Tipos de control numérico por ordenador (CNC): Una visión general

El control numérico por ordenador (CNC) ha dado un nuevo enfoque a la fabricación, porque ahora es posible manejar máquinas con extrema precisión y automatización. La aplicación de sistemas neuronales informáticos a través de programas informáticos programados garantiza que las máquinas herramienta CNC se muevan con facilidad, de modo que se puedan producir piezas complejas con un nivel mínimo de intervención humana. El CNC se emplea ampliamente en varias industrias, incluidas las máquinas cnc de corte por plasma y las máquinas cnc de descarga eléctrica; por ejemplo, automoción, aeroespacial y dispositivos médicos. Los sistemas CNC tienen diferentes tipos que se adaptan individualmente a las tareas y necesidades de mecanizado. En este artículo, vamos a discutir una variedad de CNC y su uso, y arrojar algo de luz sobre el proceso de mecanizado cnc que CNC tiene en el proceso de fabricación moderna, incluyendo varios ejes cnc diseño de la máquina.

Uno de los tipos más comunes de máquinas CNC incluye fresadoras CNC, tornos CNC, fresadoras CNC y cortadoras láser CNC, todas ellas construidas con procesos de fabricación específicos en mente, con gran precisión, incluyendo el uso de rectificadoras CNC. Estas máquinas, incluidas las taladradoras CNC, pueden trabajar con un amplio abanico de materiales, desde metales como el aluminio y el acero hasta plásticos y materiales compuestos, lo que permite su uso en diferentes necesidades de producción. Con la evolución de las necesidades de fabricación, la tecnología CNC evoluciona con la incorporación de software de alta gama, sistemas de supervisión en tiempo real y manipulaciones multieje, convirtiéndose en la estructura de la eficiencia, la innovación y la precisión en la industria moderna.

En el futuro, una de las formas en que el mecanizado CNC está preparado para cambiar aún más el panorama de la fabricación es a través de su integración con tecnologías emergentes como la inteligencia artificial, el aprendizaje automático y el Internet de las cosas (IoT). Tales avances proporcionan máquinas más inteligentes y autooptimizadas que son capaces de hacer predicciones de mantenimiento, cambiar el proceso de forma autónoma y aumentar la productividad general. Mientras las industrias requieren más personalización, plazos de entrega más rápidos e incluso una mayor calidad de los estándares, determinar el mejor tipo de máquinas cnc y herramientas permitirá a los fabricantes probar los límites del diseño, atreverse y hacer como nunca antes.

¿Qué es el control numérico por ordenador (CNC)?

CNC es una técnica de automatización de las máquinas herramienta mediante el uso de programas informáticos que controlan las acciones de la máquina. Proporciona una producción extremadamente repetible y precisa de piezas sin poder ofrecer las geometrías complejas y las tolerancias ajustadas que solicitan las industrias hoy en día. Las máquinas CNC, incluidas las máquinas cnc de descarga eléctrica, pueden procesar fresado, taladrado, torneado y rectificado y son necesarias para fabricar componentes con un alto nivel de precisión y consistencia utilizando herramientas de corte precisas .

CNC, es decir, Control Numérico por Ordenador, es el término utilizado para un proceso mediante el cual las máquinas herramienta pueden automatizarse con la ayuda de software informático que guía las operaciones de la máquina. Esta tecnología, junto con las máquinas de torno CNC, permite la fabricación repetible y altamente precisa de piezas que son capaces de proporcionar las geometrías complejas y tolerancias estrechas que buscan las industrias modernas con la ayuda de la tecnología de máquinas de corte por láser CNC. Las máquinas CNC llevan a cabo varios procesos, como fresado, taladrado, torneado y rectificado, por lo que son necesarias en la producción de componentes con extrema precisión y consistencia en grandes cantidades.

La automatización de estos procesos mediante la tecnología CNC reduce en gran medida los errores humanos y aumenta la velocidad de producción hasta el punto de que se puede conseguir una calidad uniforme en grandes series de fabricación. Su capacidad única para ajustar con precisión las trayectorias de las herramientas y los parámetros de corte garantiza la capacidad de realizar diseños complejos, que serían bastante difíciles o imposibles de hacer a mano. Este nivel de precisión y productividad no hace obsoleto el mecanizado CNC en las industrias de la automoción, aeroespacial, dispositivos médicos y electrónica, donde la máquina cnc de corte por plasma equipada con antorcha de plasma desempeña un papel crucial en la consecución de cortes precisos. uestro éxito o fracaso puede depender de la calidad y fiabilidad de los componentes.

