El mecanizado CNC es el rey de la fabricación de precisión porque produce constantemente diseños impecables con una precisión milimétrica.
La selección de materiales cobra cada vez más importancia a medida que las industrias adoptan esta tecnología de vanguardia. Es importante saber qué materiales funcionan mejor durante el mecanizado CNC, ya sea que trabaje con metales, plásticos o compuestos.
Este artículo le llevará a una emocionante aventura en el fascinante mundo de los materiales para el mecanizado CNC. Conozca los entresijos de la selección de materiales para que su próxima obra maestra fabricada sea un éxito.
CÓMO ENCONTRAR EL MATERIAL ADECUADO PARA SU MÁQUINA CNC
Dado que hay tantos materiales aptos para el mecanizado CNC, los diseñadores pueden elegir el que mejor se adapte a su proyecto. Al elegir un material, se deben tener en cuenta factores como la resistencia, la durabilidad, la estética y la asequibilidad.
Por eso es tan importante conocer los materiales para CNC. Utilice estos datos para acelerar su trabajo y tomar decisiones más inteligentes.
ENTORNO PARA MÁQUINAS
Al seleccionar materiales para CNC, es fundamental tener en cuenta el entorno de fresado, ya que el refrigerante, la velocidad de corte y el material de la herramienta pueden tener efectos muy variados en distintos materiales. Además, la humedad, la temperatura y los contaminantes forman parte del entorno de mecanizado.
Algunos materiales pueden romperse o agrietarse fácilmente a altas temperaturas de mecanizado, mientras que otros pueden provocar un desgaste excesivo de la herramienta a altas velocidades de corte. Lo mismo se aplica al mecanizado, donde pueden requerirse agentes refrigerantes o lubricantes especiales para mantener bajas las temperaturas y la fricción. Sin embargo, esto podría provocar corrosión o daños si se utiliza con los materiales incorrectos.
Por lo tanto, considerar el entorno de mecanizado puede aumentar la producción, reducir gastos y garantizar un resultado final de alta calidad.
PESAJE DE PIEZAS
El peso de la pieza debe tenerse en cuenta para lograr una eficiencia, funcionalidad y viabilidad de fabricación óptimas. El costo de producción podría aumentar si se necesita material adicional para fabricar componentes más pesados. Además, es probable que el tiempo y el costo de fabricación de las piezas más pesadas aumenten debido a la necesidad de equipos CNC más resistentes y más costosos. Se podría utilizar aluminio o magnesio, que tienen una densidad menor que el acero, para aligerar la pieza y reducir los costos de fabricación.
El peso de sus componentes también puede afectar la eficiencia general del producto. La reducción de peso, por ejemplo, puede mejorar la eficiencia de combustible y el rendimiento general en aplicaciones aeronáuticas. La reducción de la masa total del vehículo da como resultado una mejor aceleración, manejo y ahorro de combustible.
RESISTENCIA AL CALOR
La capacidad de un material para resistir deformaciones o daños importantes a altas temperaturas está estrechamente relacionada con su resistencia al calor. El corte, la perforación y el fresado son procesos que someten al material procesado a ciclos repetidos de calor y frío. Los materiales no resistentes al calor pueden sufrir expansión térmica, flexión o rotura durante estos ciclos.
La calidad del mecanizado y los costes de fabricación se pueden mejorar utilizando materiales CNC con alta resistencia al calor. Se pueden lograr velocidades de corte más rápidas y cortes más profundos con materiales que resistan altas temperaturas. Como resultado, se acortan los tiempos de mecanizado y se minimiza el desgaste de las herramientas.
El mecanizado CNC se puede realizar con distintos materiales, algunos más resistentes al calor que otros. La alta conductividad térmica de metales como el aluminio y el cobre los hace ideales para disipadores de calor y otros entornos de gestión térmica. Sin embargo, el acero inoxidable y el titanio son muy adecuados para aplicaciones aeronáuticas y médicas debido a sus altos puntos de fusión y resistencia a la corrosión.
