El mecanizado CNC es un método utilizado en la mayoría de las operaciones de producción y está ampliamente extendido en la mayoría de las industrias. CNC es la abreviatura de "Control Numérico por Computadora" y se refiere al uso de una o varias computadoras para controlar diferentes máquinas, como unidades industriales, fresadoras y tornos.
El control numérico computarizado (CNC) es un método de producción sustractivo que permite a los fabricantes producir herramientas de alta precisión de forma precisa y rentable. El mecanizado CNC elimina el exceso de material de las piezas mediante el recorte de componentes para obtener un producto final preciso a partir de materiales como plástico, metal y compuestos.
El mecanizado CNC es un método que utiliza una máquina controlada por ordenador para transformar una pieza de hormigón en bruto en una forma diferente. Este método se basa en comandos digitales generados mediante software CAM (Fabricación Asistida por Ordenador) o CAD (Diseño Asistido por Ordenador), herramientas esenciales para escribir el código G. El controlador de la máquina CNC puede leer estos códigos numéricos para llevar a cabo el proceso de principio a fin.
Actualmente, los equipos tradicionales tienen muchas opciones al pasar al mecanizado CNC multieje, desde 3 hasta 5 o incluso 9 ejes. ¿Cuál es la principal diferencia entre cada grupo? En este artículo, analizaremos las principales similitudes y diferencias entre dos tipos comerciales de mecanizado CNC (3 ejes frente a 5 ejes) y describiremos cuándo podría ser conveniente usar uno u otro.
Tipos totales de máquinas CNC
En total existen diez tipos de máquinas CNC. Sus nombres son:
- Fresadora CNC
- Máquina de torno CNC
- Taladradora CNC
- Máquina de corte por láser CNC
- Rectificadora CNC
- Máquina de corte por chorro de agua CNC
- Máquina de corte por plasma CNC
- Máquina de electroerosión CNC
- Máquina de enrutador CNC
- 3D impresora
¿Qué es la máquina CNC de 5 ejes?
El mecanizado de 5 ejes es un método que requiere el uso de máquinas CNC para desplazar piezas o componentes de corte en cinco ejes opuestos simultáneamente. Este método permite la fabricación de piezas muy complejas, razón por la cual es muy común, especialmente en la industria aeroespacial. Uno de los factores que más ha impulsado el uso del mecanizado CNC de 5 ejes es la necesidad de aumentar la eficiencia y reducir el tiempo de fabricación, desde el inicio del proceso hasta su finalización.
La capacidad de evitar la retención de las piezas mediante la rotación de la placa o la pieza de corte proporciona espacio para un acceso rápido a la geometría de la pieza, otro factor importante. Finalmente, una mayor vida útil de la pieza se debe a la rotación de la placa o las piezas de corte para mantener el punto de corte óptimo y una velocidad de corte constante.
Las máquinas de 5 ejes dependen del dispositivo, que puede moverse en cinco direcciones opuestas (X, Y, Z, A y B), a través de las cuales gira la herramienta.
Tipos de máquinas de 5 ejes
Existen diversas ventajas en las que las máquinas CNC de 5 ejes pueden ahorrarle mucho tiempo y optimizar sus métodos de trabajo. Estas máquinas se presentan en distintos tipos para satisfacer las necesidades de la creciente industria manufacturera. Una característica distintiva de las máquinas CNC de 5 ejes es el ajuste de los ejes rotatorios. Existen tres tipos: mesa/mesa, cabezal/cabezal y mesa/cabezal.
1-Cabeza/Cabeza
Los ejes giratorios de este tipo de máquina CNC se ubican en el cabezal. Están fabricados con un cabezal de 5 ejes sobre una plataforma específica y se desplazan a través de una mesa fija que mantiene la pieza de trabajo en su lugar. Por lo tanto, no hay que preocuparse por la interferencia de la herramienta con el cabezal del eje de la máquina. Esto permite que el cabezal se mueva alrededor de una pieza específica, lo que convierte a las máquinas CNC de 5 ejes en las mejores para la producción de piezas grandes. Su diseño generalmente limita los movimientos en los ejes giratorios y la inclinación.
