El fresado es un proceso o herramienta de control numérico computarizado (CNC) para dar forma a la madera, los plásticos y los metales blandos. El control computarizado de Enrutamiento CNC Puede cortar, taladrar y grabar con precisión estos materiales para obtener las piezas deseadas. Además, su rápida remoción de material y su capacidad para dar forma a los detalles son indispensables en aplicaciones específicas que requieren el uso de materiales concretos.
Vamos a analizar su desglose sencillo, incluyendo ¿Qué es el fresado CNC?El proceso de enrutamiento, las fresadoras CNC, sus ventajas, aplicaciones, limitaciones y mucho más.
¿Qué es el enrutamiento CNC?
La primera pregunta que se le ocurre podría ser ¿qué es el enrutamiento CNC? Es uno de los enfoques de mecanizado populares en la fabricación moderna. Como otro estándar Mecanizado CNC, el enrutamiento se refiere a dar forma a materiales compatibles en la forma o geometría deseada. Sin embargo, la diferencia está en las herramientas y las capacidades.
La máquina fresadora utiliza una herramienta especializada llamada fresadora con una broca giratoria. Esta fresadora se mueve a través de la pieza de trabajo siguiendo las instrucciones (código G) y trayectorias de herramienta predeterminadas para darle forma y realizar las operaciones de mecanizado. Además, implica una gran bancada CNC y una baja presión de herramienta. Como resultado, las operaciones de enrutamiento son adecuadas para hojas de trabajo grandes y delgadas.
¿Cómo funcionan las fresadoras CNC?
La máquina incluye una mesa de apoyo para sostener el material y un husillo para sostener la broca del enrutador CNC. Primero, los códigos G se envían al controlador CNC y la broca pasa a la posición de corte inicial. Al mismo tiempo, el operador establece los parámetros de mecanizado, como la profundidad de corte, la velocidad del husillo, etc. A continuación, el husillo se mueve en múltiples ejes para eliminar el material y crear la forma deseada, generalmente X-horizontal, Y-vertical, y altura Z.
En este caso, quizás se pregunte cómo la máquina enrutadora controla el husillo. El husillo está conectado a varios motores y guías lineales. A medida que se cargan los códigos G, el controlador los convierte en señales eléctricas que controlan estos motores y guías.
Aquí está el proceso paso a paso del enrutamiento CNC:
- modelado 3D: Este es el primer paso. El diseñador creó un modelo detallado con todas las especificaciones, características y tolerancias.
- Código G: Los códigos G se obtienen procesando el modelo 3D en el software CAM. Contiene toda la información del mecanizado.
- Configuración de la máquina: En la configuración de la máquina, se necesitan máquinas herramienta y fresas CNC adecuadas para obtener los resultados deseados. Asimismo, asegurar la pieza de trabajo en la bancada de la máquina.
- Posicionamiento cero: La broca del enrutador se establece en la posición inicial (referencia 0, 0, 0).
- Mecanizado: La broca de enrutamiento gira a altas RPM y comienza a eliminar el material a lo largo de la ruta predeterminada.
- Monitoreo: El mecanizado va hasta la forma final. Por lo tanto, el proceso permanece bajo observación para detectar posible desgaste de la herramienta, deflexión de precisión y otros defectos.
- Acabado de superficie: Se aplican acabados adicionales, como chorro de arena, desbarbado y cepillado, si el acabado mecanizado no es suficiente para la funcionalidad o la estética.
- Control de calidad: Las inspecciones y mediciones finales garantizan que las piezas cumplan con las especificaciones y estándares deseados.
¿Cuáles son los componentes principales de una enrutador CNC?
Un enrutador CNC es una maquinaria compleja. Consta de varios componentes, cada uno con un rol y función únicos. La acción acumulativa de estos componentes completa el proceso de enrutamiento CNC.
Los siguientes son los seis componentes principales:
1. Marco y pórtico
El marco suele ser un soporte con patas hechas de aluminio o acero de alta calidad. Resiste la fuerza de corte y amortigua las vibraciones, aportando rigidez y estabilidad a la máquina. De manera similar, el pórtico soporta estructuralmente los movimientos del husillo y del cabezal de corte.