Tipos comunes de máquinas CNC

Existen diferentes máquinas CNC de distintos diseños destinadas a desempeñar diferentes funciones en el proceso de fabricación. Estas máquinas se diferencian en función de sus configuraciones, herramientas, incluido el cambiador automático de herramientas, y programación. Hay una serie de diferentes tipos de máquinas cnc que son bien utilizados, incluyendo:

1. Fresadoras CNC

Las fresadoras CNC son máquinas adaptables que se utilizan para dar forma a materiales sólidos. Constan de herramientas de corte giratorias, que cortan el material de una pieza de trabajo formando piezas intrincadas de gran precisión. Las fresadoras pueden realizar una gran variedad de operaciones, tanto de taladrado como de ranurado y contorneado, incluido el uso de taladradoras cnc, y son capaces de trabajar con una gran variedad de materiales, desde metal hasta plástico, madera, etc. Esta versatilidad es lo que hace que las fresadoras CNC sean vitales en industrias que exigen precisión y estructuras complejas, como la automovilística, la aeroespacial y la fabricación de dispositivos médicos. Las fresadoras CNC de última generación suelen tener más de un eje de movimiento, lo que permite la fabricación de formas tridimensionales de gran acabado superficial con la ayuda de una fresadora CNC multieje con un alto nivel de especificación. Esta versatilidad a la hora de tratar una gran variedad de tareas y materiales de forma expeditiva las convierte en un pilar fundamental de los procesos de fabricación contemporáneos.

Características de las fresadoras CNC:

• Capacidad de corte horizontal y vertical.
• Precisión al más alto nivel en la formación de geometrías exactas.
• Varios ejes (normalmente 3,4 ó 5 ejes) para movimientos complicados.
• Flexibilidad en la ejecución de diversos materiales.

Las fresadoras, incluidas las fresadoras cnc, se emplean ampliamente en industrias como la aeroespacial, la automovilística y la de dispositivos médicos (fabricación) para producir piezas como álabes de turbina, piezas de motor y prototipos.

2. Tornos CNC

Los tornos CNC se emplean en operaciones de torneado en las que la pieza giratoria se mecaniza contra una herramienta de corte fija. Este tipo de mecanizado CNC es adecuado para piezas como ejes, barras y elementos de fijación de formas cilíndricas o cónicas. Los tornos CNC son muy precisos y productivos y permiten una gran cantidad de operaciones como taladrado, roscado y mandrinado. Debido a su precisión y capacidad para procesar múltiples piezas, los tornos CNC se encuentran con frecuencia en empresas en las que siempre se requieren componentes cilíndricos de alta calidad. Pueden realizar una gran variedad de operaciones sin intervención manual, tienen tiempos de preparación cortos y son eficientes, lo que los hace excelentes para la producción de lotes pequeños o la fabricación. Además, muchos tornos CNC modernos poseen herramientas motorizadas y funcionalidad multieje que permiten la producción de piezas complejas con detalles intrincados, lo que a su vez amplía el alcance de las aplicaciones de los tornos CNC en industrias como la automoción, la aeroespacial y la fabricación de maquinaria.

Características de los tornos CNC:

• Capacidad de rotación de la pieza a altas velocidades.
• Perfecta para fabricar piezas redondas simétricas.
• Puede realizar operaciones de refrentado, torneado y roscado.

Los tornos CNC se aplican ampliamente en la industria del automóvil, donde se fabrican productos como ejes, válvulas y pistones.

3. Fresadoras CNC

Las fresadoras CNC se utilizan principalmente para el corte de madera, plástico y metales blandos, al igual que las máquinas de corte por láser . Estas máquinas son como las fresadoras CNC, salvo que están adaptadas para materiales más grandes y ligeros. Las fresadoras CNC se utilizan mucho en la carpintería, la construcción de carteles, etc., donde se emplean materiales en láminas de gran tamaño que necesitan ser cortados, moldeados o tallados. Las fresadoras CNC están pensadas básicamente para cortar, dar forma y tallar materiales como madera, plásticos y metales más blandos. Aunque las fresadoras se utilizan casi del mismo modo que las fresadoras CNC, están diseñadas específicamente para procesar láminas de materiales más grandes y ligeros a gran velocidad y con la máxima precisión. Se utilizan en sectores como la carpintería, la fabricación de rótulos y la producción de muebles, en los que es habitual que paneles enormes requieran sofisticados recortes, grabados o efectos decorativos. La capacidad de las fresadoras CNC para procesar grandes superficies de forma eficaz es un requisito indispensable para crear diseños personalizados a gran escala.

