El mecanizado CNC se refiere al proceso de utilizar una máquina de control numérico por computadora para fabricar sistemáticamente piezas prediseñadas cortando el material de stock de una manera específica. En la actualidad, ese material de stock puede ser cualquiera de una serie de metales puros, aleaciones metálicas o incluso plásticos. Determinar cuál de las muchas opciones de materiales usar puede ser complicado. En este blog, profundizaremos en algunas de las características de los materiales más comúnmente utilizados en el mecanizado.
Inicio del proceso
Para elegir el mejor material para una pieza, es crucial comprender la pieza por dentro y por fuera. Esto implica considerar su tamaño y cuántas piezas se pueden maquinar a partir de una unidad de cualquier material. Con esto tenemos una indicación del costo. Luego, se considera el uso previsto de la pieza, así como qué tipo de estrés mecánico y térmico manejará. Las piezas que deben resistir altas temperaturas o cargas pesadas requerirán naturalmente materiales más resistentes.
La trayectoria de herramientas de la pieza es el último factor en la decisión. ¿Hay algún proceso de corte intensivo que permitirá que se acumule calor de manera peligrosa, lo que podría deformar materiales menos resistentes? ¿Existe la posibilidad de que ciertas velocidades de avance y de corte puedan hacer que el material se rompa o fracture? El software CAM adecuado reducirá las posibilidades de daño del material, permitiendo a los operadores usar una gama más amplia de materiales y ahorrar dinero. Debido a esto, es fundamental tener instalado el mejor software y tener bien organizado el maquinado.
Una vez que se han contabilizado y analizado todos estos factores, se puede tomar una decisión sobre cuál es el mejor material. En última instancia, la mejor solución será aquella que priorice el rendimiento de la pieza, la facilidad de mecanizado y la rentabilidad.
Análisis de los materiales más comúnmente utilizados en aplicaciones de mecanizado CNC
Aluminio
El aluminio y las aleaciones de aluminio son algunos de los materiales más comunes para prototipos y piezas aeroespaciales debido a su relación resistencia-pes, superior a la mayoría de los materiales. Básicamente, esto significa que el aluminio es relativamente ligero para su resistencia. Esto es particularmente útil para piezas de automóviles y aeroespaciales, donde el producto final necesita ser lo más seguro posible y tener la menor cantidad posible de masa. Desafortunadamente, el aluminio es más caro que el acero y más difícil de soldar.
Latón
El latón es una aleación de cobre y zinc. A menudo se combina con plomo, lo que lo convierte en el más maquinable de todas las aleaciones de cobre. Al igual que el cobre, el latón es térmica y eléctricamente conductor. También es mecánicamente más fuerte, tiene menos fricción y es más resistente al desgaste y la corrosión que el cobre puro. Debido a esto, sobresale en áreas como la industria marina, donde la resistencia a la corrosión es importante.
Bronce
El bronce es otra aleación de cobre, que contiene estaño y plomo. Nuevamente, la inclusión de plomo facilita el maquinado. El bronce también es excepcionalmente bajo en fricción, lo que lo hace ideal para piezas en entornos de alta fricción. Sin embargo, el bronce es bastante caro y algo menos resistente que otros metales y aleaciones estructurales.
Hierro fundido
El hierro fundido se reconoce por su relativamente alta maquinabilidad, lo que lo convierte en un material muy sencillo de tener en un taller. Su dureza varía de composición a composición, pero la mayoría de los hierros fundidos son bastante fuertes. Si bien también es comparablemente más rentable, el hierro fundido carece de la ductilidad del acero y es muy quebradizo.
Acero inoxidable
El acero, específicamente el acero inoxidable, es uno de los materiales más comúnmente utilizados en los talleres de ingeniería. Hay tantas composiciones y grados de acero inoxidable como aplicaciones. Dependiendo de su composición química y tratamiento térmico, el acero inoxidable puede variar mucho en su resistencia al calor, maquinabilidad, resistencia a la corrosión y dureza, pero todos destacan en estas categorías en comparación con otros metales. Su desventaja es que es caro y a veces difícil de maquinar.
Titanio
El titanio se considera un material «avanzado» que no todos los talleres usan. Es ligero, resistente a la corrosión y fuerte incluso a altas temperaturas. El titanio también es biocompatible, lo que lo hace perfecto para aplicaciones médicas. Naturalmente, el titanio es muy costoso.
Plástico
El maquinado CNC moderno se ha desarrollado para incluir también los plásticos. Hay varios que se utilizan con frecuencia: polipropileno, nailon, acrílico, policarbonato, PVC, etc. Aunque la mayoría de los plásticos no pueden ofrecer la misma dureza y resistencia al calor que los metales, son invaluables para la creación de prototipos y pruebas de diseño. Los plásticos también son mucho menos costosos que los metales y aleaciones metálicas.
Más información
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