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¿Qué es el mecanizado CNC? La guía básica y avanzada más completa

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Imagen destacada-Qué es el mecanizado CNC

Este artículo está dirigido principalmente a los recién llegados a la industria manufacturera, proporcionándoles una introducción esclarecedora sobre "qué es el mecanizado CNC". También abarca conocimientos más avanzados, que quizá sólo estén parcialmente claros incluso para quienes llevan muchos años en este campo.

El contenido es exhaustivo, con un recuento de palabras superior a 4.000. FirstMold cree que podría encontrarse leyendo repetidamente este artículo, ya que cada sesión aumentará sus conocimientos a un nuevo nivel. Si desea fabricar sus productos o piezas, haga clic en 'Servicios de mecanizado CNC'. En la página del enlace puede encontrar más información sobre las amplias capacidades de fabricación y los casos prácticos de FirstMold, una fábrica líder en el mundo del mecanizado.

Ahora, empecemos por la comprensión básica de "qué es el mecanizado CNC".

Se está mecanizando una pieza con forma de nido de pájaro. Esta imagen le muestra visualmente lo que es el mecanizado CNC.
Se está mecanizando una pieza con forma de nido de pájaro. Esta imagen le muestra visualmente lo que es el mecanizado CNC.

¿Qué es el mecanizado CNC?

Explicación del mecanizado CNC

In general, CNC (Computer Numerical Control) refers to computer-controlled machining tools that operate under the guidance of a programmed sequence. This control system is capable of logically processing programs specified by control codes or other symbolic instructions. It translates these instructions via a computer, enabling the machine to perform predetermined actions. By cutting the workpiece with various tools, Máquinas CNC transform raw materials into semi-finished or finished parts.

Simply put, you can think of CNC machining as a process where “computers” control machines. It’s important to note: not everyone working in a CNC workshop is necessarily operating the so-called “computers”.

Breve historia del mecanizado CNC

El mecanizado CNC tiene una gloriosa historia que se remonta a varios años de finales de la década de 1940 y la mayor parte de 1950. Mientras el Sistema de las Fuerzas Aéreas de los Estados Unidos buscaba el método para fabricar las piezas perfectas de la época de forma repetible, ocurrió. Inventaron la primera máquina CNC (Control Numérico por Ordenador) que utilizaba tarjetas perforadas para realizar la función de control. La máquina denominada Control Numérico (CN) supuso un gran paso para la fabricación, ya que permitió la producción en masa.

En la década de 1960, el desarrollo de máquinas CNC controladas por ordenador hizo posibles tareas más creativas. A medida que se perfeccionaba la tecnología informática, las máquinas CNC iban más allá, y las siguientes versiones fueron máquinas de 3 y 5 ejes que podían generar geometrías y piezas extremadamente complicadas.

Una de las primeras máquinas CNC
Una de las primeras máquinas CNC

El segundo punto de inflexión significativo se produjo entre 1980 y el cambio de siglo, cuando la aplicación de los PC industriales facilitó la aparición de nuevas líneas de productos en el campo de las máquinas-herramienta CNC, como las máquinas-herramienta ecológicas inteligentes CNC, entre otras. Esta época marcó la maduración gradual del sistema de productos de máquinas herramienta CNC. Con la llegada de la era de la Industria 4.0, la incorporación de tecnologías de vanguardia como "IA + NC", "BD (Big Data) + NC", "CPS (Sistemas Ciberfísicos) + NC" y "Nube + NC" ha impulsado el campo de las máquinas herramienta CNC a nuevas cotas.

Fundamentos del mecanizado CNC

El proceso de mecanizado CNC

El proceso de mecanizado CNC suele seguir estos pasos:

  1. Lectura de los planos y de la hoja del programa.
  2. Transferir el programa correspondiente a la máquina herramienta.
  3. Comprobación del programa, parámetros de corte, etc.
  4. Determinación de las dimensiones y tolerancias de la pieza en el proceso anterior.
  5. Sujeción razonable de la pieza de trabajo.
  6. Alineación precisa de la pieza de trabajo.
  7. Establecimiento preciso de las coordenadas de la pieza de trabajo.
  8. Selección razonable de herramientas y parámetros de corte.
  9. Sujeción adecuada de la herramienta.
  10. Métodos de corte de prueba seguros.
  11. Observación del proceso de mecanizado.
  12. Ajuste de los parámetros de corte.
  13. Comunicación oportuna de los problemas al personal pertinente durante el proceso de mecanizado.
  14. Inspección de la calidad de la pieza una vez finalizado el mecanizado.

