC de torreta
Estas máquinas son únicas y diferentes de otros tipos. La razón es que sus herramientas de corte no se mueven para cortar.
En su lugar, la mesa de trabajo, que tiene una pieza, se desplaza hacia las herramientas fijas. Su compatibilidad con diferentes tipos de material hace que sean populares.
Pueden trabajar en cualquier material. Por ejemplo, metales, plásticos y materiales compuestos. Además, su uso es habitual en la producción de diferentes herramientas más pequeñas.
Incluyen taladros, brochas, machos, etc. Cuestan menos que las fresadoras CNC horizontales.
4 - Fresadoras de bancada CNC
Como su nombre indica, tienen una gran bancada que sujeta la pieza de trabajo. La fresa se mueve alrededor del material para darle forma según las instrucciones.
Quizá se pregunte cómo está orientado el husillo. Estas máquinas son versátiles en cuanto a la orientación del husillo.
Algunas máquinas de bancada CNC vienen con husillos horizontales. Suelen ser más caras. Algunas de estas máquinas también vienen con husillos verticales.
Pero, a los fabricantes les suelen gustar las máquinas que vienen con orientación horizontal del husillo.
Al ocupar más espacio, ofrecen estabilidad durante el proceso de corte. Su trabajo y precisión son excelentes. Esto se debe a que se basan en CNC.
Muchas industrias, como la aeroespacial y la del automóvil, utilizan estas máquinas.
Ventajas y desventajas de las fresadoras CNC
Las fresadoras CNC ofrecen muchas ventajas. El fabricante prefiere utilizarlas por su rapidez de entrega.
Sin embargo, todo lo que se hace en esta tierra tiene pros y contras.
Lo mismo ocurre con estas fresadoras CNC. La sección siguiente explorará algunas de las ventajas y desventajas de estas fresadoras por ordenador.
Ventajas
- Precisión y exactitud: Las fresadoras basadas en CNC siguen las instrucciones del ordenador. Así, alcanzan una precisión ideal de 100%. Su resultado es exactamente similar a los perfectos modelos CAD realizados por los ingenieros. Las posibilidades de error son insignificantes en estas máquinas.
- Entrega rápida: Para las grandes empresas, cumplir los plazos es importante. Por eso, utilizan las máquinas CNC para fabricar piezas en cuestión de minutos. Las máquinas manuales llevan mucho tiempo. Por el contrario, una vez que el modelo está listo, la máquina CNC crea las piezas rápidamente. De este modo, ayuda a las grandes empresas a cumplir los plazos con eficacia.
- No Mano de obra extensiva: A diferencia del fresado manual, las fresadoras CNC no requieren muchos trabajadores. En su lugar, pocas personas son más que suficientes para manejar estas máquinas. De este modo, se ahorra a los fabricantes la contratación de demasiada mano de obra.
- Automatización: Como ya se ha dicho, las fresadoras CNC se basan en sistemas informatizados. El programa de software controla su trabajo. Se necesita más automatización para mejorar la eficacia de estas máquinas. No importa lo complejas que sean las piezas que necesite fabricar, estas máquinas pueden satisfacer fácilmente sus expectativas.
- Mayor seguridad: Las fresadoras manuales son manejadas por mano de obra. Por tanto, las posibilidades de que se produzcan lesiones laborales también son elevadas. Sin embargo, este no es el caso de las máquinas CNC. Se debe a la participación de un sistema informatizado. El operario se mantiene alejado y controla la máquina por ordenador. Esto evita que los trabajadores se acerquen a la máquina cuando está funcionando.
Desventajas
- Coste de instalación inicial: Las fresadoras CNC son caras. Las pequeñas empresas tienen que hacer grandes inversiones en su instalación. Su mantenimiento también añade gastos. Tenga en cuenta que estas máquinas utilizan sistemas complejos. Por tanto, repararlas también es un proceso complejo y requiere mecánicos especializados.
- Habilidades requeridas: Las fresadoras CNC son complejas y su trabajo no es sencillo. Por lo tanto, requieren operadores con experiencia y el conjunto de habilidades adecuado. Alguien sin conocimientos previos no podrá manejar estas máquinas. Se recomienda que los operarios tengan experiencia con máquinas CNC.
A pesar de los inconvenientes, las fresadoras CNC son bien aceptadas por los fabricantes.
Gracias a su precisión, flexibilidad y versatilidad. Su coste inicial puede suponer un freno para los nuevos fabricantes.
Sin embargo, estas máquinas son beneficiosas a largo plazo.
Preguntas frecuentes
P1: ¿Qué significa CNC?
CNC significa "Control Numérico por Ordenador". Se utiliza con fresadoras controladas por software programado. Consulte la guía definitiva sobre Máquinas CNC.
P2: ¿Para qué sirve una fresadora CNC?
Estas máquinas se utilizan para cortar y dar forma al material. Los fabricantes las utilizan para producir piezas para diferentes vehículos. Ofrecen un diseño y una forma precisos en el proceso de fabricación. Todo gracias a su integración con sistemas automatizados.
P3: ¿Merecen la pena las fresadoras CNC?
Estas máquinas merecen la pena por su precisión y rapidez. Su uso ha evolucionado en muchas industrias, como la automovilística y la aeroespacial. La tarea que antes se hacía en días ahora se completa en minutos. Todo gracias a estas fresadoras CNC.
P4: ¿Cuál es la diferencia entre fresado CNC y torneado CNC?
El fresado y el torneado CNC se diferencian por su funcionamiento. En el fresado, la pieza permanece fija mientras las herramientas de corte se mueven. En el torneado CNC, la pieza gira en lugar de las herramientas de corte. Esta rotación de la pieza permite a la fresa dar forma al material.
P5: Máquinas de torno CNC de 3 ejes frente a máquinas de 5 ejes: ¿En qué se diferencian?
En una máquina de torno de 3 ejes, la herramienta de corte se mueve en tres ejes (X, Y y Z). Sin embargo, en una máquina de 5 ejes, la herramienta se mueve en cinco ejes. Esto proporciona a la herramienta de corte más libertad e independencia para cortar el material de forma más eficaz. Ver más diferencias.
Conclusión
Sin duda, las fresadoras CNC han hecho evolucionar el proceso de fabricación. Muchas industrias utilizan ahora estas máquinas para lograr una mayor precisión en menos tiempo. No sería erróneo decir que su usabilidad y adaptabilidad son cada vez más famosas.
Existen algunos inconvenientes, pero normalmente se ignoran. En esta guía, hemos explorado todo lo relacionado con la máquina CNC y su funcionamiento. Ahora tiene más claro si debe utilizar una fresadora CNC o una manual. Analice los pros y los contras de ambas y tome decisiones acertadas.