Ventajas y desventajas del mecanizado CNC

Mecanizado CNC: ¿Qué es?

El mecanizado CNC es un proceso de fabricación automatizado que crea cortes, fresados, torneados y grabados precisos. Es mucho más rápido, económico y fiable que el mecanizado manual. Estás a punto de descubrir lo que todo esto podría significar para ti y tus necesidades de producción.

Maquinado

Primero, podría ser beneficioso comprender el proceso de mecanizado. Imagínate diseñando algo desbasteciendo piezas de un objeto más grande. Quizás estés tallando un tronco de madera para hacer una canoa o esculpiendo una cara en mármol.

En pocas palabras, el mecanizado consiste en crear la forma deseada de un objeto cortándolo, afeitándolo o tallando. Es un término de fabricación y se suele pensar que solo se refiere al metal. En realidad, se puede mecanizar una amplia gama de materiales, como el plástico, la madera o la piedra.

Mecanizado CNC

El término "CNC" en mecanizado CNC significa "Control Numérico por Computadora". Esto se debe a que se utilizan herramientas computarizadas durante el proceso. A diferencia del mecanizado manual, esto ofrece una amplia gama de ventajas.

Cuando el mecanizado se realiza manualmente, es más probable que se produzcan errores de producción. Con el mecanizado CNC, basta con configurar una herramienta computarizada una vez. El producto final se puede fabricar a una fracción de la velocidad. Incluso se puede repetir el proceso a la misma velocidad y con la misma precisión.

● Una mayor calidad es la mejor garantía del mecanizado CNC.

● Puede fabricar más componentes de forma más eficiente.

● El riesgo de error humano se reduce al mínimo.

● Los ajustes manuales no afectan la consistencia del diseño final.

¿Cómo funciona el mecanizado CNC?

Ahora comprende que el mecanizado CNC es un proceso de tallado de alta precisión en la fabricación. También sabe que convierte diseños digitales en productos o piezas finales. Sin embargo, puede que en este punto sienta curiosidad por el proceso exacto paso a paso. ¿Cómo funciona?

1. Comience a utilizar el software CAD.

Comienza tu proceso de mecanizado CNC diseñando una pieza digital 3D Modelo. Esto se logra mediante software de diseño asistido por computadora (CAD). Fusion 360, SolidWorks y AutoCAD son los favoritos de la industria. El software CAD permite crear planos virtuales que definen cada dimensión del elemento deseado.

"Grand View Research" es una fuente confiable y una autoridad en el sector manufacturero. 2023 Se informó que el mercado global de software CAD creció un 7.5 % interanual. El uso cada vez mayor de procesos CNC influye significativamente en este crecimiento. Esto también ha fomentado la competencia y la innovación entre los fabricantes de software CAD.

2. Convierte tu CAD a CAM.

Ahora que ha completado su diseño final con CAD, dispone de un boceto virtual con todas sus medidas y detalles. Su diseño CAD se procesa mediante software de fabricación asistida por computadora (CAM). Este software convierte su diseño CAD a código G, el lenguaje de programación utilizado por las máquinas CNC.

El código G puede contener indicaciones de comando precisas, incluso la velocidad exacta del husillo durante ciertas partes del proceso de mecanizado. El taller de máquinas del MIT informa que 30% El tiempo total de producción se puede reducir mediante un software CAM bien optimizado.

En la actualidad, los líderes de la industria CAM son marcas como HSMWorks y MasterCAM.

3. Configure su máquina CNC y proceso

Una vez que haya cargado correctamente su código G en el máquina CNCLa computadora de la máquina lee las instrucciones. Ahora puede controlar la cuchilla o la herramienta de corte con precisión siguiendo una trayectoria preestablecida. Las mejores máquinas garantizan tolerancias de hasta 0.001 pulgadas, incluso más delgadas que un cabello.