ALTA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA Y MAGNÉTICA
La capacidad de un material para transportar electricidad se cuantifica por su conductividad eléctrica. Los materiales con alta conductividad eléctrica son los preferidos en el mecanizado CNC por su capacidad para dispersar el calor de forma rápida y eficiente. Esto es especialmente crucial cuando se trabaja con metales, que pueden deformarse debido al calor producido durante el mecanizado. El cobre y el aluminio, dos materiales con una excelente conductividad eléctrica, se pueden utilizar para disipar el calor de forma eficaz y así evitar estos problemas.
Al mecanizar elementos ferromagnéticos como el hierro, el níquel y el cobalto, las características magnéticas de los materiales CNC son particularmente cruciales. Esto se debe a que el fuerte campo magnético emitido por estos materiales puede obstaculizar el proceso de corte. Por otro lado, el mecanizado CNC funciona bien con materiales no magnéticos como el titanio y el acero inoxidable. Como no se ven afectados por el campo magnético, pueden realizar una incisión más precisa.
DUREZA
«Maquinabilidad» describe la aptitud de un material para ser trabajado utilizando máquinas herramienta controladas numéricamente.
Cortar o dar forma a un material CNC con demasiada dureza puede provocar que se rompan las herramientas, se desgasten excesivamente o que el acabado de la superficie sea imperfecto. Por otro lado, cortar un material blando puede hacer que se deforme o doble, lo que genera mediciones inexactas y un acabado descuidado.
Por lo tanto, los componentes fabricados con precisión y de alta calidad requieren un material con la dureza adecuada para el mecanizado CNC. La dureza del material también puede afectar la rapidez y la eficacia del proceso de mecanizado, como resultado de la posible necesidad de velocidades de corte más bajas o herramientas más potentes cuando se trabaja con materiales más duros.
ACABADO DE LA SUPERFICIE
La funcionalidad y la estética de un objeto mecanizado se ven afectadas por el nivel de acabado de su superficie. Un acabado de superficie rugoso, por ejemplo, puede aumentar la fricción, acelerando el desgaste y, en última instancia, provocando que la pieza falle. Por otro lado, un componente con un acabado pulido tendrá menos puntos de contacto y, como resultado, un mejor rendimiento y durabilidad. El pulido de la superficie también es muy importante en términos de atractivo visual. El valor estético y la comercialización de un componente pueden aumentar después del tratamiento de superficie pulida.
Por lo tanto, al elegir materiales para el mecanizado CNC, es esencial tener en cuenta el pulido de la superficie deseado para el producto final. Sin embargo, no todos los materiales se pueden mecanizar con el mismo grado de suavidad. Por ejemplo, los metales como el aluminio y el latón se pueden mecanizar fácilmente hasta obtener una forma suave. Por el contrario, la fibra de carbono y la fibra de vidrio son más difíciles de fresar y pueden requerir equipos y métodos especializados para lograr un acabado de superficie suave.
ATRACTIVO VISUAL
La estética o el atractivo visual deben considerarse cuidadosamente si su operación de mecanizado CNC está destinada a crear un producto para su uso en un entorno minorista de alta gama. La textura, el color y el acabado de la superficie son aspectos que contribuyen al atractivo visual del material. También es importante que se pueda terminar de la forma que desee: pulido, pintado, etc.
La estética también puede indicar la calidad de un producto y la atención que el fabricante presta a los detalles, especialmente en las industrias automotriz y aeroespacial. Esto es especialmente crucial en los automóviles de alta gama, donde los compradores esperan y pagan por una construcción superior.
SOLICITUD
La utilidad final del producto determina todas las demás consideraciones. Las consideraciones anteriores son solo una pequeña parte de todo lo que se debe tener en cuenta a la hora de elegir un material CNC. Además de las consideraciones estéticas, cuestiones como la disponibilidad del material, la resistencia a la fatiga, la adhesividad, la reactividad química, la maquinabilidad, etc. pueden estar condicionadas por la aplicación.
El uso previsto del producto final es un elemento fundamental para determinar qué materiales son los más adecuados para el mecanizado CNC. La tenacidad, la resistencia a la tensión y la flexibilidad de los distintos materiales son diferentes. La idoneidad de los materiales para distintos usos está determinada por sus cualidades y su comportamiento en distintas condiciones.
Materiales como el aluminio y el cobre, que tienen excelentes propiedades conductoras y resistencia al daño térmico, serían preferibles si el producto final se utilizara en un entorno de alta temperatura.
