El mecanizado CNC (abreviatura de Computer Numeric Controlled) no es un proceso nuevo en la industria manufacturera. De hecho, ha desempeñado un papel crucial en el avance del desarrollo industrial y ha sido fundamental para ayudar a construir el mundo tal como lo conocemos.

Sin embargo, la tecnología continúa evolucionando. Y con ello viene un aumento en la demanda de piezas altamente complejas e intrincadas como las que se utilizan en las industrias aeroespacial y automovilística. Tu tradicional Procesos de mecanizado CNC se vuelven menos eficientes ante estas crecientes complejidades de las piezas.

Aquí es donde entra en juego el mecanizado CNC de 5 ejes.

Mecanizado CNC de 5 ejes es una innovación notable en el mundo de la fabricación de piezas. Este tipo de mecanizado ofrece numerosas ventajas respecto al típico mecanizado CNC de 3 y 4 ejes.

¿Cuál es la principal diferencia entre el mecanizado de 5 ejes y el de 3 y 4 ejes? Responderemos esto y más en este blog.

Comprender el mecanizado CNC

Si es nuevo en el mundo del mecanizado CNC, puede que valga la pena dedicar un tiempo a comprender qué es el proceso y cómo funciona antes de sumergirse en las complejidades de los procesos multieje.

El mecanizado CNC es un proceso que se utiliza para fabricar piezas y componentes de diversas formas, tamaños y funcionalidades geométricas utilizando materiales como plásticos, metales o compuestos. Lo hace retirando el material de un bloque de materia prima, digamos metal, utilizando una herramienta de corte afilada.

La herramienta de corte o la pieza se mueve según el diseño para mecanizar la pieza en los lugares correctos y realizar el diseño requerido.

Esta es la razón por la que el mecanizado CNC a veces también se denomina proceso de fabricación sustractivo, ya que elimina el material de un bloque de materia prima sólida.

¿Cómo sabe la herramienta de corte dónde cortar? Aquí es donde entra en juego la pieza CNC.

A la máquina se le dice qué hacer, dónde y cómo cortar un programa de computadora. Los diseñadores codifican el programa en la computadora de la máquina. Luego, esta computadora controla la herramienta y otros componentes, creando las piezas necesarias.

Dado que el proceso es controlado y ejecutado en gran medida por una computadora, el mecanizado CNC, por defecto, promete alta precisión y exactitud de mecanizado. Sin embargo, la precisión y la exactitud pueden aumentar o disminuir según la cantidad de ejes involucrados. Hablaremos más sobre esto en un momento.

Comprensión del mecanizado CNC de 3, 4 y 5 ejes

Ya hemos comentado cómo el mundo del mecanizado CNC ha evolucionado bastante desde sus inicios. Hoy en día contamos con máquinas que pueden cortar en múltiples ejes para mejorar aún más el acabado y la precisión de las piezas.

Una máquina CNC puede variar desde el torno básico de 2 ejes hasta la máquina altamente compleja de 9 ejes. Pero mantendremos nuestra conversación en torno a las máquinas CNC de 3, 4 y 5 ejes.

Antes de profundizar en las diferencias principales y otras menores entre los tres procesos de mecanizado, dediquemos un tiempo a comprender cómo funciona cada uno de ellos.

Mecanizado CNC de 3 ejes

Como sugiere el nombre, el mecanizado CNC de 3 ejes permite que la herramienta de corte o la pieza de trabajo se mueva a lo largo de tres ejes lineales, a saber, los ejes X, Y y Z. En otras palabras, la herramienta de corte o la pieza pueden moverse de izquierda a derecha, arriba y abajo, y dentro y fuera durante un proceso de mecanizado de 3 ejes.

Debido a la capacidad del proceso de mecanizado para cortar solo a lo largo de tres ejes lineales, tiene sus limitaciones cuando se trata de fabricar piezas complejas o en ángulo. Sin embargo, con sus limitaciones, el proceso de mecanizado de 3 ejes puede parecer más económico para piezas simples. Aunque no tanto para los complejos.

Mecanizado CNC de 4 ejes

El mecanizado CNC de 4 ejes es similar al mecanizado de 3 ejes en que la herramienta puede moverse a lo largo de los tres ejes lineales, es decir, los ejes X, Y y Z. La única diferencia aquí es la adición de otro eje llamado eje A que permite que la pieza gire a lo largo de uno de los ejes lineales, generalmente el eje X.

Esta diferencia aparentemente pequeña tiene un enorme impacto en la capacidad del proceso para manejar proyectos complejos de fabricación de piezas.

El proceso de mecanizado CNC de 4 ejes puede fabricar piezas angulares y complejas con mayor facilidad en comparación con el mecanizado de 3 ejes.

