Todo lo que necesita saber sobre Fresado CNC
Bienvenido a la guía definitiva sobre Fresado CNC¡! Esta entrada del blog abarca todo lo relacionado con este preciso proceso de fabricación, desde los aspectos básicos hasta las técnicas avanzadas.
Aprenda cómo el fresado CNC utiliza máquinas controladas por ordenador con fresas rotativas para dar forma a los materiales con precisión, creando una amplia gama de componentes.
Descubra los diferentes tipos de operaciones de fresado, los componentes clave de Fresadoras CNCy muchos más.
¡Empecemos!
¿Qué es el fresado CNC?
El fresado es un proceso de fabricación sustractivo que utiliza una variedad de fresas rotativas para eliminar material de la pieza de trabajo, formando componentes con formas complejas y dimensiones precisas.
Este proceso implica el movimiento de una herramienta de corte, normalmente montada en un husillo giratorio, sobre la superficie de un material en bloque para eliminar el exceso de material y crear la forma o las dimensiones deseadas.
Es uno de los muchos tipos de procesos de fabricación disponibles y puede utilizarse para todo, desde simples orificios hasta contornos complejos en configuraciones de varios ejes.
Las fresadoras CNC pueden producir resultados eficaces con rapidez, manteniendo una precisión dimensional constante en todas las tiradas de producción.
¿Cómo funciona el fresado CNC?
El fresado CNC consiste en utilizar máquinas controladas por ordenador para cortar materiales basándose en instrucciones programadas en Código G precisamente.
Estas máquinas calculan los movimientos de la herramienta para realizar cortes precisos a distintas profundidades y ángulos. Este método permite replicar piezas con exactitud y ofrece ventajas como la automatización y una precisión sin igual en comparación con los métodos de procesamiento manual.
El sistema CNC utiliza varios ejes para maniobrar la herramienta de corte con increíble precisión, lo que permite una eliminación eficaz del material y la reproducción de diseños intrincados.
Ocho tipos comunes de operaciones de fresado
Entre las operaciones de fresado más comunes se incluyen el fresado frontal, el fresado plano, el fresado angular, el tallado de formas, el tallado de engranajes, el fresado en horquilla, el fresado de perfiles y el fresado de bandas.
Hablemos más a fondo de estos tipos.
Fresado frontal
El fresado frontal es una técnica de mecanizado utilizada para producir superficies planas y niveladas y ranuras en piezas de trabajo.
Una fresa frontal consta de múltiples dientes dispuestos en un patrón de corte circular alrededor de su cuerpo, lo que permite al usuario cortar más material del que sería posible con una fresa frontal o una fresa de fresado lateral en una sola pasada.
La operación de fresado frontal utiliza máquinas verticales y horizontales para proporcionar mayores velocidades de avance en comparación con otras formas de corte. Este eficiente proceso puede terminar rápidamente grandes tareas, realizando cortes de profundidad variable cuando sea necesario.
Los tipos de máquinas herramienta utilizados para esta operación dependen del material que se va a fresar, así como de su tamaño, forma, grosor y acabado superficial deseado.
Por ejemplo, las piezas más grandes suelen fresarse con máquinas CNC horizontales, mientras que los componentes más pequeños requieren el uso de fresadoras verticales.
Aparte de estos tipos de maquinaria, también pueden utilizarse diversas fresas durante el fresado frontal, como fresas de concha y fresas de dientes escalonados; las configuraciones específicas dependen de los requisitos de aplicación esbozados por cada proyecto.
Fresado liso
El fresado plano es uno de los tipos de operaciones más básicos utilizados en el proceso de mecanizado CNC. Este tipo de fresado utiliza fresas de efecto con diversas formas y orientaciones adecuadas a diferentes necesidades y resultados.
Generalmente, este tipo de operación utiliza husillos horizontales, que giran a altas velocidades para lograr un comportamiento de corte óptimo para un material.
Mediante el empleo de estas herramientas específicas, un operario puede conseguir resultados muy precisos, conservando un gran nivel de exactitud incluso en piezas complejas.