Características de las fresadoras CNC:

• Perfecta para cortar grandes planchas de material.

• Normalmente funcionan con movimientos de 3 ejes.
• Se utiliza para materiales como madera, plástico y espuma.

Las fresadoras CNC están disponibles en aplicaciones tales como ebanistería, señalización, fabricación de muebles donde el proceso implica alta velocidad, corte de gran volumen utilizando equipos cnc de alta calidad.

4. Cortadoras de plasma CNC

Las cortadoras de plasma CNC son máquinas de corte que utilizan un haz de gas ionizado (plasma) en movimiento rápido para cortar materiales metálicos. La programación CNC, a través de la unidad de control de la máquina, controla las herramientas de corte de la cortadora de plasma y permite realizar cortes complejos y detallados en muchos espesores de metal. Este tipo de máquinas son especialmente útiles en industrias como la fabricación de acero y la construcción, donde es necesario cortar láminas de metal con una forma y tamaño determinados. Las cortadoras de plasma CNC emplean un chorro de gas ionizado que se mueve rápidamente, también conocido como plasma, y también pueden integrar sistemas avanzados de máquinas cnc como la máquina de corte por chorro de agua cnc para cortar diferentes materiales metálicos, con una velocidad y precisión increíbles. Bajo programación CNC, estas máquinas pueden hacer cortes complejos e intrincados en metales con espesor variable por lo tanto se puede utilizar con relativa facilidad. El corte por plasma es particularmente útil en industrias como la fabricación de metal en la industria del acero, la industria de la construcción y la construcción naval, entre otras, donde las láminas de metal necesitan ser cortadas en formas y tamaños precisos. Las cortadoras de plasma CNC son muy valiosas en la fabricación pesada y usos estructurales debido a su eficiencia y capacidad para cortar metales gruesos sin dejar de tener bordes limpios.

Características de las cortadoras de plasma CNC:

• Capacidad para cortar todo tipo de metales, incluidos el acero, el aluminio y el latón.
• Corte de alta velocidad con bordes limpios.
• Adecuada para el corte de materiales gruesos.

Industrias como la fabricación de metales, la construcción naval y la aeroespacial utilizan las cortadoras de plasma CNC para obtener cortes exactos en los metales necesarios para las piezas estructurales.

5. Máquinas de electroerosión (EDM) CNC

Las máquinas CNC de electroerosión (EDM) eliminan material de la pieza mediante descargas (chispas) de electricidad. Este proceso es muy bueno para el corte de metales duros y el mecanizado de formas complejas. Las máquinas de electroerosión son de dos tipos: Electroerosión por hilo y electroerosión por penetración. La electroerosión por hilo utiliza un alambre fino como electrodo para cortar el metal, mientras que la electroerosión por penetración emplea un electrodo para crear cavidades en el material. Las máquinas de electroerosión (EDM) CNC utilizan descargas eléctricas de baja tensión, que en lo que respecta a la eliminación de material de la pieza de trabajo dejan chispas que erosionan el metal con un nivel de precisión muy alto. Este método es especialmente adecuado para mecanizar metales duros y producir formas complejas que no son fáciles de obtener con las herramientas de corte tradicionales. Existen dos tipos principales de máquinas de electroerosión. La electroerosión por hilo y la electroerosión por penetración. La electroerosión por hilo emplea un hilo eléctrico fino como electrodo de corte, lo que le permite producir incisiones extremadamente diminutas en piezas metálicas; por tanto, puede utilizarse para realizar contornos complicados y detalles finos. La electroerosión por penetración, por el contrario, utiliza un electrodo con forma que se "hunde" en el material para crear cavidades, agujeros o moldes, de modo que se puedan realizar características internas detalladas. Ambas versiones de la electroerosión son inestimables en sectores en los que se necesitan piezas complicadas con tolerancias estrictas: aeroespacial, moldes y fabricación de dispositivos médicos.

Características de las máquinas de electroerosión CNC:

• Adecuado para metal duro y diseño fino.
• Corte y forma limpios.
• Ideal para fabricar, troqueles y piezas intrincadas.

La electroerosión se utiliza habitualmente en la fabricación de moldes, herramientas y matrices y en la industria aeroespacial, donde la precisión y la capacidad de trabajar con metales duros son fundamentales.

