¿Qué es el enrutamiento CNC?
Mecanizado CNC Tiene varios tipos de procesos, incluyendo enrutamiento, fresado y torneado. El enrutamiento CNC es un tipo de proceso de mecanizado utilizado para cortar, grabar, taladrar y dar forma a materiales blandos.
Una fresadora CNC talla y da forma a materiales como madera, plástico, espuma, aluminio, latón y algunos otros metales blandos. Sin embargo, sus ejes de movimiento y alcance de herramienta son limitados en comparación con las fresadoras CNC.
Analicemos el proceso de enrutamiento CNC, sus ventajas y aplicaciones, herramientas, tipos de enrutadores y cómo el enrutamiento se diferencia del fresado.
¿Qué es el enrutamiento CNC?
Proceso de enrutamiento CNC
Es un proceso de mecanizado guiado por instrucciones CNC que corta, da forma y talla los intrincados diseños en el material. Como en todos los demás procesos CNC, se utiliza un diseño CAD 2D o 3D como plano del proceso.
La fabricación de fresado se realiza en una fresadora CNC, que incluye una amplia mesa de trabajo y fresas giratorias para dar forma al material. Esto permite procesar láminas delgadas y de gran tamaño.
A diferencia de los ejes superiores fresado CNCEl fresado CNC suele implicar movimientos de 3 o 5 ejes. Por lo tanto, tiene una capacidad limitada para crear formas complejas. Sin embargo, supera al fresado y al torneado al grabar patrones complejos y grandes.
Etapas/Pasos del proceso de enrutamiento CNC
Para entender cómo funciona una fresadora CNC, Veamos los pasos del enrutamiento como la creación del diseño, la programación CNC, la configuración y el posicionamiento del enrutador, el proceso de mecanizado y Postprocesamiento.
Creación de diseño
Primero, se realiza un diseño detallado en 2D y 3D del componente deseado, detallando dimensiones, características y demás. Durante el diseño, es fundamental considerar la complejidad y la viabilidad de fabricación.
Puede utilizar AutoCAD, Solidworks, CATIA u otro software de diseño asistido por computadora relevante para preparar el modelo 3D.
Programación CNC
Código G CNC
Un archivo con instrucciones digitales se llama programación CNC, que implica Código G CNC y líneas de código M. El programa normalmente se genera en software CAM.
Selección de Materiales
La elección del material requiere varias consideraciones. En primer lugar, las propiedades mecánicas y físicas del material deben justificar los requisitos de la aplicación. A continuación, se deben considerar también la maquinabilidad, los requisitos operativos y el costo.
Configuración y posicionamiento del enrutador
Las herramientas y la pieza se sujetan al husillo/fresadora y a la bancada de la máquina. A continuación, la broca se posiciona en (0,0,0) con respecto a la pieza. Asimismo, es fundamental elegir el tipo y el material adecuados para la herramienta de fresado. Si la barra de trabajo es de un material resistente, considere herramientas con un revestimiento duro.
Proceso de enrutamiento CNC
El proceso de fresado CNC comienza siguiendo estrictamente los parámetros preestablecidos y la trayectoria de la herramienta. La broca giratoria introduce la pieza y retira el material con precisión.
Aunque el proceso de mecanizado está automatizado, es necesario garantizar un seguimiento estrecho del proceso, como la formación de viruta y el desgaste de la herramienta.
Postprocesamiento
Una vez obtenida la forma deseada, se utilizan operaciones de posprocesamiento para mejorar el acabado y la precisión dimensional, como el arenado y el pulido. Además, algunas piezas pueden requerir tratamiento térmico, pintura adhesiva u otros procesos.
Control de calidad
Una vez finalizadas las operaciones de acabado y postratamiento, las piezas fresadas por CNC se someten a procedimientos de control de calidad. Esto implica probar diferentes propiedades y verificar la precisión dimensional. En estas etapas se utilizan equipos como máquinas CMM, micrómetros y calibradores.