PRESUPUESTO
Existen varias circunstancias en las que un presupuesto razonable es esencial. Para empezar, el precio de los materiales necesarios puede variar mucho en función de factores como el tipo y la cantidad. Los plásticos y los materiales compuestos pueden ser alternativas menos costosas a los metales de la misma calidad. Puede centrarse en los artículos que estén dentro de sus posibilidades estableciendo un límite de gasto en materiales.
En segundo lugar, el tiempo y el dinero necesarios para el mecanizado CNC pueden ser considerables. Es importante tener en cuenta el material, la complejidad del artículo y las herramientas necesarias al calcular el coste del mecanizado. La selección de componentes más rentables para una máquina ayuda a mantener bajos los costes de producción.
Por último, la calidad del producto final puede verse afectada por los materiales que elijas. Por ejemplo, los materiales de menor precio pueden no ser tan resistentes o fiables como sus homólogos más caros. Por lo tanto, establecer un presupuesto y hacer elecciones inteligentes de materiales dentro de ese presupuesto garantizará un resultado final duradero y de alta calidad.
MECANIZADO CNC: MATERIALES COMÚNMENTE TRABAJADOS
Los principales grupos de materiales del mecanizado CNC son la cerámica, la madera, los plásticos, los compuestos y los metales. En estas amplias clases se pueden encontrar innumerables materiales distintos con características únicas. Consulte a un experto si busca características específicas; los siguientes principios sirven como un enfoque amplio para la selección de materiales para la fabricación de precisión.
CERÁMICA
El mecanizado CNC de cerámica es complicado, aunque tiene algunos usos sofisticados. La cerámica mecanizada se puede encontrar en diversas aplicaciones, incluidos los componentes de motores para transbordadores espaciales, blindaje de tanques y superconductores. Sin embargo, debido a su fragilidad, los componentes cerámicos necesitan procesos de mecanizado complejos para durar mucho tiempo y funcionar de manera confiable.
RIELES
Las máquinas CNC suelen trabajar con metales. Los metales que han sido mecanizados por CNC se utilizan ampliamente en numerosas industrias, como la aviación, el transporte, la electrónica y la medicina. Los metales mecanizables incluyen acero, aluminio, latón, cobre y titanio.
COMPUESTOS
Los materiales compuestos suelen ser difíciles de mecanizar con CNC, ya que normalmente se necesitan máquinas CNC de 5 ejes y herramientas de diamante para su acabado. Sin embargo, los materiales compuestos mecanizados pueden beneficiar significativamente a las industrias aeroespacial, automotriz y de generación de energía.
PLÁSTICA
Los fabricantes de las industrias de refrigeración, electrónica, juguetes y deportes pueden beneficiarse de las piezas de plástico mecanizadas con CNC. El acrílico, el policarbonato, el cloruro de polivinilo y el nailon son ejemplos de plásticos que se mecanizan habitualmente.
MADERA
El último grupo son los productos de madera. Normalmente, el mecanizado de madera CNC se reserva para fines decorativos, como los muebles, pero también se utiliza en la construcción.
Como hemos demostrado, algunos grupos de materiales son más difíciles de mecanizar que otros. Es posible que no esté seguro de si un determinado material es adecuado para su proyecto, ya que no está seguro de qué características determinan la maquinabilidad.
PAUTAS PARA EL FRESADO CNC DE MATERIALES COMUNES
Lo que intentas hacer determinará los materiales de mecanizado CNC que utilices, pero aquí hay algunas pautas a seguir como punto de partida:
- No descartes automáticamente los metales; hay otros materiales que puedes considerar. La espuma, que se puede moldear en varias formas, es un ejemplo de un material no metálico que ha ganado popularidad debido a que es liviano pero duradero. Los pequeños detalles también se conservan al cortar no metales. Hay varias posibilidades disponibles si crees que usar no metales podría mejorar tu proyecto.
- Las espumas sirven para distintos propósitos. Por lo tanto, es importante entender la diferencia entre espuma rígida y espuma de corte. La espuma de corte se utiliza comúnmente como aislante y prototipos para moldes, mientras que la espuma rígida es adecuada para artículos que enfatizan la integridad y estabilidad estructural.