Procesos de mecanizado CNC

Girando

Turning uses a lathe that rotates the workpiece. At the same time, a cutting tool takes the shape of the workpiece and eliminates the surplus one that is needed. This process generates cylindrical forms, such as shaft-type or bolt-type parts, and enables the machining of symmetric objects, such as gears.

Haciendo clic en "Servicio de torneado CNC", podrá adquirir más conocimientos sobre este proceso.

Fresado

El mecanismo en el fresado consiste en alimentar una pieza mediante una herramienta de corte; da forma a la pieza arrancando material de ella. La propia fresa puede operar desde múltiples direcciones porque la mesa, que transporta el material, se mueve a lo largo de los tres ejes X, Y y Z. Ahora, el fresado se conformará con la técnica que permite fabricar complicadas formas de piezas tridimensionales.

Haciendo clic en "Servicio de fresado CNCce" podría proporcionarle una comprensión más completa de esta técnica.

Sin embargo, distinguir entre torneado y fresado sólo a través del texto no es muy intuitivo. Publicaremos una serie de vídeos para explicar sus diferencias en detalle.

Perforación

El taladrado CNC se refiere a un proceso de mecanizado en el que se perforan agujeros en la superficie de un producto utilizando una broca. Normalmente, al realizar operaciones de taladrado en una prensa de taladrado, la broca debe completar dos movimientos simultáneos:

  • El movimiento primarioque es el movimiento de rotación de la broca alrededor de su eje (movimiento de corte).
  • El movimiento secundario, que es el movimiento lineal de la broca a lo largo de su eje hacia la pieza (movimiento de avance).

El taladrado CNC es un proceso muy común en las actividades CNC, y dedicaremos un artículo aparte a explicarlo en detalle.

Rectificado

El rectificado CNC implica el uso de herramientas de rectificado para procesar la superficie de una pieza de trabajo mediante tecnología de control numérico. La mayoría de las operaciones de rectificado se realizan con una muela abrasiva giratoria de alta velocidad, mientras que una minoría utiliza piedras de aceite, bandas de arena y otras herramientas de rectificado y abrasivos libres para el procesamiento.

La frecuencia de los procesos de rectificado es ligeramente inferior a la del taladrado, y también publicaremos un artículo detallado sobre el rectificado más adelante.

Diagrama de los tres tipos de mecanizado: torneado, fresado y rectificado
Diagrama de los tres tipos de mecanizado: torneado, fresado y rectificado

Tipos de máquinas CNC

Los cuatro procesos básicos de mecanizado CNC mencionados requieren equipos específicos para realizar estas operaciones, que son lo que denominamos máquinas CNC. De hecho, el término "máquinas CNC" es bastante amplio ya que existen muchos tipos de máquinas CNC: hay aproximadamente 20 categorías principales y más de 40 subcategorías de máquinas herramienta de uso común.

En este artículo, presentaremos algunas máquinas CNC comunes:

Máquina CNCFunción principal
Tornos CNCMecanizado rotacional de piezas, normalmente para crear piezas cilíndricas.
Centros de torneadoTornos avanzados con capacidades adicionales como fresado y taladrado.
Fresadoras CNCMecanizado de piezas utilizando fresas rotativas para eliminar material.
Fresadoras de perfiles CNCFresado de perfiles y contornos complejos en piezas de trabajo.
Centros de mecanizadoMáquinas versátiles capaces de realizar una gran variedad de operaciones de mecanizado, incluidos el taladrado y el fresado.
Taladradoras CNCCreación de orificios en piezas de trabajo con precisión.
Mandrinadoras CNCAmpliación de orificios o mecanizado de cavidades de dimensiones precisas en piezas de trabajo.
Rectificadoras CNCAcabado de superficies de piezas mediante rectificado.
Centros de rectificadoEspecializada para operaciones de rectificado integrales, combinando múltiples procesos de rectificado.
Brochadoras CNCMecanizado de ranuras o hendiduras en piezas mediante el movimiento lineal de la herramienta.
Centros de mecanizado láser CNCCortar, grabar o marcar materiales utilizando tecnología láser.

Mecanizado CNC de 3, 4 y 5 ejes

Tras conocer los procesos de mecanizado CNC más utilizados y las máquinas CNC típicas, es importante destacar varios métodos de mecanizado especializados. Estos métodos tienen su origen en las operaciones de fresado CNC y se clasifican en función del número de ejes que intervienen en su funcionamiento:

Mecanizado CNC de 3 ejes

El mecanizado CNC de 3 ejes implica operar a lo largo de tres ejes lineales diferentes, que normalmente se mueven arriba y abajo, delante y detrás, y de lado a lado.