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Máquina fresadora CNC y sus componentes
Enrutador CNC
Una fresadora CNC es un equipo controlado por computadora que se utiliza en la fabricación sustractiva. Utiliza diferentes tipos de herramientas de corte para dar forma, tallar, taladrar o grabar materiales blandos. Las herramientas están acopladas al husillo giratorio, que se mueve a lo largo de la pieza estacionaria para retirar el material y obtener la forma deseada.
La construcción tipo Granty proporcionó rigidez a la máquina para un funcionamiento estable. Por lo tanto, existe un conjunto de herramientas de fresado que es necesario cambiar según las características del diseño. Una fresadora CNC avanzada podría incluir un mecanismo automático para el cambio de herramientas.
Veamos algunos componentes del enrutador CNC, incluido el marco estructural, la cama de mecanizado, el husillo, los motores más inclinados o servo, el controlador CNC y las herramientas de corte:
Componentes de la fresadora CNC
Marco estructural
La fresadora CNC cuenta con un bastidor estructural tipo pórtico. Las piezas del bastidor están fabricadas con acero de alta resistencia o aleaciones de aluminio. Su función principal es proporcionar soporte para otros componentes, como el husillo, y soportar las fuerzas de corte. Además, amortigua las vibraciones del mecanizado.
Cama de mecanizado
Este componente sujeta la pieza de trabajo y proporciona un área para el mecanizado. Por lo tanto, la bancada de mecanizado se refiere a una superficie plana con ranuras en T u otros mecanismos de sujeción. Además de una sujeción segura, también puede estar equipada con sensores electrónicos para facilitar el movimiento preciso de la trayectoria de la herramienta.
Huso
Husillo de enrutador
El husillo es el componente donde se fija la herramienta de corte a un mandril o pinza. Es robusto y rígido, y contiene ejes giratorios y rodamientos para la rotación de la herramienta, hasta 10 000 rpm o incluso más. En consecuencia, el sistema CNC guía los servomotores conectados para el movimiento del husillo a lo largo de los ejes X, Y y Z.
La diferencia entre un enrutador y un husillo es que un enrutador es un mecanizado menos rígido y de calidad para el consumidor, mientras que un huso Es un motor de grado industrial diseñado para una mayor precisión y durabilidad.
Motores de mayor inclinación o servomotores
Los motores se utilizan para facilitar el movimiento del husillo o pórtico según las instrucciones del CNC. El sistema CNC controla el posicionamiento y se ajusta según la retroalimentación. Los motores pueden ser paso a paso, servomotores o ambos. Los servomotores son más precisos y se encuentran en fresadoras industriales, mientras que los motores paso a paso se utilizan en fresadoras de aficionados y de escritorio.
controlador CNC
Es el cerebro de la fresadora CNC, que determina la trayectoria y el movimiento de la herramienta, la velocidad de corte, la profundidad y otras variables de mecanizado. Por consiguiente, coordina los servomotores para el movimiento de la herramienta.
Los controladores CNC involucran puertos para la entrada del programa CNC, el circuito de accionamiento y tienen la capacidad de interpretar y actuar sobre los códigos G y M generados en Software CAM.
Herramientas de corte
Brocas de enrutamiento CNC
Existen varios tipos de herramientas de corte utilizadas en el fresado CNC, cada una con la capacidad de realizar operaciones y características de mecanizado específicas. Las herramientas comunes para el fresado CNC son las brocas de punta y de boca, las brocas en V, las brocas de compresión, las fresas de ranura recta y las fresas de extremo.
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Tipos de enrutadores CNC
Tipos de fresadoras CNC
Existen diferentes tipos de fresadoras CNC disponibles en el mercado según sus capacidades y su propósito de fabricación específico. Incluyen fresadoras de escritorio, fresadoras industriales y fresadoras multieje.
Enrutador de escritorio
Las fresadoras de escritorio son máquinas pequeñas especializadas para componentes pequeños. Pueden instalarse en espacios reducidos o sobre una mesa. Por lo tanto, este tipo de fresadora es ideal para componentes pequeños, proyectos de bricolaje y aficionados.
