Mecanizado CNC del cobre: grados, consideraciones y aplicaciones

El cobre sigue siendo uno de los materiales metálicos más antiguos. Esto no es en absoluto sorprendente considerando las excepcionales propiedades de los materiales de cobre. Más específicamente, el cobre tiene una excelente resistencia a la corrosión y conductividad térmica y eléctrica. Por lo tanto, son valiosos para varias aplicaciones.

El mecanizado CNC del cobre es uno de los servicios de mecanizado de metales más precisos empleados en diversas industrias para fabricar piezas de cobre. Sin embargo, existen varias consideraciones asociadas con el mecanizado de piezas de cobre.

Esta guía examina todo lo que necesita saber sobre el mecanizado CNC del cobre, sus aplicaciones y los diversos factores a considerar antes de mecanizar cobre.

El CNC facilita el mecanizado del cobre

Las máquinas de Control Numérico por Computadora (CNC) se encuentran entre las tecnologías de fabricación más solicitadas empleadas para aplicaciones de mecanizado. Esto se debe a su alta velocidad, exactitud, precisión y compatibilidad con diversos materiales.

Por encima de todo, este servicio de mecanizado se ha vuelto muy común en la fabricación de diversos materiales en las piezas deseadas, y el cobre no es la excepción. Anteriormente, mecanizar cobre era tedioso debido a su alta flexibilidad, tenacidad y plasticidad.

Aun así, el mecanizado CNC ha hecho que el mecanizado de piezas de cobre sea mucho más manejable. Todo esto gracias a los procesos automatizados involucrados en el mecanizado de las piezas de cobre deseadas.

Grados de materiales de cobre para el mecanizado CNC

Los materiales de cobre son uno de los principales grupos de metales comerciales. En gran medida, encontrará que hay diferentes grados de materiales de cobre disponibles para el mecanizado de piezas de cobre. Además, comprenden diferentes propiedades adecuadas para proyectos de mecanizado específicos.

Por lo tanto, elegir el material adecuado para su proyecto de mecanizado puede ser complicado, ya que involucra varios factores.

Aun así, identificar el material con propiedades adecuadas para sus piezas de cobre es el primer paso para emplear el mecanizado.

Eche un vistazo a los diferentes grados de materiales de cobre para el mecanizado CNC a continuación:

1. Cobre puro

Los materiales de cobre puro suelen ser blandos y maleables. El grado diluido de cobre puro contiene una pequeña cantidad de varios elementos de aleación. Por lo tanto, esto ayuda a alterar una o más propiedades fundamentales del cobre puro a las formas deseadas. Del mismo modo, añadir otros elementos de aleación a este grado de cobre aumenta su tenacidad.

Los grados de cobre comercialmente puro contienen aproximadamente un 0.7% de impurezas totales en su composición. Descubrirá que se designan con números UNS de C10100 a C13000 según los elementos añadidos y el nivel de impurezas.

El cobre puro es el más adecuado para fabricar equipos eléctricos. Estos incluyen cableado y motores. Además, este grado de cobre se aplica en maquinaria industrial como intercambiadores de calor.

2. Cobre electrolítico

El cobre electrolítico de alta conductividad (tough pitch) se origina del cobre catódico. Cobre catódico significa cobre refinado mediante electrólisis.

Generalmente, el proceso implica llenar compuestos de cobre en una solución. Luego, la aplicación de electricidad adecuada ayuda a purificar el material de cobre. Como resultado, la mayoría del cobre electrolítico contiene menos impurezas que otros grados de cobre.

Descubrirá que el C11000 es el más prevalente de todos los grados de cobre electrolítico. El C11000 suele contener menos de 50 partes por millón de impurezas metálicas, incluyendo azufre. Además, tienen una alta conductividad eléctrica, de hasta el 100% IACS (Estándar Internacional del Cobre Recocido).

Su ductilidad excepcional los hace adecuados para aplicaciones eléctricas. Estas incluyen devanados, cables, alambres y barras colectoras.

3. Cobre libre de oxígeno

En comparación con otros grados de cobre, los cobres libres de oxígeno tienen la mayor pureza. También contienen poco o ningún contenido de oxígeno. En la mayoría de los casos, los grados de cobre libre de oxígeno incluyen muchos componentes eléctricos de cobre de alta conductividad. Sin embargo, los C10100 y C10200 son los más comunes.

• El C10100, conocido como Libre de oxígeno electrónico (OFE), es un cobre puro con aproximadamente un 0.0005% de contenido de oxígeno. Más aún, es el más caro de estos grados de cobre.
• El C10200, también llamado Libre de oxígeno (OF), contiene aproximadamente un 0.001% de oxígeno. También tiene una alta conductividad eléctrica de al menos el 100% IACS, que no es mejor que la de los materiales de cobre electrolítico.

Estos materiales de cobre libres de oxígeno se fabrican mediante fusión por inducción utilizando cobre catódico de alta calidad. En este proceso de fabricación, el cobre catódico se funde bajo condiciones no oxidantes proporcionadas por una cubierta de baño de grafito. Así, esto ayuda a reducir el contenido de hidrógeno en la atmósfera de trabajo.