Esta configuración permite el mecanizado en una sola superficie a la vez, lo que la hace adecuada para procesar piezas en forma de disco. Sin embargo, plantea limitaciones para las piezas que requieren el mecanizado de orificios o ranuras en varias superficies.

una máquina CNC de 3 ejes
una máquina CNC de 3 ejes

Mecanizado CNC de 4 ejes

Mecanizado CNC de 4 ejes adds a rotary axis to the three linear axes, typically allowing for 360° rotation in the horizontal plane. This rotation is not high-speed but is suitable for machining box-shaped parts.

Most 4-axis CNC machines can rotate work pieces around the X-axis. This is called the B-axis and is used for milling and turning the workpiece. It significantly speeds up the machining process and achieves high precision.

Máquina CNC de 4 ejes GF
Máquina CNC de 4 ejes GF

Mecanizado CNC de 5 ejes

El mecanizado CNC de 5 ejes introduce un eje giratorio adicional a la configuración de 4 ejes, que suele permitir una rotación de 360° en el plano vertical. Con el mecanizado en 5 ejes, es posible un mecanizado integral que permite el mecanizado en una única configuración. Esto reduce los costes de preparación y minimiza el riesgo de rayar o dañar el producto.

Debido a su gran versatilidad, el mecanizado CNC de 5 ejes se utiliza para fabricar piezas complejas y precisas. Algunos ejemplos son los componentes médicos, como miembros o huesos artificiales, los componentes aeroespaciales, las piezas de titanio, las piezas de maquinaria de gas y petróleo y los productos militares.

Cada tipo de mecanizado CNC tiene sus pros y sus contras y es más adecuado para aplicaciones específicas. Por ejemplo, el mecanizado de 3 ejes es una opción rentable y fácil de usar, por lo que es adecuada para empresas pequeñas o nuevas empresas. Sin embargo, si se requiere un mayor nivel de precisión o la pieza es más intrincada, entonces un mecanizado de 4 ó 5 ejes puede ser esencial.

En general, la elección de la máquina depende de las necesidades específicas de la aplicación y de la complejidad de la pieza que se va a producir. El mecanizado CNC ha revolucionado la industria manufacturera, permitiendo una mayor precisión, eficacia y versatilidad en la producción de piezas de alta calidad.

No diga que un mecanizado CNC de 5 ejes es mejor que uno de 3 ejes.

Aplicaciones del mecanizado CNC

Una vez comprendidos los procesos y flujos de trabajo básicos del mecanizado CNC, exploremos las diversas aplicaciones del mecanizado CNC para apreciar realmente su utilidad:

Aerospace Components Machining

La industria aeroespacial exige la fabricación de piezas como componentes de motores, controladores de vuelo y estructuras de alas, que requieren altos niveles de precisión y complejidad. Las fresadoras CNC satisfacen estas necesidades ofreciendo precisión, velocidad y fiabilidad, reduciendo significativamente el margen de error humano.

Medical Devices Parts Machining

La producción de dispositivos médicos implica la creación de componentes de gran precisión, como articulaciones artificiales, prótesis y herramientas quirúrgicas. Las máquinas CNC desempeñan un papel crucial en la consecución de los exigentes estándares requeridos para estos componentes, garantizando una precisión sin igual.

Automotive Parts Machining

La maquinaria CNC se utiliza ampliamente en la industria del automóvil para fresar piezas como componentes del motor, sistemas de frenos y unidades de dirección. Esta tecnología permite tanto la producción en serie como la fabricación de piezas específicas para determinados modelos de automóvil.

Electronic Equipment Machining

Los dispositivos electrónicos requieren a menudo piezas intrincadas que exigen precisión, como disipadores de calor, soportes de placas de circuito impreso (PCB) y carcasas. Las máquinas CNC son capaces de mecanizar estos componentes con una precisión excepcional.

Construcción naval y marina

En la industria naval y de la construcción naval, las máquinas CNC son fundamentales para fabricar las piezas del casco de los barcos, los componentes de los motores marinos y los equipos marinos, garantizando su calidad y fiabilidad.