4. Automatizar para lograr precisión.

Es increíble cómo se puede lograr la eficiencia mediante la automatización. La NASA afirma que sus piezas mecanizadas por CNC llegan con un 99.8 % menos de errores. Esto se debe a que, al eliminar la posibilidad de error humano, el mecanizado manual no puede competir con el mecanizado CNC.

El mecanizado CNC es un proceso automatizado. Esto significa que los componentes que desea se fabrican con precisión, llegan más rápido y pueden rehacerse una y otra vez. Con el mecanizado CNC, puede aumentar o reducir la producción rápidamente. Es la columna vertebral de las industrias automotriz, médica, de ingeniería y aeroespacial.

Ahora ya sabe cómo funciona el mecanizado CNC. Veamos sus principales ventajas y por qué tantas industrias confían en él.

Ventajas del mecanizado CNC

A estas alturas ya sabe que los procesos CNC producen piezas consistentes y de alta calidad. Descubra las siguientes 5 ventajas, basadas en hechos, de usar el mecanizado CNC en su proceso de producción.

1. Asegura la precisión

El nivel de precisión que se puede lograr con el mecanizado CNC puede ser de tan solo 0.001 pulgadas. Es una cifra tan fiable que incluso la NASA utiliza procesos CNC. El gigante aeroespacial fabrica muchas de las piezas de sus cohetes y las termina de esta manera.

Muchas de las herramientas médicas comunes que se puedan imaginar se fabrican mediante mecanizado CNC. Piense en un bisturí, una prótesis o incluso un estetoscopio. Todos estos se someten a algún tipo de mecanizado durante su fabricación, y rara vez se hace a mano.

También hay fabricantes de automóviles, ingenieros, fabricantes de aviones y más. Estas son industrias grandes e importantes que dependen de una precisión constante para lograr sus objetivos. Será difícil encontrar industrias donde no se utilice el mecanizado CNC.

2. Ahorras tiempo

La adopción de procesos CNC le permite aumentar las tasas de producción. En 2022El Journal of Manufacturing Systems informó que el mecanizado CNC puede reducir los tiempos de espera a la mitad. Las máquinas pueden operar a cualquier hora del día sin parar. Esto significa que sus piezas se fabrican más rápido, sin los tiempos de inactividad asociados con el trabajo manual.

Puedes convertir un pedido de una semana o un mes en uno que solo te lleve horas o días. De esta manera, podrás comercializar tus productos más rápido que la competencia.

3. Ahorra costes

El mecanizado CNC le permite ahorrar en costos de producción. Incluso puede impulsar sus ventas.

El uso de procesos CNC permite ahorrar en mano de obra. Además, permite distribuir el coste de la adopción entre innumerables componentes. Esto se debe a que el mecanizado CNC permite producir una gran variedad de componentes y productos finales. Si bien es posible, es raro encontrar máquinas CNC encargadas para un solo uso.

4. Puedes mecanizar muchos materiales

Sería erróneo pensar que el mecanizado es solo un proceso de metal. Si bien es cierto que se pueden mecanizar metales, desde aluminio hasta titanio, el plástico, la madera y la piedra también pueden someterse a mecanizado CNC.

Y ciertamente no estará limitado por la cantidad de artículos que pueda producir. Mejor aún, podrá cambiar la elección de materiales con mínimas interrupciones en el proceso de fabricación.

5. Puedes escalar tu negocio

Al principio, podría trabajar con unas 20 piezas. Puede haber largos periodos de espera entre el pedido y su llegada. Con el mecanizado CNC, su producción puede aumentar exponencialmente en cuestión de meses.

No solo se reducen los plazos de entrega, sino que también se pueden implementar cambios de diseño rápidamente. Esto se puede lograr sin necesidad de capacitar al personal en nuevos diseños. Simplemente se actualiza el diseño digital y listo. Todo esto se traduce en un coste mínimo de mano de obra y un aumento de la producción.