Los cobres libres de oxígeno son los más adecuados para la electrónica de alto vacío debido a su alta conductividad. Estos incluyen tubos transmisores y sellos de vidrio a metal.

4. Cobres de fácil mecanizado

Este material de cobre comprende varios elementos de aleación. Los elementos notables incluyen níquel, estaño, fósforo y zinc. La presencia de estos elementos ayuda a aumentar la maquinabilidad de este grado de cobre.

Además, los materiales de cobre de fácil mecanizado comprenden aleaciones de cobre como el bronce y el latón. Tenga en cuenta lo siguiente:

• El bronce es una aleación de cobre, estaño y fósforo bien conocida por su dureza y resistencia al impacto.
• El latón es una aleación de cobre y zinc con una excepcional trabajabilidad y resistencia a la corrosión.

Los materiales de cobre de fácil mecanizado son adecuados para una amplia gama de mecanizado de piezas de cobre. Estos incluyen monedas, sopletes, componentes eléctricos mecanizados, engranajes, cojinetes, hidráulica automotriz, etc.

Beneficios e inconvenientes de las piezas de cobre CNC

La mayoría de las piezas de cobre CNC disponibles hoy en día tienen beneficios e inconvenientes específicos. Consúltelos a continuación:

Beneficios

Generalmente, la mayoría de las piezas de cobre CNC tienen buena maquinabilidad, ductilidad y resistencia al impacto. También muestran una alta conductividad térmica y eléctrica, resistencia a la corrosión y al desgaste.

Otro beneficio del mecanizado CNC para piezas de cobre abarca la buena formabilidad tanto en procesos en caliente como en frío. Aparte de esto, las piezas de cobre CNC son compatibles con varios acabados superficiales rentables.

Inconvenientes

A pesar de las ventajas generales, existen algunos inconvenientes asociados con el mecanizado de piezas de cobre con CNC. Por ejemplo, no todos los materiales de cobre pueden someterse a procesos como la soldadura por puntos, la soldadura por arco con electrodo revestido, etc.

Además, los diferentes grados de cobre tienen propiedades variables de resistencia a la corrosión. Por lo tanto, algunas piezas de cobre CNC son susceptibles a la corrosión en atmósferas con sustancias reactivas.

Factores a considerar en el mecanizado CNC del cobre

Las piezas de cobre CNC continúan impulsando una demanda popular. Aun así, hay algunos factores vitales a considerar antes del mecanizado de piezas de cobre. Eche un vistazo a algunos de estos factores a continuación:

1. Elegir el grado de material de cobre adecuado

Antes del mecanizado CNC del cobre, debe seleccionar el grado correcto de material de cobre más adecuado para su aplicación. Por ejemplo, elegir cobre puro para fabricar piezas mecánicas es inapropiado y costoso. Por lo tanto, la excelente maquinabilidad del cobre de fácil mecanizado lo hace el más adecuado.

Además, también son rentables. Así que debe examinar las propiedades requeridas para sus piezas de cobre para seleccionar el grado de cobre correcto para el mecanizado.

2. Diseño para la fabricabilidad

También debe abordar los requisitos y especificaciones de diseño antes de mecanizar el cobre. Esto le ayudará a lograr la funcionalidad necesaria para su pieza de cobre fabricada.

Una regla general es que es mejor usar y mantener un espesor de pared de 0.5 mm para fabricar piezas de cobre estéticas.
Además, también puede aplicar algunas buenas prácticas de diseño. Estas incluyen reducir el número de configuraciones de piezas, las comprobaciones dimensionales y evitar cavidades profundas con radios pequeños.

3. Establecer el avance adecuado

El avance es la velocidad a la que la herramienta de corte engancha la pieza. Por lo tanto, debe establecer el avance correcto antes del mecanizado de piezas de cobre porque afecta la calidad, la vida útil y los acabados superficiales de la pieza de cobre. Además, el cobre conduce el calor rápidamente. Así que un avance alto puede aumentar el desgaste de la herramienta con el tiempo.

4. Elegir el material de herramienta adecuado

Muchos grados de cobre tienen diferente maquinabilidad y solidez. Por lo tanto, seleccionar el material de herramienta adecuado para el mecanizado de piezas de cobre sigue siendo esencial. Además, encontrará que el mecanizado CNC del acero se aplica en la fabricación de herramientas de corte de alta velocidad utilizadas en el mecanizado del cobre. Esto ayuda a prevenir complicaciones como el desgaste de la herramienta y la formación de virutas.

Acabados superficiales y opciones de posprocesamiento para piezas de cobre

Como su nombre lo indica, los acabados superficiales son procesos posteriores a la fabricación de piezas metálicas. Generalmente, estos posprocesos tienen como objetivo alterar la superficie de las piezas de cobre para obtener propiedades específicas y hacerlas más atractivas.

A continuación se presentan los acabados superficiales estándar aplicables a las piezas de cobre.