2. Mesa o Cama
Son superficies planas con ranuras en T o sistemas de sujeción por vacío, que permiten abrazaderas y fijaciones. Así, las mesas o camas se encargan de colocar y sujetar de forma segura las piezas para su mecanizado. Además, las bases también contienen sensores de trayectoria de herramientas o, ocasionalmente, tableros de MDF estropeados.
3. Huso
Son los componentes los que proporcionan la fuerza de corte necesaria durante el fresado CNC. Básicamente, el husillo es un eje giratorio conectado a varios motores, cojinetes y sistemas de guía para el control del movimiento. También contiene una pinza o mandril para sujetar las herramientas de corte, como fresas que giran y se mueven con el husillo. Posteriormente, puede girar a una velocidad de 10,000-20,000 rpm
4. Herramientas de corte
La máquina fresadora permite el uso de diferentes herramientas de corte para lograr formas complejas y necesidades de mecanizado únicas. Algunos kits de enrutamiento incluyen brocas en V, cortadores de punta esférica, brocas, brocas de corte recto y al ras, aparejo Spoilboard, etc.
Cada una de estas variedades de herramientas tiene distintos usos de mecanizado. Por ejemplo, las puntas rectas son adecuadas para cortes rectos y ranuras, mientras que las puntas en V son para aplicaciones de grabado.
5. Motores de eje
Como sabemos, el husillo se mueve a lo largo de múltiples ejes para las operaciones de enrutamiento. Por lo tanto, los motores de eje facilitan esto mediante sus coordenadas precisas y control de movimiento. Puede encontrar dos tipos de motores utilizados en el accionamiento de ejes: servomotores y motores paso a paso.
Los servomotores mueven el pórtico y el motor del husillo hacia sus rieles guía según instrucciones del código G. Utilizan retroalimentación para ajustar la velocidad y la posición continuamente. Por el contrario, el paso a paso es más simple y se mueve en pasos discretos para controlar la posición y la velocidad. Asimismo, a lo largo del eje mayor se acopla un sistema de piñón y cremallera, permitiendo que el husillo o pórtico se desplace a lo largo de los ejes X e Y.
6. Controlador CNC
Un controlador CNC es un componente electrónico de la maquinaria de enrutamiento CNC. Consta de un procesador de control (CPU), almacenamiento (RAM), puertos de entrada y salida y un circuito de accionamiento. Este controlador recibe los códigos g y los ejecuta enviando la señal eléctrica a los motores. Por lo tanto, los motores (y en última instancia el husillo) se mueven siguiendo las señales del controlador.
Tipos comunes de enrutadores CNC
Existen varios tipos de máquinas enrutadoras CNC según el tamaño, las capacidades y las aplicaciones de mecanizado específicas. Sin embargo, aquí discutiremos los tres tipos principales: enrutadores industriales, de escritorio y de múltiples ejes.
Enrutador industrial
Las fresadoras industriales son adecuadas para la fabricación de trabajos pesados gracias a sus husillos de alta potencia. Estas son máquinas grandes y robustas que manejan proyectos intensivos de enrutamiento. Además, requieren más espacio que el enrutador aficionado o el enrutador de escritorio. Además, las fresadoras industriales son esenciales en la carpintería, la fabricación de metales, la industria aeroespacial, la automoción y la marina para el mecanizado rápido y preciso de diversas piezas.
Enrutador de escritorio
Los enrutadores de escritorio son máquinas CNC eficientes y potentes que pueden mover tres o más ejes. Pero son pequeños y están diseñados para ahorrar espacio y facilidad de uso. Estos enrutadores no pueden manejar enrutamiento industrial pesado debido a limitaciones de capacidad. Sin embargo, un enrutador CNC de escritorio es ideal para pequeñas empresas, talleres domésticos y entusiastas del enrutador de bricolaje.
Enrutadores CNC de múltiples ejes
Para mecanizados complejos, existen fresadoras con diferentes capacidades de ejes. Estas máquinas tienen capacidades de movimiento de 3, 4 o 5 ejes, incluso más de 5 en algunos casos. A medida que aumenta el número de movimientos de los ejes, las máquinas pueden crear piezas más complejas y precisas. Sin embargo, la elección depende de la complejidad, las tolerancias y el material de la pieza.