Router CNC industrial
Este tipo de fresadora es potente y permite moldear o tallar componentes de gran tamaño. Se utiliza para producir piezas precisas y de calidad industrial para los sectores automotriz, de fabricación, aeroespacial y otros. Además, la fresadora CNC industrial también es más rápida y compatible con diversos proyectos de fresado.
Enrutador CNC multieje
Una fresadora CNC multieje se refiere a una máquina fresadora con capacidad de movimiento de 3, 4 o 5 ejes. El husillo puede moverse en múltiples ejes para formar formas geométricas complejas. Además, permite realizar fresado, corte, roscado, taladrado, grabado y otras operaciones en fresadoras multieje.
Enrutadores CNC para aficionados
Como su nombre indica, este tipo de fresadoras son utilizadas por aficionados y estudiantes para proyectos de bricolaje. Algunos pequeños talleres también pueden utilizarlas para pequeños trabajos de carpintería. Además, son rentables y tienen un diseño compacto. Si le interesa aprender los fundamentos del fresado, este tipo de fresadora es la mejor opción.
Enrutadores CNC ATC (cambiador automático de herramientas)
Este tipo de fresadoras están equipadas con mecanismos de intercambio automático de herramientas. Según los códigos CNC, pueden realizar taladrado, perfilado, roscado, tronzado y otras operaciones modificando simultáneamente las herramientas. Además, las fresadoras ATC reducen el tiempo de configuración y permiten fabricar piezas complejas con múltiples características.
Enrutadores CNC basados en anidamiento
Estas fresadoras disponen las piezas de forma compacta sobre la lámina para minimizar el desperdicio. Se complementan con mesas de vacío y trayectorias de herramientas optimizadas. Las fresadoras anidadas son populares en la producción de ebanistería, muebles y señalización.
¿Qué material se puede utilizar en el enrutamiento CNC?
Aunque las fresadoras CNC se utilizan más comúnmente en la carpintería, también pueden manejar una variedad de Materiales de mecanizado CNC, incluyendo plásticos, compuestos y algunos metales blandos. La principal desventaja de la compatibilidad de materiales es que no permite mecanizar materiales duros como el acero endurecido y las aleaciones de titanio.
Maderas (maderas blandas, maderas duras, madera contrachapada)
Las maderas son los materiales más populares en el fresado CNC, incluyendo madera blanda, dura y contrachapada. Las maderas duras requieren avances más lentos y fresas de carburo más afiladas, mientras que la madera contrachapada y la blanda se mecanizan con brocas de corte ascendente o de compresión.
Acrílico (PMMA)
Piezas de PMMA
El acrílico es un material brillante y similar al vidrio. Durante el fresado, se mecaniza con brocas de una sola flauta, de flauta O o de compresión para evitar la fusión y el reflujo. Posteriormente, las altas velocidades del husillo reducen el astillado y forman bordes lisos.
ABS
El ABS es un termoplástico duradero, ideal para prototipos funcionales y señalización. Normalmente, se utilizan fresas afiladas de dos filos para el fresado de ABS, ya que ofrecen una buena capacidad de arranque de viruta. Por otro lado, es importante garantizar una ventilación adecuada para la salida de humos.
Aleaciones de aluminio
Dado que las aleaciones de aluminio no presentan una dureza elevada, pueden fresarse con herramientas de carburo. Requieren una alta velocidad de husillo y avance para un fresado suave. Puede elegir calidades como 7075, 6061 y 2020, según las propiedades requeridas para su aplicación.
Latón
El latón se utiliza generalmente para piezas decorativas y de precisión. El fresado de latón utiliza herramientas afiladas de carburo o acero rápido (HSS), velocidades de husillo moderadas y ángulos de ataque positivos. Al ser el latón más pesado, requiere configuraciones rígidas para evitar vibraciones. Además, es imprescindible un mínimo de refrigerante o chorro de aire para evacuar las virutas.
Puede utilizar cualquiera de los siguientes materiales en el proceso de enrutamiento CNC:
- Madera dura
- Madera blanda
- Madera terciada (Plywood)
- MDF
- Acrílico
- Polycarbonate
- ABS
- Aleaciones de aluminio
- Latón
- Foam
- Caucho
Si está más interesado en los materiales CNC, lea sobre los diferentes Tipos de plástico para mecanizado CNC aquí.