2-Mesa/Mesa
Aquí, los dispositivos tienen todos los ejes rotatorios en el centro de la mesa y un rango de giro regulado. El radio de giro de su eje rotatorio no está limitado. Este tipo de ajuste de máquina tiene una cubierta menor en comparación con otros tipos. Otros están diseñados con un motor específico que los ensambla para funcionar rápidamente.
3 mesas/cabeceras
En este tipo de estructura de máquina, uno de los ejes de rotación se encuentra en la mesa giratoria y el otro en el cabezal. El eje de rotación está ubicado en el cabezal y tiene un radio limitado, mientras que el eje de rotación se encuentra en la mesa y su alcance es amplio. Dado que la pieza se detiene en el eje de rotación, este ajuste limita la cantidad de artículos que puede fabricar. Una ventaja de este tipo de estructura con respecto al tipo cabezal/cabezal es su capacidad para rotar el dispositivo con frecuencia sin preocuparse por alcanzar un punto de control específico.
Servicios de mecanizado CNC de 5 ejes
Las máquinas CNC de 5 ejes ofrecen una capacidad de trabajo y una velocidad inigualables para herramientas mecanizadas complejas y de alta exigencia. El experimentado equipo de MS Machining puede ayudarle a materializar sus ideas, desde prototipos rápidos hasta productos de uso final, para aplicaciones que requieren alta seguridad. La capacidad de fresado de 5 ejes de MS Machining nos permite fabricar componentes específicos con geometría compleja.
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Proceso de máquina CNC de 5 ejes
El mecanizado de 5 ejes es una estructura de mecanizado CNC en la que el instrumento de corte puede desplazarse a lo largo de cinco ejes en lugar de los tres habituales.
Entonces, ¿cómo funciona? En una máquina CNC de 3 ejes, el eje se mueve hacia arriba y hacia abajo, de lado a lado y hacia adelante y hacia atrás. Las máquinas de 5 ejes, además de este movimiento de 3 ejes, tienen dos ejes diferentes en reposo: o bien la mesa se balancea de lado a lado sobre dos ejes diferentes, o bien el husillo gira sobre dos ejes.
Cualquiera de estos procedimientos permite que los instrumentos de corte se acerquen a la pieza de trabajo desde un número infinitamente mayor de direcciones, lo que posibilita la generación de formas altamente complejas.
Además, reduce la cantidad de sistemas necesarios: los operarios no tienen que girar manualmente la pieza, ya que la herramienta de corte puede extenderse más. Esto hace que todo el proceso de mecanizado CNC sea mucho más rápido.
Mecanizado CNC de 3 ejes frente a máquina de 5 ejes
La principal diferencia entre las máquinas de 3 y 5 ejes radica en que, con las primeras, la pieza se puede trabajar con tres ejes, mientras que con las segundas se trabaja con cinco. Ambos son procesos de fabricación altamente flexibles, computarizados y replicables que permiten construir elementos idénticos de forma rápida y rentable. Sin embargo, puede que prefiera una u otra por diversas razones.
Si necesita realizar un corte preciso o simplemente nivelar la superficie, las máquinas de 3 ejes podrían ser la mejor opción. Además de ser más flexibles que las de cinco ejes, las máquinas de 3 ejes son fáciles de planificar, por lo que no tendrá que pagar los elevados costos de contratar programadores e ingenieros especializados. Asimismo, el tiempo de preparación es menor con el mecanizado CNC de 3 ejes.
Si necesita fabricar piezas complejas o con geometrías complejas, sin duda querrá utilizar el mecanizado CNC de 5 ejes. Con el mecanizado CNC de 5 ejes, obtendrá mayor precisión, mayor exactitud, mayor libertad de acción y la capacidad de producir piezas de mayor tamaño con rapidez.
