PArte de metal

Kit de diseño para el mecanizado CNC

Obtén asesoramiento detallado sobre el diseño para optimizar las piezas de plástico para el mecanizado CNC

Optimización del diseño de piezas para el mecanizado

Hay muchos elementos de diseño que intervienen en la creación de piezas de plástico y de metal para el mecanizado CNC, como el diseño para el coste, la calidad, el montaje y la fabricabilidad. Y gestionar este panorama a veces puede resultar complicado. En Protolabs ofrecemos análisis del diseño automatizados en modelos CAD en los que se resaltan los elementos que se pueden ajustar para facilitar la fabricabilidad. Se trata de un gran recurso de diseño del que puedes disponer. Para reducir al mínimo las advertencias sobre la fabricabilidad y optimizar el diseño de las piezas, hemos creado este útil kit de diferentes recursos de mecanizado CNC.

Diseño para piezas mecanizadas

→ Tolerancias
→ Orificios
→ Elementos profundos
→ Roscados e insertos
→Texto
→Radios

Consulta de las advertencias críticas sobre el mecanizado

Material que se dejará
→ Paredes finas
→ Orificios que se pueden roscar
→ Pieza demasiado grande


pieza cnc de acero inoxidable

Diseño para el mecanizado

El mecanizado CNC existe desde hace décadas, y por una buena razón. Es una de las tecnologías de fabricación más rápidas para prototipos y piezas de uso final. ¿Quieres obtener más información sobre cómo puedes optimizar tus ciclos de desarrollo de productos con el mecanizado CNC? Este documento técnico incluye información sobre cómo puedes diseñar para el proceso de fabricación sustractiva, seleccionar el mejor material para tu aplicación y agilizar el desarrollo de nuevos productos.

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Design software

Optimización de las piezas para el mecanizado CNC

Fabricar prototipos y piezas de producción de forma rápida y rentable suele ser un equilibrio entre las prestaciones de mecanizado CNC a la carta y una pieza optimizada diseñada para dichas prestaciones. Por tanto, hay varios factores que hay que tener en cuenta a la hora de diseñar piezas para los procesos de fresado y torneado de Protolabs que pueden acelerar el tiempo de fabricación y, a su vez, reducir los costes.
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Diseño para piezas mecanizadas


Tolerancias

Tolerancias cnc

Las tolerancias representan la precisión dimensional de una pieza. Es la cantidad de variación aceptable en la dimensión de una pieza. Normalmente, Protolabs mantiene una tolerancia general de mecanizado de ±0,1 mm o superior, aunque nuestro socio de la red HUBS puede alcanzar hasta ±0,010 mm. Lo mejor de una tolerancia general normalizada de ±0,1 mm. es que no necesitas realizar un dibujo 2D, podemos empezar a fabricar en cuanto tengas el modelo 3D.

 

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Orificios

CNC Orificios

En general, en Protolabs, la mayoría de los orificios se interpolan con una fresa en lugar de taladrarlos. Además de permitir más flexibilidad en el tamaño de los orificios, también ofrece mejores acabados de superficie que los orificios taladrados. La misma herramienta se utiliza también para ranuras y cajeras, lo que supone una reducción del tiempo de ciclo y del coste de la pieza. La principal contrapartida es que los orificios de más de 6 diámetros de profundidad se convierten en un reto, ya que normalmente se necesitan taladros específicos y esto puede implicar que haya que mecanizar la pieza por ambos lados.

Roscado

cnc Roscado

Para el roscado, adoptamos un enfoque más moderno en lugar de las tradicionales "roscas" que se utilizan para crear manualmente un roscado. Utilizamos una fresadora de roscas de un solo punto para cortar helicoidalmente el perfil. De este modo, con el proceso CNC conseguimos una rosca precisa y podemos usar una única herramienta para cortar varias roscas que compartan el mismo paso (número de roscas por pulgada). Podemos obtener roscas UNC y UNF desde #2 hasta 1/2 pulgada M2 a M12 (métricas) con un único juego de herramientas. Aquí tienes la lista completa.

 

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Texto

cnc text

Protolabs es capaz de mecanizar texto, siempre que el espacio entre caracteres y el trazo utilizado para escribir sea de al menos 0,5 mm.
Cabe señalar que el texto debe tener las siguientes características:

  • Debe estar rebajado, no en relieve, de 0,2 a 0,5 mm de profundidad suele ser suficiente, porque es más rápido retirar el material.

  • Debe tener fuentes con radios, esto incluye arial, verdana, sans-serif o similares, porque se adaptan a las herramientas circulares.

  • Debe tener 20 puntos o más, para garantizar que la anchura del texto sea superior a 0,5 mm.

Paredes y elementos

Paredes y elementos

Los juegos de herramientas de Protolabs contienen materiales como el carburo de tungsteno, un material superrígido que ofrece la máxima vida útil y productividad con una deflexión mínima. Pero incluso las herramientas más resistentes se desvían, al igual que los metales y plásticos que se mecanizan.
El grosor mínimo de los elementos en la fábrica de Protolabs es de 0,5 a 1 mm y la profundidad máxima de un solo corte es de 50 mm de alto x 1 mm de ancho, tiene una relación de finura de 50:1. Esto puede funcionar en algunos materiales, pero 20:1 es una buena regla general*.