Beneficios y limitaciones del enrutamiento CNC
La primera ventaja importante del fresado CNC es el mecanizado rápido y preciso de materiales blandos. Analicemos los beneficios y limitaciones sencillos.
Beneficios
- Puede alcanzar una precisión de aproximadamente ± 0.0025 mm y está muy por delante de los enrutadores portátiles tradicionales.
- El gran tamaño de la mesa fresadora permite mecanizar chapas o piezas de trabajo de gran tamaño.
- Las herramientas avanzadas, como las fresadoras ATC, permiten el cambio automático de las brocas de fresadora CNC durante la operación, lo que reduce el tiempo del ciclo.
- El enrutamiento ofrece una excelente repetibilidad. Puede crear formas complejas idénticas de forma consistente.
- Es rentable y puede crear formas complejas a partir de materiales CNC compatibles.
Limitaciones
- La máquina enrutadora CNC también tiene algunas limitaciones. No puede mecanizar materiales duros como el acero y el titanio.
- El tamaño de la bancada del CNC limita el tamaño de la pieza de trabajo y el cambio de diseño exige demasiado tiempo.
- La máquina fresadora puede hacer ruido debido a su sistema de vacío.
Materiales para el proceso de enrutamiento CNC
Dado que el fresado es el proceso de mecanizado preferido para materiales blandos, se podría pensar que es compatible con menos Material de mecanizado CNC opciones. Por el contrario, la fresadora puede mecanizar diversos plásticos, maderas y algunos compuestos y metales. Sólo es inadecuado para metales y aleaciones de alta dureza.
Los siguientes son los materiales para el proceso de enrutamiento.
- Maderas (blandas, duras y contrachapadas)
- Acrílico
- Polietileno de alta densidad (HDPE)
- Polycarbonate
- Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS)
- Cloruro de polivinilo (PVC)
- Aluminio y sus aleaciones (2024, 6061, 6062, 7075, etc)
- Latón
- Cobre
- Acero
- Fibra de vidrio
Aplicaciones de piezas de enrutador CNC
Las avanzadas capacidades de mecanizado y la diversa gama de materiales hacen que el proceso de enrutamiento CNC sea aplicable en muchos sectores, como el fresado de madera CNC, la forma y el grabado de metales, la señalización, la fabricación de moldes, etc.
Fabrica muebles complejos y carpintería personalizada en carpintería, señalización 3D y placas grabadas para empresas y eventos. Posteriormente, los instrumentos musicales utilizan piezas de fresado CNC, como cuerpos de guitarra y cascos de batería. En la industria automotriz y aeroespacial, es un método popular para la creación rápida de prototipos de varios componentes.
Además, las piezas de fresado también son valiosas para fabricar moldes, modelos arquitectónicos, placas de circuitos, aplicaciones marinas, plantillas y accesorios, carcasas electrónicas, etc.
Enrutamiento CNC versus fresado: ¿Cuáles son las diferencias?