Herramientas y moldes

La fabricación de herramientas y moldes exige un alto grado de precisión. Las máquinas CNC, equipadas con capacidades para procesos como la estampación, el moldeo por inyección y la fundición a presión, son esenciales para producir estos intrincados moldes.

Grabados y obras de arte

Las máquinas CNC tienen una amplia gama de aplicaciones industriales, incluida la creación de grabados y obras de arte. Su alto nivel de exactitud y precisión las hace ideales para mecanizar una gran variedad de materiales en obras artísticas detalladas o artículos decorativos complejos.

Las aplicaciones del CNC en la vida moderna van mucho más allá de las enumeradas anteriormente. Para comprender mejor el poder del mecanizado CNC, puedo decirle con toda confianza: todos los materiales sólidos pueden procesarse con CNC.

Por supuesto, se trata más bien de una broma. En las actividades de producción industrial, deberíamos explorar qué tipos de productos son más adecuados para el mecanizado CNC.

Alcance del mecanizado CNC

Por poner un ejemplo sencillo: los paneles de chasis (normalmente de más de 5 mm de grosor) no se procesan mediante corte por láser por la siguiente razón: Al mecanizar aberturas en piezas de tal grosor, queda una sección transversal pronunciada, difícil de pulir internamente. Por lo tanto, este tipo de productos se procesan más adecuadamente mediante mecanizado CNC.

¿Qué piezas son adecuadas para el mecanizado CNC?

Formas complejas

Se trata de piezas con formas irregulares que suelen tener poca rigidez y requieren un procesamiento mixto multiposición de puntos, superficies y líneas. Es difícil garantizar la deformación y la precisión de las formas complejas, por lo que su procesamiento en máquinas herramienta convencionales resulta todo un reto. El mecanizado CNC es necesario para estas piezas.

Discos, manguitos y piezas de plato

Estas piezas tienen sistemas de agujeros superficiales, chaveteros, agujeros radiales y superficies curvas en las partes del eje. Por lo general, las máquinas herramienta convencionales no pueden procesar estas piezas. Las piezas curvadas requieren un centro de mecanizado vertical CNC, y las piezas con orificios requieren un centro de mecanizado horizontal CNC.

Piezas tipo caja

Estas piezas suelen tener una serie de orificios, cavidades internas y proporciones específicas de longitud-anchura-altura. Se utilizan sobre todo en los campos de la automoción, los equipos médicos y la fabricación aeronáutica. Estas piezas tienen unos requisitos de mecanizado relativamente altos y suelen pasar por procesos de fresado, taladrado, escariado, mandrinado, avellanado y roscado, que abarcan casi todas las operaciones de mecanizado. Las máquinas herramienta convencionales consumen mucho tiempo y no pueden garantizar la precisión del mecanizado, por lo que estas piezas suelen procesarse con centros de mecanizado CNC.

Ventajas del mecanizado CNC

Reduce la necesidad de múltiples plantillas y utillajes:

El mecanizado CNC reduce considerablemente el número de herramientas y útiles necesarios. Para piezas con formas complejas, no hay necesidad de complicadas plantillas o utillajes. Si hay necesidad de cambiar la forma y el tamaño de una pieza, sólo es necesario modificar el programa de mecanizado. Esto resulta especialmente ventajoso para el desarrollo y la modificación de nuevos productos, ya que ofrece una gran flexibilidad en la creación de prototipos y en los ajustes de producción.

Alta calidad de procesamiento y precisión:

El mecanizado CNC garantiza una calidad estable, una alta precisión de mecanizado y una gran repetibilidad. Este nivel de consistencia cumple los estrictos requisitos de los componentes aeroespaciales y otras industrias de precisión crítica. La capacidad de mantener una calidad uniforme en grandes volúmenes de piezas reduce el riesgo de defectos y aumenta la fiabilidad general del proceso de fabricación.

Una máquina CNC puede procesar productos de alta precisión
A CNC machine can process high-precision products

Eficaz para la producción variada y de lotes pequeños:

En situaciones que implican la producción de múltiples variedades y lotes pequeños, el mecanizado CNC destaca por su gran eficacia. Reduce el tiempo necesario para la preparación de la producción, los ajustes de la máquina herramienta y las inspecciones del proceso. Además, el uso de parámetros de corte óptimos minimiza el tiempo de corte, mejorando la eficacia global de la producción sin sacrificar la calidad.

