Para prototipos y piezas de uso final, la precisión es un aspecto fundamental del mecanizado de metales . Precisión significa obtener una pieza que se vea y se sienta exactamente como la que se diseñó, sin errores que puedan afectar su funcionamiento mecánico.
Gracias al auge del mecanizado por control numérico computarizado (CNC) , el proceso de fabricación sustractiva de mecanizado de metales es ahora más preciso que nunca, lo que lo hace idóneo para industrias donde la tolerancia es fundamental, como la aeroespacial . Los operarios pueden usar computadoras para programar la trayectoria de la herramienta de corte con una precisión micrométrica, eliminando prácticamente las imprecisiones causadas por errores humanos. Siempre que la máquina CNC esté configurada correctamente, debería cortar piezas metálicas con un alto nivel de precisión.
Sin embargo, muchos factores fundamentales contribuyen a la precisión del mecanizado de metales . La calidad de la máquina , la selección del material e incluso la temperatura ambiente en el taller pueden influir, y algunos clientes pueden tener requisitos de precisión muy diferentes a los de otros.
Este artículo analiza los entresijos del mecanizado preciso de metales , explicando conceptos como exactitud, precisión y tolerancia.
Piezas de mecanizado de metal de precisión
¿Qué es la precisión de mecanizado?
Aunque exactitud y precisión puedan parecer sinónimos, tienen significados diferentes en las operaciones de mecanizado . Por lo tanto, es importante saber qué entendemos por cada término.
En el contexto de los procesos de mecanizado de metales , la precisión es el grado en que una máquina puede ajustarse a las medidas especificadas en el diseño.
Si un torno o una fresadora puede cortar en la ubicación exacta especificada en el diseño, entonces tiene un alto nivel de precisión.
Si ocasionalmente no da en el blanco, pero en promedio acierta en el lugar correcto, entonces podemos decir que aún tiene un alto nivel de precisión y es capaz de formar con exactitud la forma deseada a partir de la pieza de trabajo.
Sin embargo, y esto es importante, una buena máquina CNC hará algo más que simplemente alcanzar el objetivo en promedio…
¿Qué es la repetibilidad o la precisión del mecanizado?
La precisión de mecanizado se refiere a la similitud de las mediciones después de varios intentos, o entre varias copias de una pieza.
En otras palabras, si una máquina acierta exactamente en el mismo punto en 100 copias de una pieza, entonces tiene un alto nivel de precisión.
Esto es diferente a la exactitud, porque la precisión no se refiere específicamente a si el "punto" es el mismo que se especificó en el diseño. Una máquina puede ser muy precisa, incluso si corta sistemáticamente 3 mm a la izquierda de la marca deseada.
Por lo tanto, es evidente que es importante contar tanto con exactitud como con precisión.
La exactitud significa que se alcanzan las coordenadas especificadas en el diseño, y la precisión significa que se alcanzan de forma consistente en varias unidades.
¿Qué es la tolerancia de mecanizado?
Las tolerancias de mecanizado se refieren a la desviación de un valor entre dos cortes. Por lo tanto, están relacionadas con la precisión, pero se trata de un valor especificado por el cliente, no de una característica de la máquina en sí.
Si un cliente requiere que una característica de una pieza sea muy uniforme entre unidades, especificará tolerancias estrictas para dicha característica, permitiendo una desviación mínima. En la práctica, esto significa que la máquina debe operarse con mayor lentitud y cuidado.
Si se especifica una tolerancia menos estricta , por ejemplo, en una característica no mecánica, el mecanizado se puede realizar más rápidamente.
Si bien la tolerancia la define el cliente, las máquinas suelen especificar su tolerancia estándar y la tolerancia mínima posible.
¿Qué factores contribuyen a la precisión de una máquina CNC?
La precisión de una máquina CNC depende de varios factores, algunos de los cuales están determinados por el fabricante de la máquina CNC y otros que pueden ser controlados por el operario.
Para lograr un mecanizado preciso de metales , se deben tener en cuenta los siguientes factores:
Calidad de la máquina : Ya sea que hablemos de una fresadora , una máquina de torneado o una solución alternativa ( mecanizado por descarga eléctrica ( EDM ), corte por plasma , corte por láser , chorro de agua , etc.), una máquina bien construida con componentes de alta calidad generalmente producirá piezas más precisas que una máquina de baja calidad.