| Criterios | Enrutamiento CNC | CNC fresado |
| Acoplar | Un husillo se mueve a lo largo de los ejes X, Y y Z con una fresa giratoria que retira el material. | El husillo se mueve a lo largo de múltiples ejes (3 o más) con una herramienta de corte con alta fuerza de corte para la eliminación de materiales. |
| Rigidez | Las fresadoras son menos rígidas que las fresadoras. | El robusto bastidor y estructura de las fresadoras CNC las hacen muy rígidas. |
| Velocidad | La máquina fresadora CNC funciona a alta velocidad. | Velocidades de corte de bajas a moderadas |
| Capacidades materiales | Madera, plásticos, espuma y algunos metales blandos y compuestos. | Casi todos los materiales CNC, desde plástico hasta metal duro y aleaciones. |
| Fuerza de corte | Fuerzas de corte bajas a medias | Altas fuerzas de corte |
| Precisión | Excelente precisión en el mecanizado de materiales específicos con una tolerancia tan baja como ± 0.0025 mm. | Más que enrutamiento, tolerancias estrictas para diseños complejos y detallados. |
| Complejidad: | Más adecuado para mecanizado a gran escala que para complejidad. | Milling maneja proyectos complejos y detallados. |
| Opciones de herramientas | Brocas rectas, fresas a ras, fresas redondeadas, ranuras en V, etc. | Diversas opciones de máquinas herramienta además de fresadoras, fresas de extremo, fresas frontales, brocas, herramientas de chaflán, cortadores de punta esférica, etc. |
| Costo | Altamente rentable | Caro que el enrutamiento |
Comparación de fresadora y husillo: lo que necesita saber
Tanto el enrutador como el husillo tienen un propósito similar. Sin embargo, tienen diferencias en rendimiento y aplicaciones. El husillo funciona con un par elevado y una velocidad de corte baja. Por el contrario, el fresado implica un par bajo y una velocidad de corte muy alta. A continuación, el descentramiento de un husillo es de 0.0002 pulgadas o menos, mientras que oscila entre 0.0010 y 0.0015 pulgadas para un enrutador. Fuente.
El enrutador es aplicable en la creación de muebles, grabados, arte, piezas de plástico y metal blando y prototipos. Por otro lado, el husillo de alta velocidad es una mejor opción para aplicaciones industriales de servicio pesado. Por lo tanto, elegir entre fresadora o husillo requiere considerar algunos criterios de selección. Estos criterios son el material de la pieza, la precisión, la complejidad, el coste, el volumen operativo, etc.
¿Cómo inicio el enrutamiento CNC?
Iniciar el fresado CNC implica la ejecución cuidadosa de varios pasos. Antes de comenzar, debes tener un modelo 3D de la pieza deseada en un formato compatible, como STEP, STL y DXF. Entonces, aquí están los pasos cronológicamente:
- Active el controlador CNC, el control remoto, la cama/mesa y el recolector de polvo.
- Elija la broca enrutadora CNC adecuada y conéctela a una pinza o mandril.
- Coloque la pieza de trabajo sobre la mesa ajustando las zonas de vacío.
- Coloque la broca en la posición inicial y establezca las coordenadas 0, 0, 0.
- Inserte el archivo CAD/CAM en el controlador y ejecute el programa.
- Monitorear el proceso continuamente hasta el final.
¿Puedo utilizar alguna broca de enrutador para máquinas enrutadoras CNC?
¡No! No puede utilizar ninguna broca de enrutador para máquinas enrutadoras CNC. El bit a utilizar depende de la ruta que va a la máquina. Cada tipo de broca enrutadora CNC tiene capacidades de mecanizado y compatibilidad de materiales específicas. Por ejemplo, puede utilizar brocas en V para realizar grabados detallados en madera, pero las brocas rectas no pueden lograrlo.
Por lo tanto, debes elegir la broca adecuada según el material de trabajo y los resultados deseados. De lo contrario, afecta la tolerancia, la velocidad y el acabado superficial. A veces, unas herramientas incorrectas también pueden dañar la pieza de trabajo y la propia herramienta. En este caso, lo mejor es consultar a un experto para elegir la broca enrutadora adecuada para cualquier proyecto en particular.
Conclusión
El trabajo del enrutador CNC convierte los diseños en piezas físicas con especificaciones exactas. Ofrece precisión y rentabilidad con el mecanizado de cualquier material adecuado. Sin embargo, la elección de las herramientas y los parámetros adecuados, el uso de equipos avanzados y las habilidades del operador deciden el resultado final.
RapidDirect cuenta con maquinaria avanzada y experiencia para manejar cualquier diseño de enrutamiento CNC. Proporcionamos todo Servicios de mecanizado CNC en diferentes industrias. Nuestros servicios confiables abarcan desde la creación rápida de prototipos hasta la producción en masa de piezas industriales y personalizadas. Nuestros ingenieros experimentados trabajan en estrecha colaboración para garantizar que podamos superar las expectativas del cliente. Por lo tanto, si necesita enrutamiento CNC o servicios similares, puede solicitar una cotización para nuestras soluciones de mecanizado CNC precisas pero asequibles.