Mecanizado de piezas para las industrias automovilística y aeroespacial con procesos de mecanizado CNC
Mecanizado de piezas para las industrias automovilística y aeroespacial con procesos de mecanizado CNC

Capacidad para mecanizar superficies complejas:

El mecanizado CNC puede procesar superficies complejas que son difíciles, si no imposibles, de conseguir con los métodos convencionales. Incluso permite mecanizar piezas que no pueden observarse fácilmente. Esta capacidad abre posibilidades para fabricar diseños intrincados y sofisticados que requieren contornos internos precisos o patrones de superficie detallados.

El proceso CNC puede procesar formas complejas de piezas
El proceso CNC puede procesar formas complejas de piezas

Materiales de mecanizado CNC

En el mecanizado CNC circula un dicho: ¡si el material no es el adecuado, todo es en vano!

To develop and produce satisfactory products, material selection is the most basic and critical step. CNC machining can be selected from a wide range of materials, including metallic, non-metallic, and composite materials.

Metales

Los materiales metálicos más comunes son:

  • Aluminio
  • Latón
  • Cobre
  • Acero inoxidable
  • Acero
  • Titanio
  • Zinc

Los materiales metálicos mencionados pueden subdividirse a su vez en muchos tipos, como aleaciones de aluminio como 6061 y 7075, así como aceros como el acero 45# y el acero 40Cr, etc. Sin embargo, éstos no se detallarán aquí. Las personas interesadas pueden explorar nuestro "Materiales de mecanizado CNC" para más información.

Plásticos

Algunos tipos comunes de materiales plásticos utilizados en el mecanizado CNC incluyen:

Material plásticoPropiedades
Acetal (Delrin)Alta resistencia, rigidez y dureza; excelente estabilidad dimensional; buena resistencia al desgaste; fácil de mecanizar.
AcrílicoExcelente claridad óptica y transparencia; buena resistencia al impacto; fácil de mecanizar y pulir; propenso al agrietamiento.
NylonAlta resistencia y tenacidad; buena resistencia al desgaste; excelente estabilidad dimensional; absorbe la humedad.
PolicarbonatoBuena resistencia al impacto; excelente estabilidad dimensional; resistencia a altas temperaturas; propenso al rayado
PolietilenoBaja fricción y buena resistencia al desgaste; resistencia química; excelente resistencia al impacto; baja resistencia y rigidez
PolipropilenoBuena resistencia química; baja densidad; excelente resistencia al impacto; baja rigidez y resistencia a la temperatura
PTFE (teflón)Muy baja fricción; excelente resistencia química; buen aislamiento eléctrico; difícil de mecanizar
PVCBuena resistencia química; bajo coste; buena resistencia al impacto; propenso a la degradación UV
diferentes tipos de materiales plásticos
diferentes tipos de materiales plásticos

Compuestos

Los materiales compuestos están formados por dos o más materiales y presentan excelentes propiedades físicas y mecánicas. Entre los materiales compuestos más comunes se encuentran los plásticos reforzados con fibra de vidrio (GRP) y los plásticos reforzados con fibra de carbono (CFRP). Estos materiales son adecuados para el mecanizado de diversos componentes de alto rendimiento, como piezas aeroespaciales y componentes de automoción.

It’s worth mentioning that both product designers and CNC operators should consider the material selection based on the environmental requirements, technical specifications, physical performance criteria, appearance, and surface treatment requirements, as well as processing performance considerations of the product itself.

Cuando ha llegado a este punto, ya tiene una comprensión básica del mecanizado CNC. Sabe qué es el mecanizado CNC, su proceso, sus aplicaciones, los materiales que puede procesar, etc. Sin embargo, el mecanizado CNC no es un simple proceso. A continuación, seguiremos explorando los conocimientos avanzados del mecanizado CNC.

Mecanizado CNC avanzado

Programación CNC

La programación CNC es un componente vital de la tecnología de control numérico por ordenador (CNC). Consiste en codificar las trayectorias de movimiento de la máquina, los métodos de procesamiento, los parámetros del proceso y otra información para conseguir un mecanizado automatizado en las máquinas CNC. La programación CNC suele implicar la escritura de programas de mecanizado, el ajuste de parámetros de mecanizado, la selección de herramientas, la configuración de velocidades de corte y de avance.

Software de programación CNC
Software de programación CNC

Los lenguajes de programación CNC se refieren a lenguajes específicos utilizados para escribir programas de mecanizado CNC, siendo el código G y el código M los más comunes. El código G define las trayectorias de mecanizado, las trayectorias de las herramientas, los sistemas de coordenadas de trabajo y otra información relacionada con el mecanizado, mientras que el código M controla las funciones auxiliares de la máquina, como el arranque, la parada y los cambios de herramienta. El uso de lenguajes de programación CNC permite implementar funciones de movimiento complejas como la interpolación lineal, la interpolación circular y la interpolación helicoidal.