Mecanizado CNC de 5 ejes

El proceso de mecanizado CNC de 5 ejes añade otro eje de rotación al proceso de 4 ejes, aumentando la capacidad de la máquina para manejar piezas altamente complejas que requieren un mecanizado inusualmente complejo y preciso.

Además de los tres ejes lineales, es decir, los ejes X, Y y Z, también se agregan dos ejes de rotación que permiten que la herramienta o la pieza (según el tipo de mecanizado de 5 ejes) gire a lo largo de dos de los ejes lineales.

La principal diferencia entre el mecanizado CNC de 3 y 4 ejes y de 5 ejes

El mecanizado de 5 ejes desbloquea nuevas dimensiones para que la herramienta trabaje y cree piezas complejas con precisión y exactitud incomparables. Y este es el factor más importante que diferencia el mecanizado de 5 ejes del mecanizado tradicional de 3 y 4 ejes.

La disponibilidad de los ejes A y B para la rotación de herramientas o piezas de trabajo también abre nuevas posibilidades de fabricar piezas que son completamente imposibles o simplemente poco prácticas de fabricar utilizando los procesos de mecanizado de 3 y 4 ejes.

Esta simple diferencia entre el número de ejes disponibles para que se mueva la herramienta o pieza de trabajo conduce a muchas otras diferencias entre el proceso avanzado de 5 ejes y el proceso tradicional de 3 o 4 ejes.

Algunas de estas diferencias incluyen:

Economía

Sí, las máquinas de 5 ejes pueden tener un precio desalentador. La máquina puede parecer más cara, especialmente si se compara sólo el coste inicial de la máquina de 5 ejes con las tradicionales de 3 y 4 ejes. Sin embargo, si observa el panorama general, podrá ver cómo la fresadora de 5 ejes puede ayudarle a ahorrar costes, especialmente al mecanizar piezas complejas.

Puede fabricar piezas con solo un nivel determinado de complejidad utilizando máquinas de 3 y 4 ejes, además con la adición de ciertos accesorios costosos. Esto aumenta el costo operativo y restringe la capacidad de producción de su taller.

Por el contrario, se pueden crear piezas cada vez más complejas sin accesorios costosos adicionales utilizando el proceso de 5 ejes, lo que lo hace más viable económicamente. Estas piezas también pueden venderse a un precio más alto, lo que genera un mayor retorno de la inversión.

Tiempo del ciclo

Las máquinas de 5 ejes pueden proporcionar un fresado continuo, incluso cuando se trabaja en piezas complejas, una capacidad que falta en las máquinas tradicionales de 3 y 4 ejes cuando se trabaja en piezas similares.

Además, dado que las máquinas de 5 ejes permiten la rotación a lo largo de 5 ejes diferentes, puede fresar en varios lados de la pieza de trabajo y en varios ángulos sin quitar ni reorientar la pieza.

Es posible que deba retirar la pieza de trabajo de la máquina y reorientarla cuando realice una operación de mecanizado similar con una máquina de 3 o 4 ejes. Esto puede aumentar el tiempo del ciclo y provocar imprecisiones en el diseño.

La máquina de 5 ejes también elimina más material por pasada. Esta es otra característica que conduce a una menor rotación y una mayor eficiencia operativa.

Chatarra y desperdicio

Usted sabe cómo una máquina de 5 ejes puede ofrecer un funcionamiento continuo que elimina la necesidad de configurar la pieza una y otra vez. Esto reduce las posibilidades de errores humanos y reduce el desperdicio y el desperdicio de piezas.

Necesidad reducida de trabajo manual

Cuando hay que cambiar la orientación de la pieza constantemente, se necesita mano de obra humana adicional. Dado que una máquina de 5 ejes es capaz de mecanizar en todos los lados, elimina la necesidad de intervención humana. Esto reduce su dependencia del trabajo humano y también le permite minimizar los errores humanos inevitables que conlleva la intervención humana.

Conclusión

El mecanizado CNC es un proceso que existe desde hace décadas; la primera máquina CNC se fabricó en 1952.

El mundo del mecanizado CNC ha evolucionado mucho y ha recorrido un largo camino desde entonces con numerosas innovaciones, la mayoría con el objetivo de hacer más eficiente la producción de piezas complejas.

Una de estas innovaciones es el mecanizado CNC de 5 ejes, una hazaña de ingeniería con la que los maquinistas sólo podían soñar durante los primeros años del mecanizado CNC.

El mecanizado CNC de 5 ejes es más capaz, eficiente y rentable cuando se trata de fabricar piezas muy complejas e intrincadas, especialmente en comparación con el rendimiento de las máquinas de 3 y 4 ejes para producir el mismo diseño.

La máquina de 5 ejes, gracias a las ventajas que ofrece, también puede ser viable para mecanizar piezas no complejas. Sin embargo, la decisión de si desea invertir en una máquina de 5 ejes frente a una de 3 o 4 ejes se reducirá a los requisitos de su taller.