Radios

Radios cnc

Como parte del proceso de mecanizado CNC, las esquinas afiladas de una pieza se redondearán. Esto se identificará antes de fresar la pieza. En materiales más blandos, las herramientas son de fondo plano, por lo que solo hay que tener en cuenta el diámetro de la herramienta. En metales más duros, es habitual que las herramientas tengan también un radio en la punta, lo que dejará un pequeño radio en el fondo de las cajeras. **

Notas:

* Intenta añadir gradas a los contrafuertes para aportar rigidez al diseño.
Presta atención a las cajeras profundas y estrechas, o a los elementos situados junto a paredes altas. La vibración de la cuchilla o de la pieza de trabajo podría provocar deflexiones y una pérdida de precisión o del acabado de superficie.

** Por lo general, es bueno que haya radios: los filetes distribuyen bien las cargas y las esquinas afiladas pueden aumentar la tensión e iniciar grietas por fatiga.
Desbarbamos todas las piezas, pero si estás pensando en añadir radios externos para mejorar la estética y el manejo, para el proceso de CNC un chaflán de 45° es más rápido de cortar y mucho más rentable.
Lo que hay que recordar para el proceso CNC:

  • Esquinas internas - Filete/Radios
  • Esquinas externas - Chaflán

Cualquier pieza que requiera esquinas cuadradas costará mucho, ya que la única forma de fabricarlas es quemarlas con mecanizado por electroerosión (EDM) o cortarlas lentamente con herramientas muy pequeñas.


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Material que se dejará

Material que se dejará en cnc

Te indicamos qué porcentaje se fresará y qué quedará sin fresar, lo que se desviará del diseño original. Las zonas de color azul oscuro son aquellas en las que se dejará material o las que indican qué elementos no se formarán. Aquí puedes decidir si quieres modificar el diseño o dejarlo tal cual.

Los motivos por los que no se puede acceder al material se engloban en dos categorías:

  • Diseño general para CNC, por ejemplo, orificios profundos, galerías o elementos internos, roscas profundas, negativos a los que no se puede llegar o acceso a herramientas. Estas piezas pueden superar los límites de cualquier proceso CNC y ser candidatas para la impresión 3D.

  • Las contrapartidas de fabricar con rapidez: orificios de más de 6 mm de diámetro, roscas de más de 3 mm de diámetro, negativos que requieren herramientas especiales (fresas en T, fresas para madera o fresas Lollipop), piezas grandes de 5 ejes o acceso restringido a las herramientas. Esto se debe a que disponemos de un conjunto de herramientas estandarizadas. Siempre estamos dispuestos a ofrecer asesoramiento y disponemos de una amplia gama de prestaciones CNC a través de nuestra red HUBS.

Orificios que se pueden roscar

Orificios que se pueden roscar

Como parte de tu análisis del diseño, puedes resaltar y asignar fácilmente los orificios que necesitan roscas con solo hacer clic en el modelo 3D.
Ofrecemos una selección de roscas métricas y en pulgadas (UNF, UNC) junto con insertos de bobina y de llave, pero no instalamos ni suministramos los insertos.
Para poder roscar un orificio, debe modelarse con el diámetro de la fresa piloto. El software detectará las roscas elegibles, para que puedas elegir de una en una o todas ellas en cuestión de segundos.

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Demasiado fino

Demasiado fino cnc

En Protolabs, la tolerancia estándar de las piezas es de +/- 0,1 mm (o ISO-2768 medium). Para elementos de menos de 1 mm, el sistema de presupuestos los resaltará automáticamente como una geometría de pared fina. Debes tener en cuenta que, aunque podemos mecanizar la pieza, puede que sea un poco diferente respecto al diseño original. Las paredes finas de menos de 0,5 mm corren el riesgo de romperse durante el mecanizado y de doblarse o alabearse después. Siempre que sea posible, aconsejamos engrosarlas.

 

CNC Materials

Pieza demasiado grande

Las extensiones máximas se refieren a la materia prima y a la envolvente de mecanizado. Dependiendo de la geometría de la pieza y de los requisitos de sujeción, el tamaño máximo de la pieza puede ser algo inferior. Analizaremos cada carga y te informaremos al respecto.

Descubre las extensiones máximas de cada uno de los materiales que tenemos en stock en Protolabs.

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Prestaciones de mecanizado mejoradas con nuestra red digital

Consigue servicios de anodizado, tolerancias más estrictas y opciones de precios por volumen a través de nuestra red de socios fabricantes con tecnología de Hubs. Encontrarás opciones de chapado (óxido negro, níquel), anodizado (Tipo II, Tipo III) y revestimiento de cromato a escala; tolerancias de hasta ±0,020 mm; y piezas mecanizadas rentables para grandes tiradas.

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