- Piense en los fenólicos. Los fenólicos son opciones fantásticas, en particular para cumplir con los estrictos requisitos de las aplicaciones militares.
- Existe una amplia gama de plásticos disponibles, por lo que es importante familiarizarse con las opciones disponibles. Los cojinetes y casquillos de repuesto fabricados con acetal se utilizan habitualmente. El aislamiento para cables eléctricos está fabricado con fluoruro de polivinilideno (PVDF). El UHMW se puede utilizar en biomateriales médicos, como prótesis de cadera, rodilla y columna vertebral. A continuación se enumeran solo algunos de los innumerables usos de los plásticos.
CONCLUSIÓN
El mecanizado CNC está adquiriendo cada vez más importancia a medida que las industrias adoptan esta tecnología de vanguardia. Es importante tener en cuenta la resistencia, la durabilidad, la estética y la asequibilidad al seleccionar materiales para el mecanizado CNC. El entorno de fresado, el peso de la pieza y la resistencia al calor son factores importantes a tener en cuenta al seleccionar materiales para el mecanizado CNC. El refrigerante, la velocidad de corte, el material de la herramienta, la humedad, la temperatura y los contaminantes son parte del entorno de mecanizado. La reducción de peso puede aumentar la eficiencia del combustible y el rendimiento general en aplicaciones aeronáuticas.
La resistencia al calor está estrechamente relacionada con la capacidad de un material para resistir el calor. El mecanizado CNC se puede realizar utilizando diversos materiales, algunos más resistentes al calor que otros. La alta conductividad térmica de metales como el aluminio y el cobre es ideal para disipadores de calor y otros entornos de gestión térmica, mientras que el acero inoxidable y el titanio son adecuados para aplicaciones aeronáuticas y médicas debido a sus altos puntos de fusión y resistencia a la corrosión. Los materiales con alta conductividad eléctrica y magnética son los preferidos por su capacidad para dispersar el calor de forma rápida y eficiente. La dureza también es importante, ya que puede afectar a la rapidez y eficacia del proceso de mecanizado.
El acabado de la superficie también es importante, ya que afecta la funcionalidad y la estética del objeto mecanizado. Los detalles más importantes a la hora de elegir un material CNC para el mecanizado CNC son la estética, la aplicación, el presupuesto, la disponibilidad, la vida útil por fatiga, la adhesividad, la reactividad química y la maquinabilidad. Un acabado de superficie rugoso puede aumentar la fricción, acelerar el desgaste y, con el tiempo, provocar que la pieza falle, mientras que un acabado pulido tendrá menos puntos de contacto y un mejor rendimiento y durabilidad. El atractivo visual también es importante, ya que puede indicar la calidad de un producto y la atención del fabricante a los detalles. La aplicación determina todas las demás consideraciones, como la disponibilidad del material, la vida útil por fatiga, la adhesividad, la reactividad química y la maquinabilidad.
El presupuesto es fundamental, ya que el precio de los materiales necesarios puede variar mucho en función de factores como el tipo y la cantidad. El mecanizado CNC requiere un límite de gasto en materiales, tiempo y dinero, y la calidad del producto final. Los materiales más habituales son la cerámica, la madera, los plásticos, los compuestos y los metales. La cerámica requiere procesos de mecanizado complejos para durar mucho tiempo y funcionar de forma fiable. Los metales requieren máquinas CNC de 5 ejes y herramientas de diamante para su acabado.
Los materiales compuestos requieren máquinas CNC de 5 ejes y herramientas de diamante para su acabado. Los plásticos requieren máquinas CNC de 5 ejes y herramientas de diamante para su acabado. Las piezas de plástico mecanizadas por CNC son populares en las industrias de refrigeración, electrónica, juguetes y deportes. Los productos de madera también se utilizan en la construcción. Directrices para el fresado CNC Los materiales comunes incluyen materiales no metálicos como espuma, fenólicos y fluoruro de polivinilideno (PVDF). Los plásticos también se pueden utilizar en biomateriales médicos como prótesis de cadera, rodilla y columna.
Enlace：¿QUÉ MATERIALES SE PUEDEN UTILIZAR EN EL MECANIZADO CNC?
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