¿Cuáles son las aplicaciones del enrutador CNC?
Piezas de enrutamiento CNC
Las fresadoras CNC se utilizan para dar forma, cortar, taladrar, tallar y grabar materiales en diversas industrias. Son esenciales en el fresado de madera, la señalización, los paneles publicitarios, la escultura, etc.
La siguiente tabla describe las aplicaciones del enrutador CNC con ejemplos:
| Sector | ¿Por qué utilizar un enrutador? | Ejemplos de aplicación |
| Tratamiento de la madera | Cortes de precisión, diseños complejos, reducción de residuos. | Armarios, muebles, molduras, letreros de madera, paneles tallados. |
| En Redes Sociales | Velocidad de producción, bajo costo, funciona en plásticos/acrílicos. | Logotipos acrílicos, expositores para puntos de venta, letras 3D, cajas de luz, placas promocionales |
| Señalizaciones y tableros | Bordes limpios y lotes consistentes | Señales direccionales e informativas, logotipos de escaparates, paneles dimensionales, letras de canal |
| Piezas de automoción | Prototipos, plantillas/accesorios, patrones personalizados y letras | Tableros, paneles de moldura, soportes, molduras de carrocería, cubiertas personalizadas |
| Fabricación de moldes | Moldes precisos, acabado suave. | Patrones en matrices y moldes, moldes de inyección y matrices de fundición en arena. |
| Industria marina | Paneles grandes, formas 3D repetibles, bajo costo | Paneles de cubierta, gabinetes y componentes interiores |
| Objetos decorativos | Tallas intrincadas, piezas personalizadas, lotes pequeños de bajo costo. | Arte de pared, biombos, relojes, pantallas de lámparas, marcos ornamentados, decoración del hogar |
Además de la producción industrial a gran escala, las fresadoras CNC también son indispensables para el prototipado estético y funcional. Son rápidas y rentables para el prototipado rápido de bienes de consumo, productos electrónicos, elementos arquitectónicos y productos decorativos.
Ventajas del enrutamiento CNC
El fresado CNC ofrece alta precisión, repetibilidad, una amplia bancada de mecanizado, tiempos de entrega rápidos y opciones de herramientas versátiles. Analicemos esto brevemente.
- Costo más bajo: El enrutamiento CNC es menos costoso que el fresado de materiales blandos debido a la velocidad de producción y el bajo costo de configuración.
- Formas 2.5 y 3D: Puede cortar láminas, grabar patrones y crear formas 3D utilizando diferentes tipos de herramientas de enrutamiento.
- Cama de mecanizado grande: El tamaño de la cama de mecanizado es mayor en comparación con las fresadoras CNC, lo que permite dar forma y tallar piezas de gran tamaño.
- Precisión y repetibilidad: Las fresadoras CNC pueden alcanzar tolerancias ajustadas de hasta ±0.0025 mm. Además, el control computacional del proceso produce piezas con consistencia dimensional.
- Producción más rápida: La automatización en la eliminación de material y el cambiador automático de herramientas avanzado reducen el tiempo de inactividad de la máquina, mejorando la velocidad y la eficiencia de la producción.
- Opciones de herramientas más amplias: Las fresadoras CNC tienen opciones de herramientas versátiles para cubrir una amplia gama de diseños complejos.
Más información:
¿Cuáles son las diferentes operaciones de enrutamiento CNC?