Los diseños habituales pueden implicar ranuras en ángulo que requieren movimientos finamente controlados de las fresadoras y brocas utilizadas por las máquinas CNC o las que dependen de brocas para realizar piezas geométricas intrincadas con niveles de precisión significativos.
Fresado angular
El fresado angular utiliza técnicas de corte angular para producir características angulares en piezas de trabajo que pueden no ser ortogonales al eje de la herramienta.
Durante una operación de fresado angular, una herramienta de corte de disco gira sobre sus ejes a velocidades variables. Se introduce en la pieza desde distintos ángulos, lo que permite crear formas únicas con rapidez y precisión.
El fresado angular puede ayudar a crear contornos complejos, como la conicidad, especialmente cuando se combinan con él otras operaciones, como el taladrado o el roscado.
En comparación con otros tipos de procesos de mecanizado, el fresado angular ofrece una mayor flexibilidad, sobre todo a la hora de crear piezas en 3D, ya que permite realizar contornos de mecanizado no ortogonales en las tres direcciones axiales.
Fresado de formas
El fresado de formas es una operación de mecanizado que consiste en utilizar una fresa de forma especial para cortar y dar forma a los materiales de una pieza.
El fresado de formas se utiliza sobre todo para crear formas y características complejas, así como para cortar chaveteros o ranuras en componentes para conseguir alineaciones precisas.
Este tipo de mecanizado se realiza con máquinas horizontales o verticales, normalmente controladas por CNC, para garantizar resultados de precisión.
En el fresado de formas, la fresa gira lentamente alrededor de su eje central mientras corta el material a lo largo de su borde perimetral en ángulos predeterminados; esto permite dar formas únicas a materiales blandos y duros, como metales y plásticos.
Corte de engranajes
Este tipo de operación implica la utilización de cortadoras rotativas, como fresadoras de formas, fresadoras frontales y sierras circulares, para crear formas precisas mediante contorneado o corte en una pieza de trabajo para producir piezas con dimensiones exactas.
El principal objetivo de las operaciones de tallado de engranajes CNC es conseguir tolerancias estrechas, lo que significa que la forma y el tamaño creados deben ser extremadamente uniformes en las múltiples piezas producidas.
Para hacerlo con eficacia, se utilizan diferentes tipos de talladoras de engranajes que tienen características específicas adecuadas para producir dientes formados limpiamente en un ángulo de presión deseado (normalmente 14,50).
Estas talladoras de engranajes pueden variar desde herramientas de 12 dientes, adecuadas para tallado con fresa madre, hasta cientos o incluso miles de dientes, útiles para dar forma a perfiles de dientes complejos, como formas en V, con precisión y repetibilidad.
Fresado a horcajadas
Se trata de una importante operación de fresado CNC que permite a una máquina herramienta trabajar en dos o más piezas paralelas con un solo corte.
Este proceso consiste en utilizar dos fresas montadas una al lado de la otra sobre un eje, que crean ranuras, surcos o superficies paralelas en la pieza.
El fresado CNC a horcajadas suele utilizar fresas de dientes rectos para el mecanizado, y puede mecanizar con eficacia varias piezas simultáneamente.
Las aplicaciones de la straddle mille van desde la creación de ranuras en ejes y nervios para montar ruedas cómodamente hasta la fabricación rápida de componentes con medidas de alta precisión; producir piezas en grandes cantidades resulta mucho más fácil gracias a esta operación eficaz y fiable.
Fresado de perfiles
Existen cuatro tipos principales de fresado de perfiles: desbaste, semiacabado, acabado y superacabado.
Se trata de operaciones que implican características geométricas sencillas, como la realización de agujeros y el fresado de cavidades.
Las plaquitas redondas y los conceptos con radio también se utilizan en este tipo de fresado de perfiles, ya que permiten un corte eficaz cuando se producen piezas con ciertas complejidades geométricas.