Electropulido

Durante el electropulido, se retira una capa microscópica de material de la superficie de las piezas de cobre. Este material suele variar entre 0.00254 mm y 0.0635 mm de espesor. Como resultado, este método de posprocesamiento ayuda a hacer que la superficie de su pieza de cobre terminada sea más lisa y brillante.

Además, el electropulido puede ayudar a mejorar la resistencia a la corrosión de las piezas de cobre terminadas.

Electrodeposición

La electrodeposición del cobre ayuda a proteger aún más la superficie exterior de sus piezas de cobre de la oxidación. Las placas metálicas se implementan sin alterar su conductividad eléctrica y térmica. Así, este proceso ayuda a prolongar la longevidad de sus piezas de cobre.

Chorreado de medios (Media Blasting)

Este método de posprocesamiento ayuda a cubrir los defectos en sus piezas de cobre fabricadas. Además, el chorreado con microesferas crea un acabado duradero, más mate y más sutil.

Técnicas para el mecanizado de piezas de cobre

Varios servicios de mecanizado de metales se emplean en muchas industrias para producir piezas metálicas, pero algunas técnicas de mecanizado solo son adecuadas para ciertos materiales metálicos. Estará de acuerdo en que el mecanizado del cobre puro puede ser más desafiante que el mecanizado del latón.

Como aleación de cobre, el latón contiene otros elementos de aleación como el zinc, lo que lo hace mucho más fácil de mecanizar que la mayoría de los materiales metálicos. Por lo tanto, puede mecanizar aleaciones de cobre utilizando varias técnicas.

Consulte algunas de las técnicas adecuadas para el mecanizado de piezas de cobre a continuación:

Fresado para piezas de cobre

El fresado CNC es un proceso de mecanizado automatizado que controla el movimiento y el avance de las herramientas de corte rotativas. Así, en el fresado CNC del cobre, las herramientas giran y se mueven a través de la superficie de los materiales de cobre. Luego, el material de cobre sobrante se retira lentamente hasta formar la forma y el tamaño necesarios.

El fresado CNC es más común con las aleaciones de cobre, ya que tienen mejor maquinabilidad y producen piezas precisas e intrincadas. Los fabricantes suelen usar la fresa de dos filos de carburo para el fresado del cobre.

Además, los expertos usan este proceso para fabricar diversas características de diseño para piezas de cobre. Estas incluyen muescas, cavidades, orificios, ranuras, canales, superficies planas, contornos, etc.

Torneado para piezas de cobre

Este proceso de fabricación requiere fijar los materiales de cobre en una posición. Más aún, las herramientas de corte que se acercan a la pieza permanecen estacionarias. Por lo tanto, el material de cobre giratorio a la velocidad establecida adecuada se reduce de tamaño hasta la dimensión deseada.

El torneado es adaptable para muchas aleaciones de cobre y permite la fabricación rápida de piezas de cobre de alta precisión. Además, este proceso también es rentable. Así, el torneado CNC del cobre es adecuado para fabricar muchos componentes electrónicos y mecánicos como conectores de cables eléctricos, válvulas, barras colectoras, radiadores, etc.

Aplicaciones del mecanizado CNC del cobre

Las piezas de cobre CNC son valiosas en varias industrias, incluidas las empresas eléctricas, de construcción, de transporte y de bienes de consumo.

A continuación se presentan las aplicaciones del mecanizado CNC del cobre:

• Intercambiadores de calor
• Conectores eléctricos
• Radiadores
• Cojinetes y engranajes
• Boquillas de soldadura por gas, etc.

Servicios de mecanizado del cobre en Sendot Technology

Las piezas de cobre CNC son adecuadas para muchas aplicaciones diferentes hoy en día. Sin embargo, los servicios de mecanizado del cobre de calidad son fundamentales para cumplir con la especificación y los requisitos de diseño de estas piezas de cobre.

En Sendot Technology, contamos con profesionales experimentados que pueden encargarse de todos sus servicios de mecanizado CNC del cobre. Contamos con técnicas de primera clase de fresado y torneado CNC del cobre para satisfacer el diseño específico de su producto.

Contáctenos hoy para un servicio de soporte personalizado, y recibirá una respuesta en un plazo de 12 horas.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la velocidad de corte para el cobre?

Puede aplicar diferentes velocidades de corte para los materiales de cobre. Pero tenga en cuenta que esto depende del grado de cobre y del método de mecanizado. Por ejemplo, se aplica una velocidad de corte estándar de 2000 a 4000 fpm al fresar latón.

¿Es fácil fresar el cobre?

La facilidad del fresado del cobre varía según el grado de material de cobre con el que esté trabajando. Encontrará que el cobre puro es un metal complicado de mecanizar debido a su alta plasticidad y tenacidad. En cambio, las aleaciones de cobre como el latón son mucho más fáciles de fresar debido a su mejor maquinabilidad.

¿Qué elemento de aleación del cobre es adecuado para el mecanizado a alta velocidad?

Alear el cobre con elementos como zinc, estaño, níquel, aluminio y silicio mejora la maquinabilidad del cobre. Por lo tanto, esto lo hace adecuado para el mecanizado a alta velocidad.