Muestra de código G de mecanizado CNC
Muestra de código G de mecanizado CNC

Para los recién llegados que nunca se han ocupado de la programación CNC, estos dos párrafos pueden parecer intimidantes. Sin embargo, la realidad es que la programación CNC es relativamente sencilla. Veamos el comentario de un usuario en Quora: "La programación CNC no es difícil, depende del nivel que quiera aprender. En general, el funcionamiento es bastante sencillo. Con alguien que le enseñe, puede aprenderlo en 2 días. La programación consiste principalmente en recordar los códigos, y te familiarizarás con ellos después de algún tiempo".

Herramientas CNC

Las herramientas CNC son herramientas de corte utilizadas en máquinas herramienta CNC para diversos procesos de corte de metales.

En el mecanizado CNC, las herramientas son una habilidad esencial que todo operario de CNC debe dominar, ya que desempeñan un papel crucial. Sin embargo, las herramientas CNC son relativamente complejas debido a su variedad. Entre las herramientas más comunes se encuentran las fresas de mango, las brocas, los machos, los escariadores, etc., y escribiremos un artículo dedicado a explicarlas en el futuro.

Sólo tenemos que entender los requisitos de rendimiento de las herramientas, incluyendo:

  1. Modelo, especificaciones y nivel de precisión de las herramientas CNC.
  2. Buen rendimiento de corte.
  3. Alta precisión.
  4. Alta fiabilidad.
  5. Alta durabilidad.

A la hora de seleccionar las herramientas, hay que tener en cuenta los siguientes factores:

  1. Seleccione las herramientas en función del rendimiento de corte de las piezas y los materiales.
  2. Elija las herramientas en función de las fases de mecanizado de las piezas.
  3. Seleccione las herramientas y los parámetros geométricos en función de las características de la zona de mecanizado.

¿Cómo elegir las trayectorias de las herramientas?

Las trayectorias de las herramientas se refieren a la trayectoria y la dirección de la herramienta con respecto a la pieza durante el mecanizado CNC. La selección racional de las trayectorias de las herramientas es crucial porque está estrechamente relacionada con la precisión del mecanizado CNC y la calidad de la superficie de las piezas. Al determinar las trayectorias de las herramientas, deben tenerse en cuenta los siguientes puntos:

  1. Garantice los requisitos de precisión de mecanizado de las piezas.
  2. Facilitan los cálculos numéricos y reducen la carga de trabajo de programación.
  3. Busque la trayectoria de mecanizado CNC más corta para reducir el tiempo de corte por aire y mejorar la eficacia del mecanizado CNC.
  4. Minimice el número de segmentos del programa.
  5. Garantice los requisitos de rugosidad de la superficie del contorno de la pieza tras el mecanizado CNC. El contorno final debe mecanizarse de forma continua con la última trayectoria de la herramienta.
  6. Considere cuidadosamente las trayectorias de aproximación y retroceso de la herramienta para minimizar la detención de la herramienta en el contorno (causando deformación elástica debido a cambios bruscos en la fuerza de corte) y dejando marcas de herramienta. Asimismo, evite la entrada vertical de la herramienta en la superficie del contorno para evitar rayar la pieza.

Flujo de trabajo del mecanizado CNC de precisión

En los fundamentos del mecanizado CNC anteriores, hemos mencionado el proceso general del mecanizado CNC. Sin embargo, en el mecanizado de precisión, a menudo dividimos aún más el proceso de mecanizado. El mecanizado de piezas de precisión está dirigido a componentes precisos de equipos de precisión, que requieren una gran precisión. Para ello es necesario comprender no sólo los requisitos específicos de los materiales para el mecanizado de piezas y las técnicas de mecanizado habituales, sino también las etapas que intervienen en el mecanizado de precisión de componentes de precisión.

Aquí, el operario de preparación de FirstMold comparte con usted las cinco etapas del mecanizado de piezas mecánicas de precisión.

1. Mecanizado en bruto:

La tarea aquí consiste en eliminar la mayor parte del metal sobrante de la materia prima, dándole la forma y el tamaño finales de la pieza. Por tanto, el objetivo principal es mejorar la productividad.