Los procesos de fresado de perfiles proporcionan piezas de calidad formadas por planos intersecados, como zonas o cavidades, que pueden hacer realidad formas estéticas complejas, al tiempo que garantizan que los productos finales tengan dimensiones precisas y uniformidad incluso en materiales difíciles de mecanizar, como el acero inoxidable, el titanio y las aleaciones inconel.
Fresado de bandas
El fresado en grupo es una subcategoría del fresado de formas que implica el uso de dos o más fresas en el mismo eje de la máquina con diferentes tamaños, formas o anchuras. Este proceso puede crear patrones y formas complejas al permitir múltiples cortes a la vez.
Como forma avanzada de mecanizado CNC, el fresado de bandas ofrece una mayor precisión y eficacia en comparación con los métodos tradicionales, ya que corta los materiales más rápido y con mayor precisión.
Con este método, los ingenieros pueden fabricar piezas complejas de forma mucho más sencilla que antes, así como reducir considerablemente el tiempo de fabricación sin comprometer la calidad.
Componentes principales de la fresadora CNC
Una fresadora CNC se compone de varios componentes esenciales que le permiten cortar y dar forma a una pieza según un programa establecido.
Aquí están:
Interfaz de máquina
La interfaz de la máquina sirve de enlace principal entre el operador y la máquina.
Proporciona a los operarios una plataforma para introducir datos, supervisar el progreso de su producto mientras se mecaniza y realizar ajustes si es necesario.
El panel de control incluye varios mandos, interruptores y botones que permiten a los usuarios manejar con precisión el equipo CNC y, al mismo tiempo, realizar un seguimiento de los cambios que puedan ser necesarios durante la producción.
Columna
La columna alberga muchos componentes importantes. Es una estructura vertical conectada a la base que se desplaza a lo largo de un eje y sostiene tanto la torreta de herramientas como el alojamiento de aceite.
Esta conexión permite realizar ajustes precisos al cortar o tornear materiales con una variación o movimiento mínimos desde su punto de partida.
Además, al conectarse a la estructura base, proporciona estabilidad mientras el husillo motorizado gira para crear formas complejas con precisión según las instrucciones programadas.
Rodilla
La rodilla permite la adaptación a condiciones cambiantes y el movimiento automatizado. Trabaja conjuntamente con la columna, el mecanismo de alimentación eléctrica, la mesa de trabajo y el husillo para garantizar una alineación precisa de las herramientas durante las operaciones de corte.
Esta pieza fundamental de la maquinaria ajusta su posición basándose en el código G suministrado al controlador CNC, lo que ayuda a crear resultados uniformes en todas las tiradas de producto.
Silla de montar
El sillín contribuye tanto a la precisión como a la estabilidad. Situado bajo la mesa de trabajo, este componente utiliza su movimiento paralelo para apoyar las piezas durante el mecanizado.
Esto permite cortes de precisión y detalles llamativos que no serían posibles sin el respaldo estable de una silla de montar resistente.
Mesa de trabajo
La mesa de trabajo está fabricada en hierro fundido y cuenta con ranuras en T que permiten fijar la pieza de trabajo de forma segura para poder colocarla o girarla por separado en relación con las herramientas de corte.
Esta mesa de montaje rígido facilita el movimiento y la rotación para múltiples perfiles de mecanizado.
Con su construcción precisa y su capacidad para sujetar firmemente la pieza de trabajo durante los ciclos de funcionamiento, una mesa de trabajo de máquina herramienta CNC fiable es crucial para obtener resultados de alto rendimiento.
Eje
El husillo sujeta y acciona las herramientas de corte utilizadas durante las operaciones de fresado. Controla tanto las RPM como el avance en el fresado CNC.
Además, cuando el bloqueo se coloca en una posición determinada, se convierte en el responsable de posicionar el eje Z, lo que permite el movimiento ascendente o descendente necesario para manipular las formas diseñadas por los ingenieros.