6. Cortadoras láser CNC

Las cortadoras láser CNC son máquinas que utilizan un rayo láser de gran potencia para grabar o cortar materiales con gran precisión. Este tipo de máquina es muy eficaz para cortar metales finos, plásticos, madera, etc. Las cortadoras láser CNC son muy demandadas por la alta velocidad de corte y los complejos diseños que requieren. Las cortadoras láser CNC utilizan un rayo láser muy concentrado y potente que puede cortar o grabar en una gran variedad de materiales con gran precisión y dejando bordes bien definidos. Son especialmente eficaces con metales finos, plásticos, madera e incluso algunos materiales compuestos, lo que las convierte en herramientas muy útiles en diversos entornos de fabricación. La rapidez y eficiencia en la creación de diseños finos con un desperdicio mínimo de materiales es la razón por la que las cortadoras láser CNC son muy deseadas en las industrias de automoción, electrónica, señalización y fabricación personalizada. Además, el corte por láser es un proceso sin contacto, por lo que se minimizan los riesgos de distorsión del material y el desgaste de las herramientas, lo que aumenta su eficacia e idoneidad para la producción precisa de grandes volúmenes.

Características de las cortadoras láser CNC:

• Gran precisión y exactitud.
• Aplicable a materiales de tipo fino y grueso.
• Aplicable a materiales de tipo fino y grueso.

Estas máquinas de fresado cnc se utilizan ampliamente en industrias como la de rotulación, automoción y aeroespacial, para cortar y grabar metales y plásticos, así como otros materiales, que forman parte del proceso de fresado cnc.

7. Impresoras 3D CNC

Las impresoras 3D CNC, también conocidas como máquinas de fabricación aditiva, se utilizan para construir piezas capa a capa a partir de sustancias como plástico, metal o resina. A diferencia de las máquinas CNC sustractivas que eliminan una pieza de material, las impresoras 3D crean piezas a partir de la nada. Estas máquinas son perfectas para la creación rápida de prototipos, piezas personalizadas y producciones de bajo volumen. Las impresoras 3D CNC o máquinas de fabricación aditiva crean piezas mediante un proceso de deposición capa a capa de materiales como plástico, metal u otra resina. A diferencia de las CNC de mecanizado sustractivo convencionales, que recortan material de un bloque sólido, las impresoras 3D construyen piezas desde cero con la capacidad de producir formas intrincadas que no serían posibles con el mecanizado sustractivo convencional. Estas máquinas son adecuadas para la creación rápida de prototipos, ya que los diseñadores e ingenieros pueden probar y perfeccionar ideas antes de aventurarse en la producción a gran escala. Además, su capacidad de fabricar piezas personalizadas y series de bajo volumen con un tiempo de preparación muy corto las hace inestimables para industrias como la aeroespacial y del automóvil, dispositivos médicos y productos de consumo.

Características de las impresoras 3D CNC:

• El proceso aditivo crea piezas capa sobre capa.
• Alternativas de materiales flexibles (plásticos, metales, resinas).
• También diseñado para prototipos y piezas personalizadas.

Las impresoras 3D CNC se aplican en campos como la automoción, la industria aeroespacial y los dispositivos médicos para fabricar prototipos y herramientas, así como componentes personalizados.

Conclusión

La maquinaria CNC ha revolucionado la visión de la fabricación gracias a su precisión, eficacia y flexibilidad en numerosas aplicaciones. Para fresar, o incluso tornear, cortar o imprimir en 3D, existen varios equipos específicos que utilizan la tecnología CNC. Cada modelo de máquina CNC se crea para resolver problemas específicos de fabricación, de modo que se puedan fabricar piezas complejas con gran precisión y repetibilidad.

Esta especialización permite a los fabricantes elegir la máquina CNC adecuada en función del material, la complejidad y el número de piezas que desean producir. Por ejemplo, las fresadoras CNC son adecuadas para fabricar formas complejas con diferentes ejes de movimiento, mientras que los tornos CNC son adecuados para fabricar piezas simétricas girando la pieza de trabajo. Por su parte, las impresoras 3D CNC ofrecen nuevas oportunidades para la creación rápida de prototipos y la construcción de geometrías que el procedimiento sustractivo convencional no podría realizar fácilmente. En conjunto, estas tecnologías hacen que las industrias sean capaces de responder a requisitos de producción divergentes con una eficacia y precisión sin precedentes.