El mecanitzat CNC, també conegut com a mecanitzat per control numèric computacional, destaca com un dels processos més importants en el món manufacturari actual, ja que ofereix resultats molt precisos juntament amb producció automatitzada. Bàsicament, aquestes màquines funcionen a partir de programes escrits en codis especials que els indiquen exactament què han de fer, fent possible crear peces complexes una vegada i una altra amb una qualitat consistent. Existeixen diferents tipus d'equipaments CNC arreu dels tallers, incloent-hi elements com fresadores, torns i routers, tots dissenyats per a treballs específics. Les fresadores solen encarregar-se de formes i contorns complicats, mentre que els torns destaquen en el treball amb objectes rodons, ja que giren el material contra les eines de tall. Darrere de totes aquestes màquines hi ha una cosa anomenada codi G, que actua com a instruccions que indiquen a cada part on s'ha de moure. Tot i que no tothom necessita convertir-se en un expert en programació, comprendre els conceptes bàsics del codi G ajuda els operadors a obtenir millors resultats de les seves configuracions CNC en entorns reals de taller.
A les fàbriques de mecanitzat CNC arreu del món, la velocitat de tall destaca com una d'aquelles variables clau que marquen la diferència tant en la durada de l'eina com en la qualitat del producte final. Bàsicament, determina amb quina rapidesa l'aresta de tall es desplaça sobre el material amb què estem treballant. Ara bé, diferents metalls necessiten tractaments diferents pel que fa a la configuració de la velocitat si volem que les eines duri més i es mantingui la integritat del material. Prenent l'alumini i el titani com a exemple, l'alumini generalment pot suportar talls molt més ràpids sense problemes, mentre que el titani requereix velocitats més lentes per evitar danys. Trobar l'equilibri adequat és també molt important per a l'acabat superficial: prou ràpid per fer la feina, però no tant que comprometi la seva suavitat. La majoria de mecanitzadors experimentats saben que augmentar la velocitat pot incrementar la productivitat, tot i que també saben que això implica invertir en sistemes de refrigeració més eficients per gestionar la calor extra generada durant l'operació, una cosa que la majoria d'instal·lacions de fabricació modernes han assolit després d'anys d'assaig i error.
La velocitat d'avanç mesura bàsicament quina distància recorre una eina de tall durant una rotació completa de la peça, i aconseguir aquest valor correctament marca la diferència entre aconseguir bons resultats i perdre temps a l’ taller. Quan parlem de velocitats d'avanç, el que realment importa és la càrrega per dent (chip load), que fa referència al gruix que adquereixen aquelles llimadures metàl·liques quan l'eina talla el material. Això afecta directament la durada de les eines abans que calgui substituir-les i si les peces resultants tindran les dimensions correctes. Si es modifica lleugerament la velocitat d'avanç, de sobte aquestes llimadures poden esdevenir massa grans o massa petites, cosa que desgasta les eines més ràpidament i deixa superfícies amb un acabat més rugós del desitjat. Trobar el punt òptim de velocitat d'avanç tampoc és només una tasca matemàtica. Requereix comprendre les propietats del material, la geometria de l'eina i, de vegades, aprendre dels errors comesos després de diversos intents fallits.
Determina la velocitat de l'eix de la màquina.
Especifica el diàmetre de l'eina i l'espessor de xip desitjat.
Utilitza aquestes variables per calcular la taxa d'alimentació utilitzant fórmules o programari estàndard de la indústria.
Considerant aquests elements, els fabricants poden assegurar tallats precisos i una vida útil de l'eina més llarga.
Les fresadores i els torns CNC bàsicament fan coses diferents perquè treballen de maneres completament diferents. Les fresadores tallen material des de tot tipus d'angles utilitzant moviment en múltiples eixos, fet que les fa excel·lents per fabricar peces complicades amb molts detalls. Els torns segueixen una aproximació diferent fent girar la peça sobre la qual es treballa mentre mantenen l'eina de tall estacionària, ideal per fabricar peces que necessiten simetria al voltant d'un punt central. La majoria dels tallers triaran la fresadora quan necessitin aquelles formes 3D complexes, mentre que els torns són l'opció adequada per peces com els arbres de motor o altres components rodons. Analitzant l'actualitat del sector, ara mateix hi ha hagut una clara tendència cap a les fresadores CNC recentment, especialment en aplicacions on les toleràncies extremadament ajustades són importants. Els informes del mercat prediuen que aquesta tendència continuarà creixent aproximadament un 7 percent anual fins al 2029, ja que els fabricants busquen formes millors per produir peces complexes de manera eficient.
