Muchas empresas luchan por cumplir unos plazos de producción ajustados y seguir el ritmo de la demanda de piezas precisas. Los largos plazos de entrega y la lentitud del mecanizado obstaculizan a menudo el progreso. Para seguir siendo competitivos, los talleres de mecanizado necesitan métodos más rápidos y fiables para completar sus tareas. El mecanizado de alta velocidad ayuda cortando el metal con rapidez, mejorando la calidad de las piezas y garantizando que los productos se entreguen a tiempo.
Muchos equipos quieren saber cómo puede ayudar a su trabajo el mecanizado de alta velocidad. Ahora vamos a desglosar cómo funciona y cuándo utilizarlo.
¿Qué es el mecanizado de alta velocidad?
El mecanizado de alta velocidad (HSM) es un método de corte que utiliza velocidades significativamente más rápidas que el mecanizado estándar. Implica velocidades de husillo más altas, velocidades de avance más rápidas y movimientos rápidos entre cortes.
El objetivo principal es eliminar material rápidamente sin generar un calor excesivo. Los cortes rápidos y ligeros ayudan a mantener frías las herramientas. Esto reduce el desgaste de la herramienta y proporciona una superficie más lisa en la pieza acabada.
HSM también utiliza trayectorias de corte especiales que evitan los giros bruscos. Estas trayectorias suaves reducen la tensión tanto en la máquina como en la pieza. Las máquinas construidas para HSM son más resistentes y reaccionan con mayor rapidez para seguir el ritmo de los rápidos movimientos.
Técnicas habituales de mecanizado de alta velocidad
El mecanizado de alta velocidad emplea técnicas especializadas para lograr resultados óptimos. Cada método está diseñado para cortar más rápido, reducir el calor y producir piezas más precisas. Estas son algunas de las principales formas en que los talleres utilizan el mecanizado de alta velocidad hoy en día.
Fresado trocoidal
El fresado trocoidal es un método de corte de ranuras o cavidades que utiliza un movimiento en bucle. La herramienta se desplaza en pequeñas trayectorias circulares mientras avanza. Esto mantiene la herramienta fría y reparte la fuerza de corte. Ayuda a que la herramienta dure más y permite cortar a mayor profundidad en materiales duros.
Fresado de cáscaras
El fresado de pelado emplea un corte estrecho, manteniendo el movimiento de avance de la herramienta a una velocidad constante. La herramienta "pela" finas tiras de material en cada pasada. Esto reduce la fuerza sobre la herramienta. Funciona bien en metales duros y mantiene un calor bajo.
Embolsado de alta velocidad
El embutido de alta velocidad se utiliza para limpiar grandes áreas del interior de una pieza. La máquina emplea pasadas rápidas y poco profundas en lugar de cortes profundos. Esto ayuda a eliminar las virutas rápidamente y evita la rotura de la herramienta. También hace que las paredes de la cajera sean más lisas.
Mecanizado en reposo
El mecanizado en reposo es un método para refinar pequeñas áreas que los cortes anteriores pueden haber pasado por alto. El software identifica las zonas con material sobrante y utiliza herramientas más pequeñas para completarlas. Esto ahorra tiempo y mantiene la precisión de la pieza.
Fresado dinámico
El fresado dinámico mantiene el contacto de la herramienta con el material a un ritmo constante. La trayectoria de la herramienta cambia para evitar cargas pesadas. Esto significa que la máquina puede utilizar mayores velocidades y avances. Reduce el desgaste de la herramienta y mantiene piezas más uniformes.
Taladrado y roscado de alta velocidad
Alta velocidad perforación y tocando utilizan altas velocidades de husillo y movimientos rápidos. Las brocas o los machos de roscar entran y salen del material más rápidamente. Esto acorta los tiempos de ciclo. Los recubrimientos y refrigerantes especiales ayudan a mantener las herramientas afiladas y reducen el calor.
Ventajas del mecanizado de alta velocidad
El mecanizado de alta velocidad ofrece a los fabricantes una clara ventaja. Acelera la producción, mejora la calidad de las piezas y ayuda a que las herramientas duren más. A continuación se indican las principales ventajas que obtienen los equipos al utilizar este método.
