Qué es el mecanizado CNC

La Revolución industrial fue el inicio del desarrollo de las máquinas que posteriormente formarían el andamiaje industrial moderno. En los años 40 del siglo XX es cuando se desarrolla la computadora electrónica, que sentaría las bases del control numérico computarizado. Y en la década siguiente es que comienza el desarrollo de una tecnología que se conocería como “mecanizado”. Esto fue trascendental, ya que permitió manufacturar todo tipo de piezas para maquinaria y herramientas.

Para los años 60 surgen los transistores y los circuitos integrados, y es gracias a los chips que baja el coste de los controladores. En los 70 nacen los microprocesadores. Toda esta constante evolución y desarrollo de las máquinas herramienta consolidó a la industria del metal. Con el mecanizado CNC, se elevó la productividad y se redujeron los costes en diversas industrias. Sin duda, todo esto favoreció a la sociedad moderna. Pero ¿Qué es el mecanizado CNC?

¿Qué es una máquina CNC?

Una máquina CNC (control numérico computarizado) es aquella que se opera desde un ordenador. Su objetivo: dar forma a todo tipo de materiales, desde madera y plástico, hasta metal. Este sistema interpreta el modelo CAD 3D y traduce los datos al ordenador con el fin de producir todo tipo de piezas. La primera máquina de este tipo operaba con bulbos, un código binario y una cinta perforadora. Fue creada por el Instituto Tecnológico de Massachusetts y John C. Parsons en 1952.

Una máquina CNC actual elige además el material a usarse para la producción, pudiendo usarse para producir prototipos. Pero también para automatizar secuencias maquinarias de piezas, lo cual sería sumamente difícil de manufacturar de manera manual. Y esto no solo representa un ahorro económico, sino también disminuye el estrés en los trabajadores.

El mecanizado CNC ha llegado para quedarse y perfeccionarse. Con el desarrollo de las máquinas-herramientas convencionales, se logró complementar la informática con la mecánica. El resultado: máquinas CNC que simplificaban procesos productivos con un ahorro significativo en el tiempo de producción. Además de una mayor garantía en la calidad del componente y la seguridad del proceso de fabricación. Sin duda este software especializado en el tratamiento y el procesado de los metales y otros materiales es de enorme utilidad actual.

¿Cómo funciona una máquina CNC?

La precisión y el acabado superficial son virtudes que pueden lograrse con el control numérico CNC. Las operaciones en una máquina CNC pueden ser diversas como torneado y fresado. Con los CNC se pueden lograr más procesos porque no se limitan a los ejes X, Y, sino alcanzar hasta 5 ejes. El material se mantiene fijo a una mesa mientras se utilizan instrumentos cortantes para el mecanizado. Los cortes y procesos son precisos y exactos, con acabados de primera y pueden obtenerse acabados personalizados. 

Estos procedimientos son aplicables en tornos, fresadoras o en corte por láser y plasma, por ejemplo. Los parámetros operativos son previamente establecidos y controlados por programas informáticos y sus comandos. Así se minimiza la intervención humana, se gana más productividad en menos tiempo y con elevada precisión. 

Componentes de una máquina de control numérico computarizado

Una máquina CNC consta de un control CNC, que traduce los códigos del programa a utilizar. Así, se puede accionar en la secuencia que se desee. Trabaja de forma uniforme con otros componentes y motores que desplazan los ejes para realizar el trazado deseado. Dispone de un controlador de entrada, una unidad de control, una máquina herramienta, un sistema de accionamiento y monitor. En sistemas servomotores cuenta además con dispositivos de realimentación. 

Las instrucciones recibidas en el controlador se basan en los códigos G y M. La activación de todo el sistema se ejecuta mediante señales eléctricas. Esta máquina CNC cuenta con más de dos movimientos en los ejes programables en sus direcciones. A mayor número de ejes, mayor nivel de complejidad. Cuenta con accesorios programables como el cambio de herramienta de corte neumático, el suministro de refrigerante y la activación del husillo. Como podemos ver, son diversas las operaciones para obtener el mecanizado.

Existen dos tipos de máquinas CNC, verticales y horizontales, cuya diferencia radica en la posición del motor del husillo. Pueden ser de 3, 4 y 5 ejes: a mayor número de ejes, mayor rapidez de producción de piezas más complejas. Todas las máquinas herramienta pueden adaptarse de sus procesos convencionales a uno de fabricación mediante comandos CNC. De esta forma, se mantiene un control y una lectura constante de los estados operacionales y es un proceso preciso, de calidad y seguro. 

¿Qué es el control numérico computarizado o CNC?

Este sistema permite controlar la posición de un determinado elemento físico (herramienta) que va adaptado a una máquina. Este tipo de control se lleva a cabo mediante un programa o software con el que seguirá determinadas directrices. Esto permite llevar a cabo un control de las coordenadas de posición de un punto respecto a un origen. En otras palabras, la herramienta seguirá los pasos o instrucciones previamente indicadas de manera precisa. 