Estado de la máquina : Todo tipo de máquinas contienen infinidad de componentes, por lo que un mantenimiento adecuado es esencial para que funcionen correctamente.
Estado de las herramientas : Las herramientas de corte desafiladas y desgastadas , con signos de desgaste en los flancos, desgaste por cráter, etc., reducen la precisión de una máquina CNC , por lo que es fundamental mantenerlas en buen estado. Las herramientas desafiladas también aumentan la temperatura de corte, lo que reduce aún más la precisión. Deben reemplazarse cuando estén desgastadas, aunque se pueden usar amoladoras para mantenerlas afiladas por más tiempo. Algunas materias primas , especialmente los materiales compuestos , pueden causar mayor desgaste en las herramientas que otras.
Sujeción de la pieza : Una sujeción y fijación adecuadas son esenciales para un mecanizado preciso , ya que reducen la vibración y el movimiento de la pieza.
Inspección en máquina :
Las herramientas de retroalimentación, como las sondas integradas en la máquina , permiten al operario comprobar si la máquina está cortando con precisión durante el proceso. Estas herramientas también se pueden utilizar para corregir cualquier desviación en tiempo real, aumentando así la precisión. Obtenga más información sobre la inspección en máquina.
Calibración : Las máquinas herramienta deben calibrarse a intervalos regulares para mantener su precisión.
¿Cuáles son los mejores metales para el mecanizado preciso de metales?
El mecanizado preciso de metales se logra mejor con materiales aptos para el mecanizado CNC.
Porque si bien es posible mecanizar con precisión incluso los metales y aleaciones más duros, algunos materiales difíciles de mecanizar pueden afectar negativamente a la precisión del mecanizado.
La maquinabilidad de un metal se refiere a la facilidad con la que una herramienta de corte puede atravesarlo. Los metales altamente maquinables se pueden cortar rápidamente con poca potencia, lo que produce un acabado superficial de alta calidad sin causar un desgaste significativo a la herramienta de corte.
Algunos metales que se pueden mecanizar con facilidad son:
- Aluminio 6061
- Aluminio 7075
- Aluminio 2024
- Acero inoxidable 303
- Acero inoxidable 304
- Latón C35300
En teoría, una buena máquina CNC debería ser capaz de cortar metales difíciles de mecanizar , aunque requerirá más tiempo y consumo de energía.
Pero estos metales difíciles de mecanizar pueden tener un efecto negativo indirecto en la precisión.
Los metales no mecanizables pueden aumentar drásticamente el desgaste de las herramientas, y las herramientas desafiladas pueden reducir tanto la exactitud como la precisión de la máquina.
Además, la mayoría de los clientes buscan un buen equilibrio entre velocidad y precisión. Si el mecanizado preciso de metales requiere velocidades de corte extremadamente bajas debido a la dificultad del material , es posible que el proyecto no valga la pena.
¿Cuándo se necesita un mecanizado de metales de precisión?
El mecanizado preciso de metales es importante por muchas razones, desde garantizar la satisfacción del cliente hasta asegurar la funcionalidad mecánica de una pieza.
Entre los proyectos que requieren alta precisión se incluyen:
- Prototipos metálicos para presentaciones a inversores, donde las imprecisiones visibles pueden causar una impresión negativa a profesionales de alto nivel.
- Piezas mecánicas que interactúan con otras piezas. El correcto funcionamiento se puede controlar especificando un valor adecuado. toleranciapero aún se requiere una buena precisión para garantizar la compatibilidad entre las piezas.
- Piezas fabricadas con un metal escaso o caro, donde el exceso de desperdicio perjudicaría la viabilidad económica del proyecto. (Minimizar el desperdicio siempre es beneficioso, por supuesto).
- Empleos para posibles socios a largo plazo. Al trabajar con un nuevo cliente, aumentará sus posibilidades de establecer una colaboración duradera si le proporciona piezas mecanizadas con precisión desde el principio. En algunos casos, los clientes solo aceptan pedidos si se les garantiza un cierto nivel de precisión.
Con muchos años de experiencia en el sector, 3ERP es especialista en mecanizado de metales de precisión. Descubra más sobre nuestros servicios de mecanizado de precisión y contáctenos para obtener un presupuesto gratuito.
