El mecanizado CNC es una tecnología avanzada que permite crear piezas de alta precisión a partir de diversos materiales. Sin embargo, para que el proceso de fabricación sea eficiente y económico, es fundamental optimizar diseños para mecanizado CNC. Como diseñador de piezas, una parte importante de tu trabajo es crear diseños que no solo sean funcionales, sino que también se adapten a los procesos de mecanizado para reducir los costes y mejorar los tiempos de producción.
Desde nuestra experiencia en mecanizadocnc.es, te proporcionamos una serie de consejos prácticos para optimizar tus diseños para el mecanizado CNC. Al seguir estas recomendaciones, podrás asegurarte de que tus piezas sean más fáciles de fabricar, más rentables y más rápidas de producir, lo que se traducirá en un ahorro significativo tanto en tiempo como en presupuesto.
Diseña pensando en la facilidad de manufactura
Uno de los primeros aspectos a tener en cuenta cuando diseñes una pieza para mecanizado CNC es la facilidad con la que la pieza puede ser fabricada. Algunos diseños pueden ser visualmente atractivos o funcionales, pero difíciles de mecanizar debido a su complejidad. Esto puede generar tiempos de fabricación más largos y, en consecuencia, mayores costos. Aquí hay algunas recomendaciones para facilitar el proceso de mecanizado:
Evita geometrías excesivamente complejas: Mientras más detallado y complejo sea el diseño, más tiempo y herramientas se necesitarán para mecanizarlo. Si el diseño tiene muchas características pequeñas, como agujeros muy finos o formas inusuales, el tiempo de producción aumentará. Siempre que sea posible, simplifica las geometrías para que sean lo más simples y funcionales posibles.
Redondea las esquinas: Las esquinas agudas son más difíciles de mecanizar, especialmente cuando se trata de herramientas de corte. Asegúrate de redondear las esquinas de tu diseño para facilitar el mecanizado y reducir el desgaste de las herramientas.
Utiliza formas geométricas comunes: Las formas básicas como cilindros, cubos y prismas son mucho más fáciles de mecanizar que formas complejas, por lo que te recomendamos utilizar estos elementos siempre que puedas sin comprometer la funcionalidad.
Beneficio 01 - Optimizar diseños para Mecanizado CNC
Simplificar los diseños ayuda a reducir los tiempos de mecanizado, lo que, a su vez, disminuye el coste de producción de cada pieza.
Selecciona materiales adecuados para el mecanizado
El material que elijas para tus piezas tiene un impacto directo en la facilidad y costo del mecanizado. Algunos materiales son más fáciles de trabajar que otros, lo que puede ayudar a reducir los costos de fabricación. Considera los siguientes puntos cuando elijas el material para tu diseño:
Considera materiales comunes y fáciles de mecanizar: El aluminio, por ejemplo, es un material popular en la industria de mecanizado CNC debido a su alta disponibilidad, facilidad de mecanizado y bajo costo en comparación con otros metales más duros, como el acero inoxidable o el titanio. Si tu diseño lo permite, opta por materiales más fáciles de trabajar para reducir el tiempo de mecanizado.
Evita materiales difíciles de mecanizar innecesariamente: Algunos materiales, como los aceros muy duros, plásticos de alta resistencia o aleaciones especiales, pueden aumentar significativamente el tiempo de producción y el desgaste de las herramientas. Si no es estrictamente necesario utilizar estos materiales, evalúa alternativas más fáciles de mecanizar.
Ten en cuenta el grosor y la densidad: El grosor del material puede afectar la duración del mecanizado, por lo que siempre que sea posible, intenta mantener el grosor lo más uniforme posible y ajustado a las necesidades de la pieza. Además, los materiales más densos requieren más tiempo de corte y desgaste de la herramienta, lo que incrementa los costos.
Beneficio 02 - Optimizar diseños para Mecanizado CNC
Al seleccionar materiales fáciles de mecanizar, puedes reducir tanto el tiempo de máquina como el coste de herramientas, lo que te ayudará a obtener un precio más competitivo para tus piezas.
Optimiza las tolerancias de tus diseños
Las tolerancias de una pieza definen el margen de error permitido en sus dimensiones y geometría. Si bien las tolerancias estrictas son esenciales para ciertos tipos de piezas, exigir tolerancias extremadamente ajustadas en todas las áreas de un diseño puede aumentar significativamente el coste de fabricación. Para optimizar tus diseños y conseguir un precio más bajo sin perder calidad, sigue estos consejos:
Relaja las tolerancias donde sea posible: Si la pieza no requiere una precisión extremadamente alta para su funcionamiento, puedes aflojar las tolerancias. Esto reducirá el tiempo que se dedica a cada pieza, ya que las máquinas CNC no necesitarán trabajar con tanta precisión en cada corte.
