Consideraciones y prácticas para el uso de sujeciones por vacío en el mecanizado CNC

En el mecanizado CNC, los dispositivos de sujeción de piezas son importantes para garantizar la estabilidad del proceso. Existen varios métodos para fijar una pieza, como la sujeción mecánica, la presión, el apoyo, la sujeción magnética y la aspiración por vacío. Este artículo se centra en la aplicación de la «sujeción por vacío» en el mecanizado. Cuando se aplica correctamente, este método puede convertirse en una solución de sujeción de piezas muy eficaz.

¿Cómo funcionan las sujeciones por vacío?

Las sujeciones por vacío fijan las piezas creando un sellado hermético entre la pieza y la superficie de sujeción. El proceso funciona de la siguiente manera: se coloca una tira de sellado alrededor de los bordes de la pieza. Dentro de esta zona de sellado, la sujeción tiene poros o ranuras conectados a una bomba de vacío. Cuando se extrae el aire, se crea un vacío (presión negativa) que mantiene la pieza firmemente en su lugar.

Consideraciones clave para el uso de sujeciones por vacío

El uso de sujeciones por vacío en el mecanizado CNC requiere prestar atención a ciertos factores clave para garantizar la eficacia y evitar fugas de aire.

Material de la pieza

La sujeción por vacío es especialmente adecuada para metales blandos y plásticos. Estos materiales se deforman ligeramente durante la aspiración, lo que les ayuda a formar un sellado más ajustado con la sujeción. Sin embargo, para materiales más duros con superficies irregulares, la aspiración puede no ser lo suficientemente fuerte como para corregir la superficie de contacto debido a la mala conformidad entre la pieza y las sujeciones, lo que podría provocar fugas de aire y una sujeción inadecuada.

Estructura de la pieza

En cuanto a las distintas estructuras, la sujeción por vacío es más eficaz con piezas finas y planas. Las piezas finas pueden adaptarse más fácilmente a la superficie de la sujeción por vacío, mejorando la planitud general durante la aspiración. Además, la mayor superficie de las piezas en forma de placa aumenta el área de contacto con el vacío, potenciando la fuerza de aspiración.

Diferentes tipos de sujeciones por vacío en el mecanizado

Existen varios tipos de sujeciones por vacío, cada uno adecuado a diferentes necesidades de mecanizado y estructuras de pieza.

Figura 1: Sujeción por vacío multicavidad

1. Un molde con sujeciones por vacío multicavidad (Fig. 1)

La figura 1 muestra una sujeción por vacío diseñada con múltiples cavidades, ideal para fijar piezas con interiores premecanizados. La sujeción tiene secciones de vacío independientes en cada cavidad que pueden sostener varios componentes a la vez. Para ciclos de mecanizado cortos, este diseño permite el apilamiento, reduciendo la operación manual y mejorando la eficiencia del mecanizado.

Figura 2: Sujeción por vacío seccionada izquierda-derecha

2. Sujeción por vacío seccionada izquierda-derecha (Fig. 2)

La sujeción de la figura 2 tiene dos zonas de aspiración, ideales para piezas de chapa. La sección izquierda es adecuada para la primera ruta de mecanizado, proporcionando una fuerte aspiración para soportar el desbaste o el corte pesado. La sección derecha se utiliza para el acabado de la cara inversa.

En este tipo de sujeción por vacío, la pieza también se aspira en su conjunto antes de separarla del material de la placa. Durante este proceso, la fuerza de aspiración también es relativamente fuerte. Una vez mecanizadas las características principales, la pieza contenida en la placa puede cortarse por completo, obteniendo los productos terminados.

Figura 3: Sujeción por vacío estándar

3. Sujeciones por vacío universales estándar (Figs. 3)

Las figuras 3 y 4 muestran una sujeción por vacío universal estándar, adecuada para piezas de prototipo o de lotes pequeños. Es muy versátil y no requiere un diseño personalizado. Aunque proporciona una fuerte aspiración, puede no ofrecer la misma precisión en el posicionamiento repetido o el paralelismo que las sujeciones por vacío personalizadas. Por lo tanto, la elección de la sujeción debe depender de las necesidades específicas de mecanizado.

Caso práctico de sujeciones por vacío en uso

Figura 4: Mecanizado de piezas de teflón con sujeción por vacío

La figura 4 muestra una pieza de plástico de teflón con dimensiones de 26,85×9,82×3 mm. La pieza es pequeña y presenta bordes chaflanados y dos orificios pasantes. Por ello, los métodos de sujeción tradicionales resultan ineficaces durante el mecanizado. Sin embargo, mediante el uso de una sujeción por vacío, varias piezas se dispusieron en una sola lámina fina. No solo evita la deformación, sino que también permite una calidad estable, alta eficiencia y facilidad de operación.

Conclusión

Las sujeciones por vacío utilizan presión negativa para sostener las piezas, ofreciendo comodidad, menor operación humana y mayor productividad. Al diseñar una sujeción por vacío, deben considerarse cuidadosamente factores como el tamaño de la superficie de contacto, la fuerza de aspiración y la integridad del sellado para evitar fugas de aire durante el mecanizado.

Como cualquier otro método de sujeción de piezas, la aspiración por vacío tiene sus limitaciones. Comprender las distintas técnicas de sujeción y los principios de mecanizado es clave para desarrollar la estrategia de sujeción óptima para cualquier producto.