2. Semiacabado:

Su tarea consiste en lograr un cierto nivel de precisión en las superficies principales dejando márgenes de mecanizado, preparándose para el mecanizado de precisión de las superficies principales (como el torneado de precisión y el rectificado). También puede completar algunos mecanizados de superficies secundarias, como taladrado, roscado y fresado de chaveteros.

3. Fase de acabado:

La tarea consiste en garantizar que todas las superficies principales cumplan los requisitos de precisión dimensional y rugosidad superficial especificados. El objetivo principal es garantizar la calidad general del mecanizado.

4. Superacabado

Para superficies de piezas con requisitos de precisión y rugosidad superficial muy elevados (por encima del nivel IT6, con una rugosidad superficial inferior a Ra0,2um), se requiere el superacabado. El objetivo principal es mejorar la precisión del mecanizado de piezas de precisión y reducir la rugosidad superficial, sin mejorar la precisión posicional.

Las 4 etapas del mecanizado de piezas de precisión progresan de grueso a fino, refinando gradualmente la precisión de las piezas mecánicas. A través de estas 4 etapas de mecanizado, la precisión de las piezas mecánicas puede satisfacer los requisitos de los clientes.

Tendencia, desafío y oportunidades del mecanizado CNC

Con el continuo desarrollo de la tecnología, la industria del mecanizado CNC está experimentando una transformación e innovación constantes. De la fabricación inteligente a la Industria 4.0, de la fabricación ecológica al desarrollo sostenible, la industria del mecanizado CNC se enfrenta a numerosos retos y oportunidades. A continuación, FirstMold explorará las tendencias, retos y oportunidades de la industria para los próximos 5-10 años.

Situación actual de la industria del mecanizado CNC

En primer lugar, debemos comprender la situación actual de la industria del mecanizado CNC. Actualmente, la industria del mecanizado CNC sigue siendo una parte indispensable de la industria manufacturera mundial. Ya sea en campos como la automoción, la industria aeroespacial, la medicina, la marina, la electrónica, etc., se requieren componentes de alta calidad o productos acabados proporcionados por la industria del mecanizado CNC. En la situación económica actual, la demanda del mercado de la industria de mecanizado CNC sigue siendo amplia.

Aunque en las últimas décadas la industria del mecanizado CNC se ha enfrentado a la competencia de países con salarios bajos, ahora cada vez más empresas se dan cuenta de la importancia del mecanizado CNC y optan por internalizar sus procesos de producción. Esta tendencia ha provocado un crecimiento sostenido de la demanda del mercado de la industria del mecanizado CNC.

Tamaño del mercado

El tamaño del mercado de la industria del mecanizado está en continua expansión, estrechamente relacionado con el desarrollo de la industria manufacturera. Según las estadísticas, el tamaño del mercado mundial del mecanizado alcanzó los $13 billones en 2019. En los próximos años, el tamaño del mercado de la industria del mecanizado seguirá expandiéndose, y se espera que el tamaño del mercado mundial del mecanizado alcance los $15 billones en 2025.

El informe de Grand View Research indica que el mercado mundial de la IA en la fabricación se valoró en $513,6 millones en 2020 y se prevé que crezca a una TCAC del 41,2% de 2021 a 2028. La integración de la tecnología de IA ha contribuido al importante crecimiento de las máquinas CNC, mejorando sus capacidades.

Predicción de problemas en los husillos de las máquinas CNC mediante inteligencia artificial
Predicción de problemas en los husillos de las máquinas CNC mediante inteligencia artificial

Fabricación inteligente

Smart manufacturing is one of the important trends in the machining industry. By integrating technologies such as artificial intelligence, the Internet of Things, and big data with production lines, automation, intelligence, and flexibility in the production process can be achieved. This will greatly improve production efficiency, reduce machining costs, and enhance product quality.

Industria 4.0

Industria 4.0 se refiere al uso de tecnologías como Internet de las cosas, big data y computación en la nube para realizar la recopilación, el análisis y el control de datos en el proceso de producción. Con ello se consigue inteligencia y automatización en el proceso de producción. La Industria 4.0 aportará una mayor eficiencia de producción, menores costes de producción y una mejor calidad del producto a la industria del mecanizado.

Fabricación ecológica

Con la creciente concienciación medioambiental, la fabricación ecológica se ha convertido en una tendencia importante en la industria del mecanizado. La fabricación ecológica requiere reducir el consumo de energía, disminuir las emisiones de residuos y mejorar la utilización de los recursos en el proceso de producción, logrando un desarrollo sostenible en el proceso de producción.