Define tolerancias específicas según la función: No todas las partes de la pieza requieren tolerancias finas. Solo aquellas superficies que afectan el ensamblaje o el funcionamiento de la pieza deben tener tolerancias estrictas. Por ejemplo, si la pieza tiene superficies de contacto que no afectan la precisión, puedes permitir una mayor variabilidad.
Considera los límites de las herramientas de corte: Algunas herramientas de corte tienen limitaciones en cuanto a la precisión que pueden alcanzar. Si puedes, asegúrate de que las tolerancias de tu diseño estén dentro de los rangos que las herramientas CNC pueden alcanzar de manera eficiente.
Beneficio 03 - Optimizar diseños para Mecanizado CNC
Relajar las tolerancias donde sea posible puede reducir el tiempo de mecanizado y, por lo tanto, el coste de la fabricación, sin comprometer la funcionalidad del producto final.
Presta atención a la distribución de los agujeros y pasajes
El mecanizado de agujeros es una de las operaciones más comunes en la fabricación CNC. Sin embargo, si los agujeros no están bien distribuidos o si se encuentran en ubicaciones difíciles de alcanzar, pueden aumentar significativamente el tiempo de mecanizado. Aquí hay algunas recomendaciones:
Agrupa agujeros y pasajes en áreas fáciles de acceder: Intenta agrupar agujeros y pasajes en zonas donde la herramienta de corte pueda acceder sin tener que realizar movimientos complicados o cambiar la configuración de la máquina. Evitar cambios frecuentes de herramienta o movimientos innecesarios puede ahorrar tiempo y reducir costos.
Considera la distancia entre los agujeros: Deja suficiente espacio entre los agujeros para permitir que las herramientas de corte trabajen de manera eficiente sin interferir entre sí. Esto puede facilitar la programación y mejorar la eficiencia del proceso.
Utiliza agujeros de tamaño estándar: El mecanizado de agujeros no estándar puede requerir herramientas especiales, lo que incrementa los costos. Si puedes, utiliza tamaños de agujero estándar para facilitar la fabricación y reducir los gastos.
Beneficio 04 - Optimizar diseños para Mecanizado CNC
Distribuir los agujeros de manera lógica y en ubicaciones accesibles reducirá el tiempo de mecanizado y evitará costes adicionales en herramientas y programación.
Diseña para la eficiencia de las herramientas de corte
Las herramientas de corte que se utilizan en el mecanizado CNC tienen un coste considerable y, en algunos casos, un tiempo de vida limitado. Para maximizar la eficiencia de estas herramientas y reducir el desgaste innecesario, ten en cuenta lo siguiente al diseñar tus piezas:
Evita cambios frecuentes de herramienta: El cambio de herramienta durante el proceso de mecanizado puede ser costoso en términos de tiempo. Si es posible, diseña las piezas de manera que se pueda utilizar la misma herramienta para varias operaciones sin tener que hacer cambios frecuentes.
Permite la utilización de herramientas de corte estándar: Las herramientas de corte especializadas pueden ser más caras y tener tiempos de entrega más largos. Si puedes, ajusta el diseño para que se puedan utilizar herramientas estándar.
Ten en cuenta la dirección de corte: Diseña la pieza de forma que la dirección del corte sea la más eficiente. Esto reducirá el tiempo necesario para mecanizar y optimizará el rendimiento de las herramientas.
Beneficio 05 - Optimizar diseños para Mecanizado CNC
Un diseño que maximiza el uso de herramientas de corte estándar y minimiza el tiempo de cambio de herramienta reducirá los costes operativos y mejorará la eficiencia general del proceso de mecanizado.
Optimiza la pieza para la fijación y el montaje en la máquina
La fijación de la pieza en la máquina CNC es un paso crucial en el proceso de fabricación. Si el diseño de la pieza no permite una fijación adecuada, los tiempos de preparación de la máquina aumentarán y el riesgo de errores en el mecanizado será mayor. Algunas recomendaciones para optimizar la fijación incluyen:
Diseña características para facilitar la sujeción: Asegúrate de que tu pieza tenga características como superficies planas o caras paralelas que faciliten la sujeción de la pieza en la máquina CNC.
Considera las necesidades de fixturing: El diseño de la pieza debe tener en cuenta las opciones de fijación disponibles, como tornillos, mordazas o sistemas de vacío. Si la pieza es difícil de fijar, puede requerir dispositivos de sujeción especiales, lo que incrementará el tiempo de preparación y los costos.
Beneficio 06 - Optimizar diseños para Mecanizado CNC
Un diseño que facilita la sujeción y el montaje en la máquina optimiza el tiempo de preparación y reduce los costes asociados con procesos adicionales de fijación.