Existen varias operaciones de fresado CNC, cada una con un mecanismo de extracción de material distinto y la capacidad de crear una característica específica. Incluye
Veamos cuándo se utilizan:
| Operación | Mecanismo | Usos |
| Perfilado | La herramienta sigue el contorno de la pieza (desplazamiento interior/exterior) y crea un perfil en múltiples pasadas. | Cortar contornos de piezas, recortar bordes, espacios en blanco para letreros y paneles de gabinetes. |
| Embolsar | Una broca gira y perfora el material para crear un bolsillo. | Cavidades internas, huecos para hardware y reducción de peso. |
| Trío | Se utilizan brocas o fresas sumergibles para crear agujeros pasantes y ciegos. | Orificios para sujetadores, orificios para plantillas y características de ubicación. |
| Ranurado | Una trayectoria de herramienta de broca estrecha crea ranuras o surcos | Ranuras en T, canales de cableado, ajustes deslizantes. |
| Ranurado en V | La broca en V corta un ancho que varía con la profundidad (trayectoria de herramienta de tallado en V de 2.5D). | Rotulación de letreros, flautas decorativas y líneas de plegado en hojas. |
| Grabado | Las brocas de diámetro pequeño o en V realizan pasadas superficiales y de alta resolución para grabar la superficie. | Texto, logotipos, patrones con detalles finos. |
| Talla 3D | Se utiliza una serie de pasadas X/Y/Z con herramientas cónicas/de punta esférica para generar contornos 3D. | Esculturas, moldes, características superficiales complejas. |
| Frente a | Un cortador ancho o múltiples pasadas superpuestas eliminan capas delgadas a lo largo de la superficie del material. | Aplanar los tableros de protección, retirar los revestimientos y preparar la cara final. |
| Achaflanado | Trayectorias de herramientas en ángulo o pasadas de broca en V a través de los bordes para biselar | Cantos decorativos, preparación para montaje y uniones biseladas. |
¿Cuáles son las herramientas necesarias en el enrutamiento CNC?
El fresado CNC requiere tres tipos de herramientas para ejecutar las operaciones y producir piezas con las especificaciones deseadas: herramientas de corte, herramientas de sujeción y herramientas de control de calidad. Cada una de estas herramientas cumple una función específica en el proceso de mecanizado.
Profundicemos más en las herramientas de corte, sujeción y control de calidad.
Herramientas de corte
Hacen contacto directo con la pieza de trabajo para eliminar material y crear la forma diseñada. Los procesos de fresado utilizan herramientas de corte como fresas de extremo, brocas en V, brocas de corte recto, fresas de punta esférica, brocas de compresión y brocas espirales.
Herramientas de sujeción
Estas herramientas se utilizan para asegurar el lugar de trabajo en la bancada de mecanizado y la herramienta en el husillo. Además de garantizar la alineación y la estabilidad, su función también es crucial para la seguridad del operador. Algunas herramientas de sujeción destacadas son los accesorios de ranura en T, las abrazaderas mecánicas, los tornillos de banco, los sistemas de sujeción por vacío, las abrazaderas de palanca, las abrazaderas escalonadas, los tornillos y pernos, y las pistolas de clavos.
Herramientas de control de calidad
Sonda CMM
Las herramientas de control de calidad se pueden clasificar en dos tipos: las que se utilizan antes del mecanizado para calibrar la configuración y las que se utilizan para inspeccionar las piezas torneadas después del mecanizado. Su función es garantizar la precisión dimensional y la calidad general de las piezas fabricadas.
Los ejemplos de herramientas de control de calidad son los indicadores de cuadrante, los indicadores de prueba, los detectores de bordes, las sondas táctiles, los ajustadores de longitud de herramientas, los bloques de calibración y los sistemas de calibración láser.
Factores que influyen en el coste del enrutamiento CNC
El costo inicial de instalación del fresado CNC es relativamente bajo; una fresadora estándar cuesta alrededor de $200000. Sin embargo, el costo de producción por par, de fresado por hora o por proyecto depende de diferentes factores.
La siguiente lista describe los factores comunes que influyen en el costo del enrutamiento CNC:
- Cuanto mayor sea la capacidad del enrutador CNC que utilice, mayor será el costo de las máquinas de ejes.
- Las características complejas requieren estrategias de trayectorias de herramientas especializadas, lo que aumenta el costo.
- El tipo de material también influye en el coste. Por ejemplo, los materiales más duros requieren herramientas especializadas y requieren más tiempo que los materiales más blandos.
- Si sus piezas necesitan mayor precisión y un acabado superficial más fino, esto también puede aumentar el costo.
- El costo también varía según el país desde el que se externalice el servicio. Los fabricantes de Asia y Norteamérica suelen ser más rentables.