Partes de una máquina CNC
Una máquina CNC consta de 13 partes. Sus nombres son:
1-El dispositivo de entrada
Unidad de control de 2 máquinas
3-Máquinas herramienta
4-El sistema de transmisión
5-Mecanismo de retroalimentación
Unidad de 6 pantallas
7 cama
8-Cabezal
9-El contrapeso
10-Pluma de contrapunto
11-Pedal o interruptor de pie
12-Chuck
13-El panel de control
Ventajas del mecanizado CNC de 5 ejes
El mecanizado CNC de 5 ejes se caracteriza por su alta capacidad y precisión, permitiendo el mecanizado de piezas mediante una sola sujeción. Es ideal para la producción de moldes modernos, como piezas de automóviles y componentes aeronáuticos. Se utiliza en la fabricación industrial y se emplea ampliamente en la industria aeroespacial, militar, la investigación científica, la fabricación de instrumentos de alta precisión y la producción de dispositivos médicos de alta exactitud. Esta técnica de vanguardia transforma lo imposible en posible, permitiendo el mecanizado y la construcción en cualquier plano dimensional o con formas irregulares. Además de reducir significativamente los costos de mecanizado de piezas complejas y componentes industriales, también mejora rápidamente la productividad y minimiza las desviaciones en el proceso.
Mantener el fragmento óptimo / Mejorar la forma de corte
Sería útil desplazar la mesa giratoria para mantener una forma de corte perfecta. Y si queremos mecanizar un plano curvo a la perfección, debemos girar la mesa giratoria a veces en direcciones opuestas con una mesa giratoria inclinada. Se puede observar que el mecanizado CNC de 5 ejes puede lograr estándares de plano más precisos al evitar que la velocidad del eje central de la fresa esférica se reduzca a cero.
Ahorro de tiempo | Reducción del tiempo de fabricación
Las máquinas CNC de 5 ejes le permitirán ahorrar mucho tiempo en los centros de mecanizado CNC globales. La mayoría de las piezas de los talleres de mecanizado CNC deben mecanizarse en cinco soportes. El fresado CNC de 5 ejes facilita la realización de esta tarea de forma rápida y eficaz en la fabricación. Se requiere una estructura única que ayuda a ahorrar tiempo y dinero. Por lo tanto, es una solución rentable que acelera la llegada de su producto final al mercado.
En el mecanizado de 5 ejes, la fresa se utiliza para mantener la verticalidad del plano de fabricación del molde compuesto, lo que puede mejorar significativamente el esfuerzo del eje. El concepto de mecanizado de 5 ejes también es importante para el fresado lateral con un plano angular, que puede eliminar las líneas en forma de nervadura causadas por la fresa esférica. Esto hace que el plano del molde sea más preciso y reduce el trabajo necesario para limpiar el plano de moldeo.
Mejora de la precisión de mecanizado
El fresado CNC de 5 ejes ofrece mayor precisión gracias a la mínima cantidad de estructuras necesarias. Las estructuras adicionales solo generan más defectos. Además, contribuye a prolongar la vida útil de la herramienta, principalmente debido a la reducción del número de herramientas de corte.
Mediante la tecnología de mecanizado de 5 ejes, se ha resuelto el problema de tener que reposicionar repetidamente la pieza de trabajo en una posición compleja con precisión. Esto ha reducido el tiempo de mecanizado y mejorado significativamente la tolerancia a los errores. Además, se ha evitado el elevado coste de fabricar numerosas plantillas, un proceso habitual. El mecanizado de 5 ejes permite trabajar con piezas complejas, como taladrar, mecanizar conos y crear cavidades para planos compuestos, entre otras, tareas que no son factibles con los procesos de mecanizado convencionales.