Modularización y normalización

La modularización y la estandarización son medios importantes para que la industria del mecanizado logre una producción eficiente. Al descomponer los productos en múltiples módulos, se puede lograr la modularización del proceso de producción; al establecer procesos de producción estandarizados, se puede mejorar la eficiencia de la producción y reducir los costes de producción.

Desafíos en la industria CNC

Innovación tecnológica

Ante la competencia cada vez más feroz del mercado, las empresas de mecanizado necesitan innovar tecnológicamente de forma constante para adaptarse a los cambios del mercado. Sin embargo, la innovación tecnológica requiere una gran cantidad de inversión de capital, y muchas empresas pueden enfrentarse al dilema de la insuficiencia de fondos.

Escasez de talentos

Con el desarrollo de la tecnología, la industria del mecanizado tiene una creciente demanda de talentos. Sin embargo, la escasez de talentos se ha convertido en un cuello de botella para el desarrollo de muchas empresas. Las empresas necesitan aumentar la formación y la introducción de talentos para satisfacer las necesidades de desarrollo.

Competencia en el mercado

Con el avance de la globalización, la competencia en el mercado es cada vez más feroz. Las empresas necesitan mejorar la competitividad de sus productos para adaptarse a los cambios del mercado. Sin embargo, la competencia del mercado exige que las empresas innoven constantemente, mejoren la eficacia de la producción, reduzcan los costes de producción y mejoren la rentabilidad de los productos.

Requisitos medioambientales

La protección del medio ambiente se ha convertido en un tema candente de preocupación mundial, y la industria del mecanizado no es una excepción. Con el continuo aumento de los requisitos medioambientales, la industria del mecanizado también optimiza continuamente los procesos de producción, reduciendo la contaminación medioambiental. Por ejemplo, utilizando nuevos materiales, nuevos procesos, reduciendo las emisiones de gases de escape, aguas residuales y escorias residuales, logrando una producción ecológica. En el futuro, a medida que sigan aumentando los requisitos medioambientales, la industria del mecanizado seguirá introduciendo métodos de producción y productos más respetuosos con el medio ambiente para satisfacer la demanda del mercado.

Oportunidades de futuro

Tenemos que reconocer que la industria del mecanizado sigue necesitando talentos. Aunque la tecnología digital y los equipos de automatización pueden mejorar enormemente la eficacia de la producción y los niveles de calidad, estos equipos siguen necesitando un manejo y un mantenimiento humanos.

Además, la industria del mecanizado sigue necesitando personal técnico profesional que investigue y desarrolle tecnologías y equipos más avanzados para satisfacer las cambiantes demandas del mercado. Además, la industria del mecanizado sigue necesitando artesanos cualificados con habilidades y experiencia de alto nivel para procesar componentes complejos. Todo ello requiere talentos con habilidades y conocimientos relevantes para llevarlo a cabo.

Por lo tanto, se puede concluir que la industria del mecanizado aún tiene futuro. Aunque la tecnología digital y los equipos de automatización han tenido un profundo impacto en la industria del mecanizado, estas tecnologías y equipos no pueden sustituir completamente el papel de los humanos. La industria del mecanizado requiere talentos con habilidades y experiencia de alto nivel para procesar componentes complejos.

Entonces, ¿cómo puede la industria del mecanizado garantizar un desarrollo sostenible y adaptarse a los cambios futuros? En primer lugar, la industria del mecanizado necesita reforzar su integración con la tecnología digital y los equipos de automatización, explorar y adoptar activamente nuevas tecnologías y equipos para mejorar la eficiencia de la producción y los niveles de calidad. En segundo lugar, la industria del mecanizado necesita reforzar la formación y el desarrollo de talentos, atraer a más jóvenes para que se unan a la industria y mejorar el nivel técnico general y la competitividad de la

Conclusión

La anterior es la interpretación más completa de FirstMold sobre "Qué es el mecanizado CNC", desde conocimientos básicos hasta discusiones avanzadas sobre el futuro de la industria. Creemos que ha obtenido de ella valiosos conocimientos.

Esto es más o menos el final de la introducción al mecanizado CNC. Me llamo Lee Young. Trabajo en Firstmold desde hace más de 10 años y tengo décadas de experiencia en el sector. Siempre estoy aquí para ayudarle con cualquier pregunta que pueda tener sobre la industria del mecanizado. No dude en ponerse en contacto conmigo y haré todo lo posible para proporcionarle las respuestas y la orientación que necesita.

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