El mecanizado CNC ofrece claras ventajas para aumentar la producción. Quizás esté experimentando con un nuevo prototipo. Quizás tenga la confianza suficiente para aumentar su producción actual. En cualquier caso, escalar su negocio mediante el mecanizado CNC garantiza precisión, control y ahorro de costes.

Ahora ha aprendido exactamente cómo el mecanizado CNC le ofrece precisión, velocidad y ahorro de costes. También sabe que funciona con múltiples materiales y escalas en su negocio. Estas ventajas hacen que el CNC sea esencial para la fabricación moderna.

Los procesos CNC más comunes

A veces necesitas fabricar un componente, pero no sabes qué proceso CNC usar. No te preocupes: a continuación encontrarás una guía práctica sobre los 5 métodos de procesamiento CNC más comunes.

1. CNC fresado

Para formas complejas, existe el fresado CNC. Este proceso implica el uso de fresas giratorias. Estas fresas pueden moverse en múltiples direcciones mientras la pieza trabajada permanece fija en su lugar.

Beneficios del fresado CNC

● El proceso de fresado permite realizar bolsillos intrincados.

● Puede tallar finamente 3D contornos y las ranuras más delicadas.

● Puede fresar los materiales más duros, como el titanio, y los no tan duros, como el plástico.

● Se pueden lograr tolerancias de hasta 0.001 (SME Journal, 2023).

Usted opta por el fresado CNC cuando necesita piezas elaboradas de manera intrincada con los más finos detalles.

2. Torneado CNC

Para todas esas piezas redondas y curvas, el torneado CNC es la mejor opción. Con este proceso, se puede mover el material mientras la herramienta de mecanizado permanece perfectamente en su lugar.

El torneado CNC se dedica a producir piezas que se mueven entre sí. Piense en una pieza hidráulica o en los ejes de un motor. La creación de estas curvas requiere precisión en el movimiento con sellos herméticos.

Beneficios del torneado CNC

● Se ha demostrado que el proceso es 30% Más rápido que el torneado manual.

● Se obtienen acabados mucho mejores en las superficies de los componentes curvos.

● El proceso resulta más rápido para la alta rotación de artículos redondos en la producción en masa.

El torneado CNC es el proceso en el que confía cuando necesita componentes giratorios y simetría.

3. Perforación CNC

La función de taladrado es importante. Automatizada mediante CNC, permite realizar orificios ranurados precisos y herméticos. Su precisión es insuperable. Imagine la creación de algo tan detallado como una placa de circuito o un motor de coche. Estos elementos requieren orificios taladrados con gran precisión y rapidez.

Beneficios de la perforación CNC

● En promedio, se pueden producir unos 50 agujeros por minuto con la perforación CNC, independientemente del material con el que se trabaje.

● Puedes trabajar en diseños complicados.

● Permite automatizar una función de perforación que de otro modo podría tardar horas en completarse.

Si está trabajando en algo que necesita perforar numerosos orificios precisos en rápida sucesión, entonces la perforación CNC es la solución para usted.

4. Rectificado CNC

El método CNC ideal para acabados perfectos es el rectificado CNC. En ocasiones, los acabados de las piezas que se solicitan deben ser lisos como un espejo. Una pieza puede requerir distintas texturas en diferentes caras.

Las muelas abrasivas se utilizan durante el proceso de rectificado mecánico. Este proceso permite obtener un acabado específico en las superficies mecanizadas. Incluso puede utilizarse para afilar y deslustrar objetos.

Beneficios del rectificado CNC

● Se puede aplicar a artículos tan grandes como hélices de avión o herramientas tan pequeñas como bisturíes quirúrgicos.

● El proceso se puede utilizar para eliminar imperfecciones microscópicas.

● Es perfecto para mantener los estándares de la industria.

● El rectificado CNC también se puede utilizar para reducir la fricción entre piezas móviles.

