Con la continua evolución de la industria de desarrollo de productos, el mecanizado de prototipos CNC ha surgido como columna vertebral para la digitalización de conceptos en prototipos tangibles. Tanto si te dedicas a la ingeniería o al diseño de productos, como si eres el fundador de una startup, este proceso puede aprenderse; así, es posible acortar los ciclos de desarrollo, así como hacerlos más precisos y ahorrar dinero.

Según uno de los informes de Statista para CNC demostrado que El mercado del mecanizado CNC será $128,41 millardos de mercado en el año 2030, impulsado en gran medida por creación de prototipos y producción limitada. Además, otro informe de la encuesta mostraba que Más de 90 por ciento de los procesos de fabricación aeroespacial utilizan mecanizado CNC de precisión.

Esto demuestra la importancia y el progreso gradual de este mercado a lo largo del tiempo. Por lo tanto, en esta entrada del blog, tratamos de discutir todos los detalles de. Mecanizado de prototipos CNCEl sistema de mecanizado por control numérico, que incluye las principales ventajas, los mejores materiales, los enfoques de diseño necesarios y cómo este sistema de mecanizado por control numérico desempeña un papel importante en el avanzado entorno de alta precisión actual.

¿Qué es el mecanizado de prototipos CNC y cómo utilizarlo?

El mecanizado de prototipos por control numérico computerizado (CNC) implica el uso de máquinas controladas por software para fabricar prototipos a partir de planos digitales. El mecanizado de prototipos CNC utiliza la extracción de materiales de un bloque sólido mediante fresado, corte o taladrado, y otras opciones utilizando una máquina de corte y afilado de metales bajo el control de programas informáticos (CA-Code).

Esta técnica presenta un gran número de ventajas para la creación de prototipos debido a su:

• Velocidad: Es posible fabricar prototipos funcionales en pocas horas.
• Precisión: El proceso es capaz de conseguir tolerancias muy ajustadas, de hasta ±0,005 pulgadas.
• Versatilidad de materiales: Desde plásticos hasta metales duros como el aluminio, pasando por el mecanizado CNC del bronce.

Hágase una idea: ¿Por qué utilizar el CNC para la creación de prototipos?

En comparación con Impresión 3D o el clásico prototipado manual, el mecanizado de prototipos CNC tiene sus ventajas como:

1. Precisión dimensional

Con el mecanizado CNC de alta precisión, las tolerancias pueden ser de tan sólo 0,01 mm, lo que lo hace perfecto para piezas de ingeniería.

2. Realismo material

Mecanizado CNC permite construir prototipos con el material que se utilizará en la fabricación, lo que facilita la evaluación realista de características mecánicas como la durabilidad y la resistencia al desgaste.

3. Repetibilidad

Una vez realizado un diseño concreto, puede reproducirse mes tras mes con la misma codificación.

4. Iteraciones más rápidas

Es fácil hacer cambios de diseño rápidamente sin tener que empezar de nuevo.

Materiales populares para prototipos CNC

La elección del material es fundamental para el éxito de un prototipo. Estos son los principales materiales que suelen elegirse para el mecanizado de prototipos CNC:

Metales y plásticos más utilizados en el proceso de mecanizado CNC

• Aluminio: Ligero y muy mecanizable.
• Acero: Perfecto para piezas estructurales, porque es fuerte y resistente al calor.
• Latón y Bronce mecanizado CNC: Excelente conductividad eléctrica y protección contra la corrosión.
• ABS: Bueno para prototipos de productos de consumo.
• Delrin (POM): Alta rigidez y baja fricción.
• Nylon: Ideal para piezas sometidas a tensión.

¿Sabías que

El mecanizado CNC de prototipos tiene el equilibrio adecuado de resistencia y maquinabilidad que lo hace ideal para prototipos que deben ser duraderos.

Tipos de mecanizado CNC en el mecanizado de prototipos.

1. Fresado CNC

Las máquinas multieje cortan la pieza de un bloque sólido mediante herramientas de corte giratorias.

2. Torneado CNC

Una pieza de material maleable permite a la herramienta de corte moldear el exterior, lo que la hace adecuada para crear piezas cilíndricas.

3. Diseño de corte CNC

Avanzado Diseño de corte CNC intervienen tanto en aspectos funcionales como estéticos, especialmente aplicables a piezas ligeras y a determinadas características superficiales.