Acabado plano estándar | Formas compuestas
Este tipo de disposición también ayuda a producir planos con un acabado estándar. En las máquinas de 5 ejes, la posición de las piezas está mucho más cerca de los dispositivos de corte. Los dos ejes traseros permiten usar herramientas de corte más ligeras, que vibran menos, lo que contribuye a un acabado estándar del plano.
Otra ventaja de las máquinas CNC de 5 ejes es que cortan formas compuestas. Se necesitan varias piezas en los cinco ejes. Los avances en estos ajustes permiten mayor flexibilidad en la dirección y la curvatura de la producción. Anteriormente, se requerían formatos adicionales y fijaciones individuales.
Alta productividad de fabricación
El mecanizado de 5 ejes reduce significativamente el tiempo de mecanizado y el tiempo de producción de piezas adicionales. Su amplio rango de velocidad de ejes y avances precisos permite realizar cortes de gran tamaño con precisión. El mecanizado de 5 ejes marca el comienzo de una nueva era de mecanizado de alta velocidad. La rapidez de acción y posicionamiento del mecanizado de 5 ejes, junto con su alta velocidad de corte, reduce el tiempo de entrega de piezas semielaboradas y mejora la productividad y la precisión de la producción.
No se admiten impugnaciones
No muchos talleres cuentan con una máquina CNC de 5 ejes. Disponer de una de estas máquinas le dará una ventaja competitiva en el sector de la fabricación. Podrá ofrecer a sus clientes algo que sus competidores no pueden brindar. Pruebe este tipo de máquina y disfrute de la facilidad de uso que ofrece en cuanto a la suspensión de la construcción, la productividad y la calidad de los productos.
Desventajas de las máquinas CNC de 5 ejes
Las personas han adquirido los beneficios y el valor de la tecnología CNC de 5 ejes en la industria del ensamblaje y la fabricación. Cuando se enfrentan a problemas complejos en el diseño y ensamblaje de espacios compuestos, recurren a la tecnología de mecanizado CNC de 5 ejes. Las condiciones de alta tecnología principales para las máquinas CNC son multieje, alta velocidad, buena rigidez y alta potencia; la demanda de números correlacionados se basa principalmente en tres a cinco ejes. Sin embargo, en la fabricación mediante mecanizado CNC, la aplicación del mecanizado de 5 ejes para realizar ciertas tareas no es tan extensa como suponemos, según lo siguiente:
El precio es excesivamente alto.
Por un lado, el costo de adquirir máquinas de 5 ejes y el software necesario es elevado, mucho mayor que el de un centro de mecanizado CNC estándar de tres ejes. Por otro lado, el mantenimiento del equipo es más complejo que el de las máquinas universales. Estas características también indican que el precio de las piezas mecanizadas con máquinas de 5 ejes será considerablemente superior al del mecanizado CNC estándar de 3 ejes.
Programación compuesta y ardua
Dado que el mecanizado CNC de 5 ejes es opuesto al de 3 ejes, además de los tres movimientos lineales, existen dos movimientos rotatorios complejos. La dirección dimensional del movimiento artificial es compleja y conceptual, lo que suele dificultar su visualización y comprensión. Por ejemplo, a menudo es necesario aplicar numerosas modificaciones interrelacionadas y fuerzas geométricas dimensionales compuestas para gestionar el área de la estructura libre requerida. Asimismo, es fundamental evaluar la interrelación del movimiento de cada eje para evitar interferencias, colisiones y la cantidad adecuada de movimiento de interpolación, entre otros aspectos. La complejidad de la programación es aún mayor para garantizar la precisión del mecanizado y el plano estándar.
Altas exigencias mecánicas para el maquinista
El mecanizado CNC de 5 ejes es una técnica de fabricación de vanguardia, y su enfoque moderno exige habilidades de alto nivel. Desde la programación específica hasta las operaciones de mecanizado, es completamente diferente a las máquinas típicas de 3 ejes. Por lo tanto, se necesita un maquinista altamente cualificado, lo que implica un elevado coste laboral.