Utilizarás el rectificado CNC cuando la superficie del artículo que necesitas tenga un acabado de la más alta calidad.

5. Procesos CNC combinados

Quizás haya pensado en combinar diferentes procesos CNC. Esta es una práctica común en todas las industrias. Un componente o herramienta puede requerir fresado y taladrado, o rectificado y torneado. Por ello, no es raro combinar diferentes métodos en el proceso de mecanizado CNC.

Aquí hay una estadística tranquilizadora. Más del 67% de los fabricantes combinan dos o más procesos CNC. Esto según un informe de IMIS publicado en 2024.

Desventajas del mecanizado CNC

Las ventajas del mecanizado CNC son obvias, pero no se pueden ignorar sus desventajas. A continuación STYLECNC Explicaremos sus principales desventajas en detalle.

1. Alto costo inicial

Las máquinas CNC (como fresadoras CNC, tornos CNC, enrutadores CNC, máquinas CNC de 5 ejes) requieren una gran inversión inicial.

Costos de instalación y herramientas: los accesorios personalizados, las herramientas de corte y la programación pueden aumentar los costos, especialmente en el caso de lotes pequeños.

2. Se requiere operación calificada

Aunque el CNC reduce el trabajo manual, aún requiere técnicos calificados (operadores y programadores) para la programación, configuración y mantenimiento.

Costos de capacitación: Los operadores necesitan capacitación especial antes de poder asumir sus puestos, lo que aumenta los costos laborales.

3. Desperdicio de materiales

Fabricación sustractiva: el mecanizado CNC elimina material, lo que genera más desperdicio en comparación con la fabricación aditiva (como 3D impresión).

Mayor coste de materiales caros: Desperdiciar materiales como el titanio o el Inconel puede resultar costoso.

4. Limitaciones especiales de diseño

Aunque el CNC puede producir piezas complejas, algunos diseños especiales (como rejillas internas y chaflanes) son difíciles de lograr a menos que se cuente con una máquina CNC de varios ejes.

Las formas complejas son más caras: el mecanizado CNC de 5 ejes puede reducir las limitaciones, pero también aumentará los costos de inversión.

5. Limitaciones del mecanizado de piezas grandes

El tamaño limitado de la mesa de mecanizado CNC les impide participar en ciertos proyectos grandes, lo que requiere métodos de mecanizado alternativos.

6. Mantenimiento y tiempo de inactividad

Las máquinas herramienta CNC requieren un mantenimiento regular que incluye lubricación, calibración y reemplazo de piezas (por ejemplo, husillos, tornillos de bolas).

Los fallos por tiempo de inactividad pueden provocar que la línea de producción se interrumpa o se detenga.

7. Producción en masa lenta

Cuando se trata de lotes muy grandes (por ejemplo, millones de piezas), procesos como el moldeo por inyección, la estampación o la fundición a presión son más rentables.

8. Limitaciones del acabado de la superficie

Para lograr una superficie ultra suave generalmente se requieren operaciones secundarias adicionales, como pulido y esmerilado.

Conclusión

Las ventajas del mecanizado CNC lo hacen indispensable en la fabricación industrial moderna, pero su elevado coste inicial desalienta a los pequeños empresarios, y la programación CNC requiere experiencia, lo que genera desconfianza en los principiantes. En resumen, el mecanizado CNC tiene sus pros y sus contras. Ya sea principiante o profesional, todos aprovecharán sus fortalezas y evitarán sus debilidades para conseguir lo que necesitan.

Vista final sobre el mecanizado CNC

Has explorado con éxito todo el potencial del mecanizado CNC. Desde su precisión y velocidad hasta los 5 procesos clave, estás al día. También puedes ver por qué es la columna vertebral de la fabricación moderna.

Con todo esto en mente, podría ser fantástico tener un socio de mecanizado CNC confiable a su lado.

Aproveche el mecanizado CNC para su negocio

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