Para el correcto funcionamiento de una máquina CNC, componentes como los pilares son también aspectos significativos que soportan el husillo para que no vuelque debido a las fuerzas de su peso durante la rotación, además de mejorar la precisión al trabajar con materiales utilizando ajustes de par más altos en los husillos.
Arbor
Un árbol, también conocido como husillo, sujeta y fija la herramienta de corte durante las operaciones de mecanizado.
El tamaño y el diseño de un mandril variarán en función del tipo de operación de fresado que se realice.
La rigidez también debe tenerse en cuenta para eliminar el movimiento durante las cargas de torsión de las fuerzas de corte, lo que podría provocar cortes imprecisos o dañar sus piezas y herramientas en casos extremos.
Al proporcionar apoyo y estabilidad en varios ángulos, la construcción de un husillo estable puede reducir las vibraciones al tiempo que aumenta la suavidad y la precisión durante todo el tiempo de procesamiento, todos ellos factores críticos para el éxito de la producción con fresadoras CNC.
Ram
El cilindro se encuentra en la parte superior de la columna. Es una pieza ajustable en forma de brazo que puede moverse hacia arriba o hacia abajo para posicionarse adecuadamente para cualquier trabajo que deba realizarse.
Sujeta el cabezal de fresado -una herramienta giratoria utilizada para cortar material de una pieza de trabajo- en su lugar. Le permite moverse en todas las direcciones según sea necesario, haciendo posibles cálculos y movimientos precisos mediante el control numérico por ordenador (CNC).
Máquina herramienta
La máquina herramienta suele constar de un husillo, que sujeta y hace girar las herramientas de corte utilizadas para eliminar material de la pieza de trabajo, y una superficie de trabajo o dispositivo de sujeción sobre el que se coloca o en el que se introduce la pieza de trabajo.
La capacidad de los distintos tipos de máquinas herramienta para articularse en varias direcciones les permite realizar patrones de corte complejos con exactitud y precisión.
Por ejemplo, algunas pueden articularse tanto vertical como horizontalmente, lo que les permite crear más ángulos para cortes más profundos que no son posibles con los métodos manuales tradicionales para trabajar la madera.
Conclusión
El fresado CNC es un proceso de fabricación preciso que utiliza máquinas controladas por ordenador para cortar materiales con precisión.
Ofrece versatilidad a través de diversas operaciones de fresado, como fresado frontal, liso, angular, de forma, de engranajes, en horquilla, de perfil y en cuadrilátero.
Los servicios de fresado CNC de DEK optimizan la ingeniería de precisión, utilizando maquinaria avanzada y medidas de control de calidad para una producción de componentes rentable e intrincada.
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Preguntas frecuentes
¿Es lo mismo el mecanizado CNC que el fresado?
No, el mecanizado CNC no es exactamente lo mismo que el fresado. Aunque son procesos relacionados en el sentido de que ambos implican la eliminación de material de una pieza de trabajo con herramientas de corte, existen importantes diferencias entre ellos.
El fresado CNC es un subconjunto específico del mecanizado CNC que implica el uso de herramientas de corte rotativas para eliminar material y crear componentes detallados o precisos.
El fresado CNC se centra en fresas rotativas que trabajan a lo largo de la superficie de un material para conseguir el producto final deseado, lo que resulta especialmente útil para obtener características o texturas intrincadas sin recurrir a métodos de acabado químico como el chorro de arena o el chapado.
¿Cuáles son los usos habituales del fresado CNC?
El fresado CNC se utiliza ampliamente en los campos aeroespacial y médico para piezas intrincadas, metalurgia, creación de prototipos y fabricación de automóviles, entre otros.
Incluso en la fabricación de artículos como instrumentos o muebles, el fresado CNC garantiza la precisión de las formas.
Por ejemplo, en medicina, fabrica implantes con precisión para una inserción segura.
En el sector aeroespacial, garantiza seguridad y piezas ligeras que otros métodos no pueden igualar.
Fresado CNC vs Torneado CNC, ¿cuál es mejor para usted?