Errores a evitar en el enrutamiento CNC
Algunas pequeñas desviaciones o errores de proceso pueden resultar en piezas defectuosas y un fallo total. Por lo tanto, hay algunos errores que debe evitar en el fresado CNC, como la elección del avance y el tipo de herramienta adecuados, la sujeción floja y el mantenimiento regular.
- Alimentación y velocidad incorrectas: Tenga en cuenta las velocidades de alimentación y del husillo correctas en función del material de trabajo y la operación de torneado que esté realizando.
- Tipo de herramienta incorrecto: Debe elegir la herramienta adecuada; de lo contrario, se producirán imprecisiones y desgaste de la herramienta.
- Configuración y alineación: Asegure la pieza de trabajo con la fuerza de sujeción adecuada; una sujeción floja provoca deflexión y una sujeción apretada puede dañar la superficie del material de trabajo.
- Ignorando la calibración: Utilizar equipos y herramientas para calibrar la configuración y la calidad de las piezas torneadas CNC.
- Mantenimiento irregular: No descuide el mantenimiento periódico y preventivo de los tornos CNC.
Duración media del enrutamiento CNC
El lapso de tiempo de los rangos de enrutamiento CNC Desde unos minutos hasta 12 horasSi está creando un perfil 2D simple, podría tardar 10 minutos en una fresadora multieje, mientras que tallar un diseño grande y complejo podría llevar varias horas.
Los factores comunes que influyen en el lapso de tiempo del enrutamiento CNC son el tipo de material de trabajo, las características intrincadas del diseño, el tipo de enrutador CNC utilizado, el tiempo de inactividad de la máquina, la complejidad de la trayectoria de la herramienta y la profundidad de corte.
Enrutamiento CNC vs. fresado
Proceso de fresado CNC
El fresado y el enrutamiento CNC cumplen funciones superpuestas, pero distintas. Las fresadoras priorizan altas RPM del husillo, bancadas amplias y una rápida extracción de material para materiales más blandos. Por otro lado, el fresado proporciona alta rigidez y par, y permite un desplazamiento flexible del eje Z.
Veamos la tabla comparativa de las principales diferencias entre enrutamiento y fresado:
| Elemento | Router CNC | Molino CNC |
| Materiales | Materiales blandos: madera, plásticos, espuma, aluminio. | Materiales blandos y duros |
| Rigidez de la estructura | Pórtico más ligero, menos rígido | Bastidor pesado y rígido, altas fuerzas de corte. |
| Huso | Altas RPM, menor torque | RPM más bajas, par alto |
| Tolerancia | Tolerancias de nivel moderado | Alto, nivel micrométrico posible |
| Aplicaciones | Señalización, mobiliario, paneles, incrustaciones decorativas. | Moldes de precisión, piezas aeroespaciales y médicas, prototipos |
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Conclusión
El torneado CNC es un proceso de fabricación versátil que permite dar forma, cortar, tallar y grabar materiales blandos. Este proceso, controlado por computadora, ofrece una excelente precisión y consistencia. Sin embargo, optimizar... técnico dibujo & parámetros de mecanizado y la elección del tipo correcto de herramienta es esencial para aprovechar toda la capacidad de las fresadoras CNC.
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Preguntas Frecuentes
¿Cómo funciona el enrutamiento CNC?
El torneado CNC utiliza herramientas rotativas para eliminar material controlado por un programa CNC. El husillo se mueve a lo largo de los ejes X, Y y Z y sigue la trayectoria de la herramienta hasta obtener la pieza o el producto deseado.
¿Cuál es la diferencia entre fresado CNC y enrutamiento CNC?
La principal diferencia entre el fresado y el enrutamiento CNC reside en los materiales que pueden procesar. El fresado puede trabajar con materiales duros, mientras que el enrutamiento se utiliza para madera, plásticos y metales blandos.
¿Cuánto tiempo tarda el enrutamiento CNC?
El fresado CNC es un proceso de mecanizado rápido. Sin embargo, el tiempo exacto depende del tamaño, la complejidad del diseño, el tipo de material, la precisión deseada y la calidad del acabado.
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