4. Acabado de superficies

Los procesos de acabado -pulido, anodizado y granallado- ayudan a garantizar que el acabado del prototipo se aproxime al del producto acabado.

Consejos para el éxito de un prototipo CNC

He aquí algunos consejos muy útiles y acertados para obtener el mejor resultado en el mecanizado de prototipos CNC. Esto incluye: 

Optimice su diseño CAD

Añada piezas hechas en filetes, reduzca las bolsas profundas, cíñase a los tamaños de agujero normales e intente evitar gastar demasiado.

Elija bien el material

Para las pruebas funcionales, elija metales que sean populares en los productos finales, como el aluminio o el bronce. Posiblemente, descubrirá que los plásticos serán suficientes para aquellos casos en los que la forma y el ajuste sean los objetivos.

Comunicar las tolerancias

Defina tolerancias muy limitadas para las zonas funcionalmente vitales e introduzca normas flexibles en las demás piezas para minimizar los costes y reducir el tiempo de mecanizado.

Para un diseño fácil de usar desde el mecanizado CNC.

Asegúrese de que el diseño ayudará al camino deseado de la herramienta para la producción. Evita las funciones complejas e inaccesibles que requerirían configuraciones adicionales.

Diversas industrias y uso de piezas de mecanizado CNC 

Piezas de mecanizado CNC no sólo se utiliza para prototipos completos, sino también para piezas vitales que se someten a pruebas y validación previa a la producción.

• Prototipos aeroespaciales: Piezas de aluminio ligeras y de alta precisión.
• Productos sanitarios: Los prototipos funcionales y esterilizables se fabrican en acero inoxidable.
• Electrónica de consumo: La fabricación CNC suministra carcasas, soportes y sistemas internos con diseños de corte muy refinados.

Problemas comunes y cómo resolverlos

• Mayor tiempo de retardo: Asóciese con talleres locales de CNC que ofrezcan alternativas rápidas para la creación de prototipos.
• Costes de rebasamiento: Reduzca los costes optimizando los diseños y utilizando materiales de tamaño estándar.
• Diseños desalineados: Evitar malas prácticas mediante una estrecha colaboración con los ingenieros de CNC en el establecimiento de tolerancias.
• Defectos superficiales: Tratar las superficies mediante procesos como el granallado posterior al mecanizado.

Conclusión

Así pues, podemos afirmar que el mecanizado de prototipos CNC tiene increíbles ventajas, que van desde procesos de desarrollo rápidos hasta pruebas de ingeniería muy precisas. Eso tiende un puente directo entre los modelos digitales y los resultados tangibles, acelerando el proceso de aprendizaje desde el concepto hasta el lanzamiento del producto.

Tanto si se trata del sector aeroespacial como de bienes de consumo o de uso industrial, la introducción del mecanizado de precisión CNC en su proceso garantiza la fiabilidad y eficacia del mismo en todas las fases de la importantísima etapa de creación de prototipos.

Preguntas frecuentes

1. ¿Cuál es el plazo de entrega básico del proceso de mecanizado de prototipos CNC?

La duración necesaria para su realización puede variar según la parte laboriosa, generalmente entre 2 y 5 días laborables para las cosas fáciles.

2. ¿Pueden fabricarse piezas de plástico mediante prototipado CNC?

Indudablemente, los materiales ABS, Nylon y Delrin se mecanizan habitualmente como parte del procedimiento de prototipado.

3. ¿Cuántas tolerancias tiene el mecanizado CNC?

Las tolerancias estándar de las piezas mecanizadas con CNC son de ± 0,005 pulgadas, pero muchas aplicaciones exigen una capacidad de mecanizado aún más precisa.

4. ¿Son mayores los costes de las máquinas de prototipado CNC que los de la impresión 3D?

Aunque un precio más elevado es un juego de dar un poco para conseguir mucho para formas sencillas, el CNC de prototipado ofrece una precisión exquisita y un montón de opciones de materiales, esenciales para productos que deben pasar a la producción a escala industrial.

5. ¿Se puede mecanizar bronce para piezas prototipo?

Absolutamente. El bronce es el material ideal que puede utilizarse para una máquina CNC si desea que las piezas sean duraderas, resistentes a la corrosión y tengan un aspecto agradable.