Caso de estudio: Mecanizado CNC para el diseño de un soporte complejo

Descubre cómo Sendot Technology utiliza procesos de mecanizado CNC para producir diseños de soportes complejos con alta precisión y garantizar el ensamblaje.

Vistazo general del proyecto

	Información
Industria	Automotriz y transporte
Producto	Soporte de faro de coche
Desafíos	Esquinas vivas con requisitos de ensamblaje, múltiples direcciones de mecanizado
Tecnología	Mecanizado CNC, EDM
Material	Aluminio 6061-T6
Acabado superficial	Chorro de arena, anodizado negro
Cantidad	1 juego
Plazo de entrega	7 días hábiles

Acerca del producto

Un faro generalmente incluye una luz de cruce, una luz de carretera, una luz de circulación diurna, etc. En detalle, hay muchos componentes que incluyen LED, reflectores, PCB, lentes, disipadores de calor, cables, etc. Para lograr una distribución razonable, estas piezas se montan en el soporte que se fija a la carcasa.

Jamie es un ingeniero del departamento de I+D de faros de un reconocido producto automotriz. Diseñó un soporte con una estructura multifacética para el faro. Debido a la complejidad del soporte del faro, intentó fabricarlo mediante impresión 3D, pero la precisión era deficiente. Por eso quería encontrar un proceso adecuado para producir este soporte.

Determinar procesos y materiales

Este soporte con forma tiene una estructura compleja que incluye cavidades profundas, pasadores y contrasalidas en múltiples superficies. Así que, sin importar si se considera el costo o la precisión, el proceso de mecanizado CNC es siempre la mejor opción cuando solo se fabrica 1 juego.

Además, considerando la estructura compleja, si se elige PC o PA+GF para fabricar el soporte, es más fácil que se deforme durante el mecanizado CNC. Es más, ciertas estructuras de este soporte de coche multifacético deben procesarse mediante EDM, lo cual requiere que el material sea conductor. Por lo tanto, Sendot Technology recomendó AL6061 como material de la pieza de trabajo.

Análisis de los puntos clave del mecanizado

Como podemos ver, este soporte con forma tiene estructuras complejas en cada lado que representan un reto para su fabricación. Estos son los puntos clave del análisis y las soluciones de mecanizado del ingeniero de Sendot Technology.

Uso de EDM para fabricar esquinas vivas

El EDM es un proceso en el que se erosiona una forma específica mediante la descarga de un electrodo con la geometría correspondiente. Como se necesita un costo adicional para fabricar el electrodo específico, el EDM conlleva costos más altos. Así que, en general, solo cuando la estructura no puede mecanizarse por CNC, se elige el EDM.

Analicemos la estructura del soporte: se pueden ver cavidades profundas, pasadores y contrasalidas desde el lado frontal y posterior, pero todavía hay algunas estructuras detalladas en el lado lateral. Por lo tanto, no todas estas estructuras pueden producirse mediante fresado CNC.

Como en la estructura de cajera vaciada del soporte: a 1-2 cm de ella hay una estructura de ala de hasta 9 cm. Durante el mecanizado, el husillo CNC quedará bloqueado por el ala para alcanzar el fondo de la cajera y, en consecuencia, la cajera no puede vaciarse internamente. Además, al mecanizar la contrasalida (en el marco verde), como la herramienta de corte se ve obstruida sin importar desde qué lado, siempre hay parte de la estructura que no puede mecanizarse.

Incluso sin las contrasalidas, el EDM también es necesario. Debido a la limitación del mecanizado CNC, quedarán radios de acuerdo en las esquinas vivas, influyendo en la relación de ensamblaje de este soporte con forma. De manera similar, la otra ranura de la siguiente imagen también debe procesarse mediante EDM.

Considerar el tamaño del radio de acuerdo y el diámetro de la herramienta

Tras analizar el modelo CAD del soporte con forma, Sendot Technology propuso análisis DFM y discutió con Jamie los requisitos de ensamblaje.

En general, el lado frontal de este soporte con forma es plano y ancho, y la mayoría de las estructuras están diseñadas con radios de acuerdo grandes, excluyendo algunas nervaduras. Así que es un punto clave determinar el tamaño del radio de acuerdo de las nervaduras, lo que permite usar una herramienta de corte más grande para eliminar material rápidamente. Además, estas nervaduras no tienen necesidad de ensamblaje y tienen una gran profundidad, por lo que sugerimos a Jamie relajar el tamaño del radio de acuerdo a R5. De esta manera, las nervaduras aún pueden cumplir su función y reducir las horas de trabajo de la máquina.

Al fabricar el lado lateral del soporte con forma de coche, hay una estructura de ala larga con una cavidad profunda. Por lo tanto, elegir una herramienta de corte con un diámetro apropiado es crucial. Como muestra la imagen, la pequeña área de mecanizado de la estructura de ala limita el diámetro de la herramienta. Sin embargo, la herramienta de corte no puede ser demasiado pequeña, ya que es más fácil que se rompa al fabricar la cavidad profunda. Tras una cuidadosa consideración, se seleccionó el diámetro de 2,5 mm, dejando radios de acuerdo de 2,5 mm.

Garantizar la precisión mediante la configuración de utillajes

Durante el proceso de mecanizado, los operarios utilizarán métodos para posicionar las piezas con precisión después de cambiar la dirección de mecanizado. Pero esto consume tiempo, por lo que los programadores diseñarán la secuencia de cada lado, reduciendo los tiempos de configuración.

Para este soporte con forma, Sendot Technology optó por fabricar primero el lado lateral para vaciar la cavidad. Luego, al mecanizar las estructuras del lado frontal y posterior, no se necesita yeso para rellenar el plano. Así se puede evitar la imprecisión provocada por superficies irregulares. Además, en cada configuración, posicionamos la pieza de trabajo en los seis grados de precisión utilizando herramientas como el comparador de reloj. Luego, la pieza de trabajo se fija mediante utillajes para garantizar su posición estable y su precisión durante el mecanizado.

Comentarios

Cuando Jason recibió este soporte con forma, dijo: “Fue asombroso que pudieran hacer una estructura tan compleja con tan alta precisión. Realmente ayuda mucho.” Con capacidades de fabricación integrales y un equipo dedicado, Sendot Technology es tu proveedor de mecanizado CNC de confianza, que ofrece servicios integrales desde el prototipo hasta la producción. También optimizamos constantemente nuestras capacidades de producción e inspección. Si deseas obtener más información sobre nuestros proyectos de mecanizado CNC, contáctanos para conocer más detalles.