Aumento de la productividad
El mecanizado de alta velocidad corta más rápido. Utiliza tiempos de ciclo más cortos y reduce los movimientos en vacío. La máquina pasa más tiempo cortando y menos tiempo moviéndose entre pasos.
Los talleres pueden producir más piezas en el mismo tiempo. Esto ayuda a cumplir los plazos y a gestionar pedidos más grandes sin necesidad de más máquinas.
Mejor acabado superficial
Como las herramientas se mueven más rápido y realizan cortes más ligeros, las superficies acabadas son más lisas. Hay menos rebabas y asperezas.
Esto puede reducir o incluso eliminar la necesidad de pulido o molienda. Ahorra tiempo y trabajo a la vez que mejora el aspecto del producto final.
Reducción del desgaste de la herramienta
HSM utiliza técnicas que reducen la fuerza de corte y el calor. Menos calor significa menos daños en la herramienta. Las trayectorias suaves de la herramienta también evitan la presión repentina sobre el filo de corte.
Como resultado, las herramientas duran más. Esto reduce los costes de las herramientas y mantiene una producción estable.
Menor consumo de energía
El mecanizado de alta velocidad elimina el material más rápidamente utilizando cortes más pequeños y trayectorias de herramienta más estables. De este modo, los motores de la máquina soportan menos esfuerzo.
La máquina consume menos energía por pieza. Con el tiempo, esto reduce los costes energéticos y favorece una producción más eficiente.
Factores esenciales de las operaciones de mecanizado a alta velocidad
Para obtener los máximos beneficios del mecanizado de alta velocidad, varios factores clave deben trabajar en tándem. Cada uno de ellos influye en la rapidez, precisión y estabilidad del proceso. Veamos qué es lo más importante.
Velocidad y potencia del cabezal
El mecanizado de alta velocidad requiere altas velocidades de husillo. Muchas configuraciones funcionan a más de 10.000 RPM. El husillo también debe tener potencia suficiente para mantener esas velocidades bajo carga.
Los husillos más fuertes pueden realizar cortes más profundos o rápidos sin ralentizarse. También ayudan a evitar las vibraciones y los malos acabados superficiales.
Rigidez y estabilidad de la máquina
A altas velocidades, incluso la más mínima vibración puede dañar una pieza. El bastidor de la máquina debe ser rígido. Los componentes deben resistir la flexión o las sacudidas.
Una máquina estable corta con más suavidad. También ayuda a proteger las herramientas y prolonga su vida útil. Por eso, la mayoría de las máquinas HSM tienen bastidores fuertes y guías lineales precisas.
Optimización de sendas
Las estrategias de trayectoria de la herramienta desempeñan un papel importante. El mecanizado a alta velocidad funciona mejor con trayectorias que evitan los giros bruscos o los cambios repentinos de dirección.
Las trayectorias suaves y fluidas mantienen una carga de corte constante. El software CAM ayuda a generar estas trayectorias. También evita cortes al aire y solapamientos innecesarios. Esto ahorra tiempo y protege la herramienta.
Portapiezas y fijación
A altas velocidades, incluso los pequeños movimientos de la pieza pueden causar problemas. La pieza debe mantenerse firmemente en su sitio. Las abrazaderas, los tornillos de banco y las fijaciones deben resistir las vibraciones y permanecer bloqueados.
A menudo se utilizan fijaciones a medida. Ayudan a sujetar formas complejas o paredes finas sin doblarlas. Una buena fijación garantiza una mayor precisión y repetibilidad.
Aplicaciones en todos los sectores
HSM se utiliza en varias industrias. Ayuda a las empresas a producir piezas detalladas con mayor rapidez y calidad. A continuación se indican algunas áreas clave en las que HSM tiene un impacto significativo.
Componentes aeroespaciales
El sector aeroespacial trabaja a menudo con metales duros como el titanio y el Inconel. Estos materiales son difíciles de mecanizar. El HSM elimina el metal rápidamente manteniendo unos límites de tamaño ajustados. Suele utilizarse para fabricar paredes finas, soportes, cubrey piezas estructurales. HSM ayuda a reducir el peso, mejorar la precisión de las piezas y reducir el tiempo de producción.
