Causas y soluciones de las marcas de herramienta en el mecanizado de metales

Las piezas metálicas de precisión se fabrican a menudo utilizando diversas tecnologías de mecanizado de precisión, siendo el mecanizado CNC un método común. Normalmente, las piezas de precisión suelen exigir altos estándares tanto de dimensiones como de aspecto.

Por lo tanto, al utilizar el mecanizado CNC de metales como el aluminio y el cobre, la aparición de marcas y líneas de herramienta en la superficie del producto acabado es una preocupación. Este artículo analiza las razones que causan las marcas y líneas de herramienta durante el mecanizado de productos metálicos. También proponemos posibles soluciones.

Fuerza de amarre insuficiente de los amarres

Causas: algunos productos metálicos con cavidades necesitan utilizar amarres de vacío, y pueden tener dificultades para generar suficiente succión debido a la presencia de irregularidades superficiales, dando lugar a marcas o líneas de herramienta.

Solución: para mitigar esto, considere pasar de la simple succión por vacío a la succión por vacío combinada con presión o soporte lateral. Alternativamente, explore otras opciones de amarre basadas en estructuras de pieza específicas, adaptando la solución al problema concreto.

Factores relacionados con el proceso

Causas: ciertos procesos de fabricación de productos pueden contribuir al problema. Por ejemplo, productos como las carcasas traseras de tabletas se someten a una secuencia de pasos de mecanizado que implica el punzonado de agujeros laterales seguido del fresado CNC de los bordes. Esta secuencia puede dar lugar a marcas de herramienta notables cuando el fresado alcanza las posiciones de los agujeros laterales.

Solución: un caso común de este problema se produce cuando se elige la aleación de aluminio para carcasas de productos electrónicos. Para resolverlo, el proceso puede modificarse sustituyendo el punzonado de agujeros laterales más el fresado por solo fresado CNC. Al mismo tiempo, garantizando un engranaje de herramienta constante y reduciendo el corte desigual al fresar.

Programación inadecuada del engranaje de la trayectoria de la herramienta

Causas: este problema surge comúnmente durante la fase de mecanizado de contorno 2D de la producción del producto. Un engranaje de la trayectoria de la herramienta mal diseñado en el programa CNC deja trazas en los puntos de entrada y salida de la herramienta.

Solución: para abordar el reto de evitar las marcas de herramienta en los puntos de entrada y salida, un enfoque típico consiste en introducir un ligero solapamiento en la distancia de engranaje de la herramienta (aproximadamente 0,2 mm). Esta técnica sirve para sortear posibles imprecisiones en la precisión del husillo de bolas de la máquina.

Aunque esta estrategia evita eficazmente la formación de marcas de herramienta, provoca un elemento de mecanizado repetitivo cuando el material del producto es un metal blando. En consecuencia, esta sección puede presentar variaciones de textura y color en comparación con otras zonas.

Patrones de escamas de pez en superficies planas mecanizadas

Causas: patrones de escamas de pez o circulares que aparecen en las superficies planas del producto. Las herramientas de corte utilizadas para procesar metales blandos como el aluminio/cobre son generalmente fresas de material de aleación con 3 o 4 filos. Tienen una dureza que va de HRC55 a HRC65. Estas herramientas de corte de fresado se realizan utilizando el filo del fondo de la herramienta, y la superficie de la pieza puede desarrollar patrones distintivos de escamas de pez, afectando a su aspecto general.

Solución: se observa comúnmente en productos con altos requisitos de planitud y superficies planas que presentan estructuras rebajadas. Un remedio es cambiar a herramientas de corte fabricadas de material de diamante sintético, que ayuda a lograr acabados superficiales más lisos.

Envejecimiento y desgaste de los componentes del equipo

Causas: la marca de herramienta en la superficie del producto se atribuye al envejecimiento y desgaste del husillo, los rodamientos y el husillo de bolas del equipo. Además, unos parámetros de holgura (backlash) inadecuados del sistema CNC contribuyen a marcas de herramienta pronunciadas, especialmente al mecanizar esquinas redondeadas.

Solución: estos problemas se derivan de factores relacionados con el equipo y pueden abordarse mediante un mantenimiento y una sustitución específicos.

Conclusión

Lograr una superficie ideal en el mecanizado CNC de metales exige enfoques útiles. Existen diferentes métodos para evitar las marcas y líneas de herramienta que implican una combinación de mantenimiento del equipo, mejoras de los amarres, ajustes del proceso y refinamientos de la programación. Al comprender y corregir estos factores, los fabricantes pueden garantizar que los componentes de precisión no solo cumplan los criterios dimensionales, sino que también presenten las cualidades estéticas deseadas.