¿Qué es el Mecanizado de Precisión?
La técnica de mecanizado de precisión se caracteriza por su alta precisión en comparación con los procesos generales de corte y taladrado en máquinas herramienta.
Si bien no existe una definición precisa, se refiere al mecanizado que mantiene errores de mecanizado, o tolerancias, en un rango que va desde unas pocas micras hasta unas docenas de micras. El mecanizado de precisión desempeña un papel fundamental en diversos sectores industriales, no solo limitado a los materiales metálicos, sino también aplicable a una amplia gama de materiales, como cerámica y plástico.
Por ejemplo, el mecanizado de precisión es esencial para la fabricación de productos que requieren dimensiones precisas y acabados superficiales impecables, como componentes de automóviles y aviones, dispositivos médicos y productos electrónicos. En la sociedad actual, la importancia del mecanizado de precisión sigue en aumento. Este campo requiere tecnología avanzada y un conocimiento detallado, y la capacidad técnica en este aspecto se ha convertido en un factor clave que determina la competitividad de una empresa.
Usos del Mecanizado de Precisión
El mecanizado de precisión se utiliza en una amplia gama de aplicaciones, como la industria aeroespacial, la robótica y el desarrollo de dispositivos médicos.
1. Industria Aeroespacial
En la industria aeroespacial, muchos dispositivos tienen mecanismos complejos, como cohetes, satélites y estaciones espaciales. Se requieren tolerancias estrictas, ya que hasta el más mínimo error dimensional puede afectar al funcionamiento general. La tecnología de mecanizado de precisión desempeña un papel importante en el cumplimiento de estos requisitos.
2. Robótica y Equipos Médicos
El mecanizado de precisión se utiliza debido a la necesidad de movimientos precisos. Por ejemplo, los robots industriales y quirúrgicos requieren movimientos precisos. La tecnología de mecanizado de precisión es esencial para la fabricación de sus componentes.
Principios del Mecanizado de Precisión
El mecanizado de precisión es una tecnología que utiliza distintos tipos de máquinas herramienta para procesar materiales y producir formas complejas con gran precisión. Además de las máquinas herramienta clásicas, como el torneado y el fresado, también se utilizan tecnologías más recientes, como la electroerosión por hilo.
El principio del mecanizado de precisión es que la geometría de la pieza, diseñada mediante CAD 3D, se carga en la máquina herramienta y ésta mecaniza automáticamente la pieza según las dimensiones. Esto se denomina fabricación asistida por ordenador (CAM) y actualmente es el método de fabricación mayoritario. El diseño y la máquina herramienta trabajan conjuntamente para producir una pieza mecanizada de gran precisión.
Una vez terminado el mecanizado, se procede al tratamiento y acabado de la superficie. Tras el mecanizado, puede quedar una fina capa de material adherida a los bordes de la superficie cortada, lo que se conoce como rebabas. Éstas se eliminan, se pulen y, si es necesario, se realizan ajustes finos para acercarse a las dimensiones diseñadas.
Gracias a sus principios, el mecanizado de precisión puede producir piezas de formas complejas con un alto grado de precisión. Es una tecnología importante en la industria y se utiliza en diversos campos, como la industria aeroespacial, los dispositivos médicos y los productos electrónicos.
Tipos de Mecanizado de Precisión
El mecanizado incluye procesos de “conformado” y “arranque”, pero como el conformado es menos preciso que el arranque, el mecanizado de precisión se refiere a procesos de arranque de alta precisión. Existe una gran variedad de procesos de arranque de viruta, como el “corte”, el “rectificado”, el “pulido”, el “mecanizado por descarga eléctrica” y el “corte”.
De ellos, el corte, el esmerilado y el mecanizado por descarga eléctrica son los tipos más comunes de mecanizado de precisión. El rectificado se posiciona como un proceso para producir rugosidad superficial.
1. Corte
El fresado, el torneado y el taladrado son los tipos más comunes de procesos de corte. En las operaciones de corte, la selección de la herramienta de corte, el refrigerante, el volumen de mecanizado y otras condiciones deben controlarse estrictamente para conseguir un mecanizado de alta precisión.
Esto se debe a las tensiones residuales y a los aumentos de temperatura durante el arranque de material, que pueden provocar deformaciones tras el mecanizado.
2. Rectificado
El rectificado implica una cantidad muy pequeña de trabajo y el uso de grandes cantidades de refrigerante, lo que reduce el aumento de temperatura. También disminuyen las tensiones residuales, lo que facilita el mecanizado de alta precisión.
Sin embargo, como el rectificado se lleva a cabo acariciando la superficie con una muela, existen restricciones en cuanto a la forma de la pieza. Por ejemplo, las esquinas de un agujero cuadrado no pueden mecanizarse.
3. Mecanizado por Descarga Eléctrica
Los tipos de electroerosión incluyen la electroerosión por penetración, que excava en el material en forma opuesta a la del electrodo, la electroerosión por hilo, que realiza el mecanizado de contornos, y la electroerosión de agujeros finos, que crea un agujero fino fundiendo y eliminando el material. Cada uno de estos métodos de mecanizado requiere una máquina de electroerosión adecuada.
La electroerosión es un proceso en el que se hace pasar electricidad a través de un electrodo fino, provocando una descarga eléctrica entre el material y el electrodo, que elimina el material. Cuanto más fino sea el electrodo, mayor será la precisión del mecanizado. Si el electrodo es fino, la velocidad de mecanizado es muy lenta. Hoy en día, es posible fabricar piezas que se encajan con tanta precisión que no se ven las costuras.
El mecanizado por descarga eléctrica se caracteriza por ser más sensible que el corte y también puede procesar materiales duros. Además, es menos probable que se produzcan mutaciones inducidas por el calor, ya que el material está sumergido en el fluido de procesamiento. Incluso los materiales con formas complejas y chapas finas propensas a la deformación pueden mecanizarse con precisión.
Más Información sobre Mecanizado de Precisión
Mecanizado de Precisión
La precisión del mecanizado no depende simplemente de la precisión de la máquina, sino también de diversas condiciones, como el material, el método de mecanizado, el método de fijación, la temperatura, etc. Por ejemplo, si se mecanizan dos orificios en superficies diferentes, se mecaniza el primer orificio, se gira el material y se vuelve a mecanizar el segundo orificio, la distancia entre los dos orificios es la suma de la precisión del movimiento de la máquina y la repetibilidad de la fijación del material.
Algunas máquinas también pueden detectar una referencia (por ejemplo, una superficie o un orificio) y mecanizar el orificio en relación con dicha referencia. En estos casos, también se añade la precisión de medición de la detección de la referencia. De este modo, cuantos más procesos intervienen en la precisión del mecanizado, más errores se acumulan, por lo que, para un mecanizado de alta precisión, debe considerarse la posibilidad de minimizar el número de procesos de mecanizado.
Por ejemplo, se utiliza un centro de mecanizado equipado con ATC y la mayor parte del mecanizado se realiza en un solo mandril. Además, como no se puede ignorar el estado de la herramienta, se utilizan diversos métodos para mejorar la precisión, como la medición de la longitud de instalación, el diámetro exterior y la excentricidad de la herramienta, y la aplicación de compensaciones.
En la actualidad, el mecanizado de alta precisión suele limitarse a errores de unas pocas micras, pero en algunos artículos es posible una precisión inferior a la micra.