Piezas de automóviles
Los fabricantes de automóviles utilizan HSM para bloques de motor, piezas de suspensión y diseños personalizados. Las rápidas velocidades de corte permiten la producción a gran escala. El proceso funciona bien con aluminio y otros metales ligeros que ayudan a ahorrar combustible.
Dispositivos médicos
Las piezas médicas deben ser precisas y muy lisas. El HSM se utiliza para fabricar herramientas, implantes y equipos de ensayo. Permite obtener detalles limpios y nítidos en materiales como el acero inoxidable, el titanio y los plásticos. A menudo, esto elimina o reduce la necesidad de un acabado adicional.
Fabricación de moldes y troqueles
HSM es una herramienta importante en la industria de moldes y matrices. Mecaniza metales duros con gran precisión. Las superficies más lisas que crea significan menos pulido posterior. Las rápidas velocidades de corte permiten a los fabricantes de herramientas entregar moldes con rapidez, lo que resulta especialmente beneficioso para tiradas cortas o piezas personalizadas.
Buenas prácticas de aplicación
Para obtener los mejores resultados del HSM, cada aspecto de la configuración debe considerarse cuidadosamente y optimizarse. Seguir unas buenas prácticas ayuda a reducir errores, prolongar la vida útil de la herramienta y mantener una calidad constante.
Evaluar la idoneidad de las piezas
No todas las piezas son adecuadas para el mecanizado de alta velocidad. Es esencial comprobar primero el material, la forma y las necesidades de tolerancia.
Las piezas con paredes finas, curvas cerradas o cavidades profundas suelen ser las más beneficiadas. Las piezas más sencillas o las tiradas de poca cantidad pueden no necesitar la velocidad y el coste del HSM.
Elegir las máquinas herramienta adecuadas
La máquina debe estar construida para trabajar a alta velocidad. Eso significa que debe tener husillos rápidos, controles de movimiento rápidos y un bastidor fuerte y rígido.
Si la máquina es débil o lenta, puede vibrar o dejar superficies rugosas. También puede acortar la vida útil de la herramienta y provocar errores.
Utilice herramientas de corte de alta calidad
Las buenas herramientas son fundamentales en HSM. Utilice herramientas afiladas, bien equilibradas, con los recubrimientos y formas adecuados para un corte rápido.
Las herramientas de metal duro con recubrimientos resistentes al calor, como TiAlN o diamante, suelen ser la mejor elección. Asegúrese de que la herramienta es adecuada para el material que va a cortar.
Evacuación del chip de control
A altas velocidades, las virutas se acumulan rápidamente. Si no se eliminan rápidamente, pueden dañar la herramienta o sobrecalentar la pieza.
Utilice chorros de aire, refrigerante o sistemas de alta presión para eliminar las virutas. Las trayectorias de las herramientas deben ser abiertas y los cortes ligeros para facilitar el flujo de virutas.
Mantener la rigidez en el portapiezas
La pieza debe permanecer completamente inmóvil mientras se corta. Cualquier movimiento provoca vibraciones, un mal acabado superficial o daños en la herramienta.
Utilice abrazaderas fuertes o fijaciones a medida. Mantenga la pieza cerca de la mesa para limitar las vibraciones. Una configuración sólida permite realizar mejores cortes y alargar la vida útil de la herramienta.
Conclusión
El mecanizado de alta velocidad es un enfoque moderno que ayuda a los fabricantes a cortar piezas más rápido, con mayor precisión y una vida útil más larga de las herramientas. Se basa en velocidades de husillo rápidas, trayectorias de herramienta optimizadas y máquinas estables para mejorar la productividad. Este método se utiliza mucho en las industrias aeroespacial, automovilística, médica y de fabricación de moldes.
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Hola, soy Kevin Lee
Durante los últimos 10 años, he estado inmerso en diversas formas de fabricación de chapa metálica, compartiendo aquí ideas interesantes de mis experiencias en diversos talleres.
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Kevin Lee
Tengo más de diez años de experiencia profesional en la fabricación de chapas metálicas, especializada en corte por láser, plegado, soldadura y técnicas de tratamiento de superficies. Como Director Técnico de Shengen, me comprometo a resolver complejos retos de fabricación y a impulsar la innovación y la calidad en cada proyecto.