El CAD o software de diseño de apoyo computacional es un programa que sirve para diseñar todo tipo de piezas. Mediante la lectura de su código digital, los CNC lo interpretan y siguen la ruta del ordenador mientras cortan la pieza deseada. Antes, el operador debía llevar a cabo esta tarea por cuenta propia, y ahora lo hace una máquina operada por ordenador. La exactitud y la seguridad están en su máximo nivel. 

Mediante el CNC es posible mecanizar muchas más piezas en menos tiempo, controlar las coordenadas, la velocidad y otros parámetros. Este tipo de mecanizado se aplica en desbaste o arranque de viruta, torneado, fresado, taladrado. Incluso se pueden complementar varios procesos en una sola máquina.

Usos y aplicaciones de la máquina CNC

Las aplicaciones del mecanizado CNC son muy diversas y no están limitadas a los metales, pudiendo trabajar con polímeros o madera. La utilizan pequeños y grandes empresarios, en ebanistería y carpintería, en fabricación de todo tipo de piezas. En cuanto a la electrónica, se utiliza para la impresión de circuitos y materiales compuestos. Se ha logrado el desarrollo de componentes para industrias como la aeroespacial, naval, ferroviaria y aeronáutica.

El mecanizado CNC ha sido aplicado en routers que permiten el corte de materiales utilizando agua a presión, láser o plasma. Alta precisión, menos errores, mejora de productividad, disminución de accidentes laborales, ahorro de costes. Todas estas son ventajas que ofrece el CNC. Además de menos desperdicio de metal, retirada automática de virutas, limpieza, reutilización y reciclado. 

Hay también la flexibilidad para personalizar proyectos, hacer cambios rápidos y adaptables. Crear diseños complejos y difíciles de obtener con el mecanizado convencional. Simplifica procesos, reduce tiempo, ofrece alta calidad del producto obtenido, es rentable. Finalmente, la maquinaria CNC puede realizar trabajos complejos con solo configurar la máquina e integrar los programas. 

Preguntas frecuentes (FAQs)

1. ¿Qué ventajas ofrece el mecanizado CNC?

El mecanizado CNC ofrece muchas ventajas sobre los métodos de fabricación tradicionales, como:

• Mayor precisión y repetibilidad: Las máquinas CNC pueden crear piezas con tolerancias muy estrechas, lo que las hace ideales para aplicaciones que requieren alta precisión.
• Mayor productividad: Las máquinas CNC pueden funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana, y pueden realizar tareas repetitivas mucho más rápido que los humanos.
• Menos desperdicio de material: Las máquinas CNC pueden cortar piezas con mucha precisión, lo que genera menos desperdicio de material.
• Mayor seguridad: Las máquinas CNC pueden realizar tareas peligrosas, como cortar metal, sin necesidad de intervención humana.
• Mayor flexibilidad: Las máquinas CNC se pueden programar para crear una amplia variedad de piezas, lo que las hace muy versátiles.

2. ¿Qué aplicaciones tiene el mecanizado CNC?

El mecanizado CNC se utiliza en una amplia variedad de industrias, como:

• Automovilística: Se utiliza para fabricar piezas de motor, transmisión y chasis.
• Aeroespacial: Se utiliza para fabricar componentes de aviones y naves espaciales.
• Médica: Se utiliza para fabricar implantes quirúrgicos y otros dispositivos médicos.
• Electrónica: Se utiliza para fabricar circuitos impresos y otros componentes electrónicos.
• Construcción: Se utiliza para fabricar piezas para edificios y puentes.

3. ¿Qué tamaño de piezas se pueden mecanizar con CNC?

El tamaño de las piezas que se pueden mecanizar con CNC depende del tamaño de la máquina. Las máquinas CNC más pequeñas pueden mecanizar piezas de unos pocos milímetros, mientras que las máquinas más grandes pueden mecanizar piezas de varios metros.

4. ¿Qué materiales se pueden mecanizar con CNC?

Las máquinas CNC pueden trabajar con una amplia variedad de materiales, incluyendo:

• Metales: Acero, aluminio, latón, cobre, titanio, etc.
• Plásticos: ABS, PVC, policarbonato, nylon, etc.
• Madera: Madera dura, madera blanda, contrachapado, MDF, etc.
• Materiales compuestos: Fibra de carbono, Kevlar, fibra de vidrio, etc.
• Espuma: Poliestireno expandido, poliuretano, etc.

5. ¿Qué se debe tener en cuenta al elegir una máquina CNC?

Al elegir una máquina CNC, se deben considerar varios factores, como:

• El tipo de material que se mecanizará: Algunas máquinas CNC son más adecuadas para trabajar con ciertos materiales que otras.
• El tamaño de las piezas que se mecanizarán: El tamaño de la máquina CNC debe ser lo suficientemente grande para acomodar las piezas que se mecanizarán.
• El número de ejes que necesita: El número de ejes determina la complejidad de las piezas que se pueden mecanizar.

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