El fresado CNC es ideal para formas intrincadas y curvas detalladas gracias a su capacidad para manejar superficies complejas y tridimensionales con eficacia, utilizando múltiples ejes de movimiento. Se recomienda cuando es crucial dar forma con precisión y genera menos residuos que el procesamiento manual.
Por otro lado, Torneado CNC es adecuado para piezas más sencillas, como círculos o cilindros, y suele requerir menos herramientas, sobre todo para diseños con bordes curvos o ranuras/profundidades fresadas.
¿Es caro el fresado CNC?
Los costes del fresado CNC fluctúan en función del tamaño de la máquina, la complejidad y las necesidades de precisión.
El precio de las máquinas oscila entre unos pocos miles de dólares (para los modelos de aficionado) y cientos de miles para las industriales, con unos costes de mantenimiento similares.
Otros factores, como el tipo de máquina, la mano de obra cualificada y los complejos procesos de fabricación, pueden elevar los gastos.
Las tarifas por hora oscilan entre $10-$150, pero las empresas pueden aplicar estrategias para recortar estos costes al integrar el mecanizado CNC en sus operaciones.
¿Qué son las fresadoras de 3, 4 y 5 ejes?
El fresado de 3 ejes se desplaza por los planos X, Y y Z para cortar y dar forma.
El fresado en 4 ejes añade la rotación de la herramienta de corte alrededor de su propio eje (eje A) para una mayor precisión a la hora de alcanzar diversos puntos en el espacio.
El fresado de 5 ejes incorpora el fresado CNC de índice 3+2 y el fresado CNC continuo, lo que permite la rotación simultánea de la pieza y el husillo. Esto ofrece resultados extremadamente precisos sobre superficies complejas al emplear dos ejes de rotación junto a los tres lineales, lo que resulta ideal para diseños intrincados y formas curvas a lo largo de múltiples planos.
¿Cuáles son las ventajas del fresado CNC?
El fresado CNC es mucho mejor que el mecanizado manual porque es muy preciso y exacto.
Los ordenadores controlan las herramientas, por lo que las piezas salen exactamente como los planos de diseño, lo que ahorra muchos materiales y dinero al reducir los errores.
Además, es ideal para grandes tiradas de producción porque es más rápido y uniforme que los métodos tradicionales, y también ahorra costes de mano de obra.
¿Qué industrias necesitan fresado CNC?
Industrias como la aeroespacial, médica, de ingeniería, automovilística y otras dependen en gran medida del fresado CNC para la fabricación de precisión.
Es crucial para crear piezas complejas en la industria aeroespacial (como álabes de turbina), garantizar la precisión en equipos médicos y crear prototipos en diversos sectores industriales para productos de metal o plástico.
¿Cómo sacar el máximo partido al fresado CNC con DEK?
Los servicios de fresado CNC de DEK ofrecen una solución innovadora para componentes complejos y necesidades de arranque de material.
Combinando maquinaria avanzada con experiencia en procesos de mecanizado, DEK ofrece a sus clientes resultados de producción rentables que hacen realidad diseños intrincados dentro de parámetros específicos.
Para maximizar los beneficios de esta ingeniería de precisión sin salirse del presupuesto, los ingenieros deben utilizar una serie de estrategias:
- El uso de programas avanzados de CAD/CAM permite a los ingenieros generar modelos 3D e información en tiempo real.
- Seleccionar estratégicamente las herramientas de corte adecuadas para cada pieza en función de las especificaciones de tamaño y diseño contribuye significativamente a minimizar la escoria o las piezas defectuosas.
- Integrar medidas de control de calidad en los ciclos de fabricación de productos no sólo garantiza un rendimiento óptimo, sino que valida productos bien creados y producidos dentro de tolerancias estrictas.
En definitiva, estos son sólo algunos pasos para optimizar los proyectos de fresado CNC con DEK.
DEK proporciona un apoyo ininterrumpido en cada paso del proceso, desde la planificación óptima de los proyectos hasta la verificación de una garantía de calidad que supere las expectativas.
