Reducir los costes de mecanizado CNC

Su clase magistral en diseño y desarrollo de productos.

Serie de vídeos Insight de Protolabs

Los vídeos de la serie Insight de Protolabs le serán de gran ayuda para conocer todos los secretos de la fabricación digital.

Regularmente publicaremos un nuevo vídeo con información detallada sobre cómo diseñar mejores piezas. En ellos trataremos temas específicos, como la elección del material adecuado para la impresión 3D, la optimización del diseño para el mecanizado CNC y los acabados de superficie de las piezas moldeadas.

Así que únase a nosotros y no se lo pierda.

Insight: Reducir los costes de mecanizado CNC

17.01.2020

Transcript

Hola, bienvenido al vídeo de Insight de esta semana.

¿Te gustaría ahorrarte dinero con el mecanizado CNC? Esta semana te explicamos cómo.

cliquear para ampliar

Todos sabemos que la tecnología sigue mejorando y cada vez es más compleja, pero con algunos sencillos pasos podrás diseñar piezas mecanizadas más económicas.

En primer lugar, está la cuestión de cómo cortar las esquinas.

¿Realmente necesitas que la intersección entre las paredes sea totalmente aguda, o no te habías parado a pensarlo? La única manera de conseguir esquinas verticales perfectamente rectas es mediante el mecanizado por descarga eléctrica, que puede ser lento y caro.¿Realmente necesitas que la intersección entre las paredes sea totalmente aguda, o no te habías parado a pensarlo? La única manera de conseguir esquinas verticales perfectamente rectas es mediante el mecanizado por descarga eléctrica, que puede ser lento y caro.

Podrías ahorrarte dinero especificando un radio en la esquina. Para ello, tu proveedor utilizaría una pequeña fresa radial; pero esta sigue siendo lenta, delicada y cara, y además limitará la profundidad que se puede alcanzar.

Un sistema aún más económico es mecanizar un aliviadero en cada esquina de la cajera, que elimina el radio y deja una holgura en forma de U o C. Diseñando este tipo de cajeras se reduce el coste de la pieza, ya que el proveedor puede usar fresadoras radiales más grandes con las que eliminar el material más rápidamente.

Hablando de esquinas, trata de evitar las roturas de esquinas. Es cierto que a menudo es necesario diseñar intersecciones de piezas externas alisadas con chaflanes o radios de esquina, pero puede resultar caro.

Aunque tu proveedor debería ofrecerte la opción del desbarbado automatizado, tendrá que incorporar una herramienta adicional —una fresadora radial esférica— y mecanizar las esquinas usando un movimiento de perfilado en 3D. Estas herramientas funcionan a muchas revoluciones, pero solo eliminan pequeñas cantidades de material, por lo que el suavizado de las esquinas se hace muy lento.

Si tienes un presupuesto ajustado, otra opción es desbarbar tú mismo esas piezas con una lima, papel abrasivo o un disco de pulir.

A continuación, plantéate si realmente necesitas grabar texto o un logotipo en la pieza. Está claro que queda genial, pero lleva mucho tiempo y te costará más por el tiempo extra de mecanizado.

Ahora le toca el turno al diseño en general. Ten mucho cuidado al diseñar paredes y elementos finos. ¿Qué quiero decir con «finos»? En Protolabs, por ejemplo, la tolerancia de las piezas es más o menos de 0,13 mm, lo cual es bastante pequeño. En cuanto a las paredes, nuestra recomendación es evitar paredes con un espesor inferior a 0,51 mm, porque se pueden romper durante el mecanizado, o flexionarse o deformarse más adelante.

Refuérzalas tanto como lo permita el diseño de la pieza.

Otra cosa positiva también es mantener el diseño de la pieza lo más simple posible. Evita las cajeras muy profundas, por mucho que las esquinas estén aliviadas. Eliminar todo ese material exige mucho tiempo de mecanizado, y la tensión residual tiende a mostrar su peor cara a medida que esas cajeras se hacen más profundas y las paredes más altas.

Naturalmente, puedes utilizar refuerzos o estructuras de soporte, pero esto aumentará el coste del mecanizado. Lo más inteligente siempre es optar por la simplicidad.

Y lo mismo cabría decir de la geometría de la pieza. No intentes que las piezas den más de sí de lo que pueden dar.

Cosas como superficies esculpidas, hendiduras cavernosas y roscados son todas posibles, pero pueden arruinar el presupuesto del proyecto.

Si el diseño se vuelve demasiado complejo, contempla la posibilidad de dividirlo en varias piezas y usar elementos de sujeción para ensamblarlas. Sí, ya sé que a nadie le gustan los costes de montaje ni la complejidad de tener varias piezas, pero si el tiempo apremia probablemente sea tu mejor opción para las piezas difíciles de mecanizar.

Háblalo con el proveedor. Ellos pueden aconsejarte sobre aquellos elementos que no sean viables y te dirán en qué áreas podrías ahorrarte dinero con unos simples ajustes.

El último punto que quería comentar para reducir los costes es elegir muy bien el material. Algunos materiales son más baratos y otros son más fáciles de mecanizar.

Por ejemplo, el acero inoxidable 17-4 es complicado de cortar. Si no necesitas su gran fortaleza y su resistencia a la corrosión, prueba el 316L o 304.

Y si realmente quieres hacer feliz al operario, hazle un encargo de piezas de latón. Es un metal blando, y es posible que tenga las propiedades mecánicas, químicas o conductivas que necesitas.

De hecho, deberías plantearte incluso si necesitas que la pieza sea de metal. Los plásticos son todos fáciles de cortar, lo que a veces te ahorrará dinero y, en función del plástico que elijas, puede ofrecer todo tipo de propiedades. Algunos muestran una resistencia superior al desgaste, a la corrosión o al calor, y otros ofrecen una dureza, resistencia al impacto y propiedades eléctricas excelentes.

Una regla general: los materiales más blandos son más fáciles de mecanizar, pero hay más riesgo para la estabilidad dimensional al realizar el fresado