El tall metall presenta problemes diferents depenent de si es tracta acer o alúmini. L'acer és un material dur, molt agressiu per a les eines, per tant els operaris necessiten maquinària robusta i han de reduir força la velocitat si volen obtenir resultats acceptables sense desgastar massa aviat les seves eines. L'alúmini és una història completament diferent. Com que és molt més tou i tendeix a estirar-se en lloc de trencar-se, els tallers poden augmentar considerablement la velocitat. Però també hi ha un inconvenient: el material tendeix a enganxar-se a les eines de tall, fet que fa essencials els recobriments especials. Aconseguir bons resultats en el tall de qualsevol d'aquests metalls depèn fonamentalment d'equilibrar correctament la velocitat de la màquina i la pressió aplicada. Si es fa una ullada a l'actualitat del sector, es fa evident per què aquests materials són tan importants. Els fabricants aeroespacials prefereixen l'alúmini perquè cada gram compta a l'hora de construir avions, però els fabricants d'automòbils continuen confiant fortament en l'acer per a les estructures i components de la carrosseria on la resistència a les col·lisions és fonamental.
Conseguir la ferramenta de tall adequada per a treballs de torn i fresat CNC fa tota la diferència a l'hora d'acabar feines ràpidament mantenint una bona qualitat del acabat superficial. A l'hora d'escollir les ferramentes, el personal del taller ha de pensar en quin tipus de material està treballant i també en la capacitat real de la màquina CNC concreta. L'acer de gran velocitat talla força bé per a moltes feines, però les ferramentes de carburi solen durar més, especialment quan es treballa amb metalls més durs. També hi ha altres factors com la geometria de la ferramenta, que té molta importància. Algunes fàbriques fan servir amb fidelitat certs angles en les seves arestes de tall perquè tenen un gran impacte en la taxa d'eliminació de la viruta. I no cal oblidar-se tampoc dels recobriments. El recobriment de nitre de titani ajuda a reduir la fricció durant l'operació i la generació de calor, que desgasta més ràpidament les ferramentes. Segons persones que porten anys gestionant línies de producció, invertir temps des del principi en escollir les ferramentes adequades reporta grans beneficis més endavant. Millors ferramentes volen dir menys aturades per canviar les puntes durant la feina, les màquines es mantenen en millor estat general, i els clients reben peces que presenten millor aspecte directament després de la màquina, sense necessitat de cap acabat addicional.
La seguretat continua sent una preocupació important en treballar amb màquines CNC per a tasques de tall de metall. Les precaucions adequades poden reduir realment els riscos per als operadors en aquests entorns. És imprescindible la formació, així com portar l'equip correcte, com ara ulleres de seguretat i guants. Els operadors també han de saber on es troben els grans botons d'emergència vermells. Els informes del sector mostren constantment que les empreses amb regles estrictes de seguretat solen tenir menys accidents al taller. A més de protegir les persones, bones pràctiques de seguretat ajuden realment a mantenir la producció funcionant sense problemes, ja que els treballadors ferits representen pèrdua de temps i diners per a tothom implicat. Alguns fabricants afirmen estalviar milers d'euros anualment només per donar prioritat a la seguretat en comptes de considerar-la com una qüestió posterior.
Treballar amb geometries complexes sempre comporta els seus propis problemes, però la tecnologia d'usinatge actual ha fet que les coses siguin molt més manejables. Les màquines CNC multieix han esdevingut una revolució per crear aquelles peces intrincades que ara veiem arreu. Permeten als operadors tallar des de múltiples angles diferents, cosa que implica una major precisió global. Els fabricants aerospacials depenen fortament d'aquest equipament, ja que les seves components requereixen formes molt precises. El mateix passa amb els fabricants d'automòbils que busquen peces estructurals lleugeres però resistents. Les aplicacions pràctiques mostren com aquestes màquines poden reduir significativament els temps de producció assegurant alhora que els productes finals compleixin amb toleràncies molt ajustades. Què fa que siguin tan efectives? Doncs que poden treballar aquelles àrees de difícil accés sense preocupar-se pels problemes de flexió de l'eina que afecten els mètodes tradicionals. El sector del mecanitzat continua evolucionant gràcies a innovacions com aquesta, obrint la porta a peces que abans es consideraven impossibles de fabricar.
Les estratègies avançades de trajectòria d'eines, com la maquinari adaptativa, ofereixen beneficis significatius en la reducció del temps de cicle per a operacions CNC. Aquestes estratègies ajusten dinàmicament les trajectòries d'eines, permetent un tall més eficient i una precisió millorada. A més, hi ha diverses eines de programari disponibles per simular trajectòries d'eines per evitar col·lisions i optimitzar els processos de maquinari.
Reducir el desbordament és molt important en tallers de mecanitzat CNC, on l'estalvi econòmic va de la mà de la protecció del planeta. Aquests tallers estan trobant maneres de reutilitzar les restes metàl·liques en lloc de llençar-les, mentre que alguns han començat a utilitzar sistemes de refrigeració en circuit tancat que a la vegada aparen aigua i energia. Què fa que aquestes estratègies valguin l'esforç? Redueixen la quantitat de residus generats, és clar, però també redueixen les despeses mensuals a llarg termini. Per als fabricants d'avui en dia, apostar per la sostenibilitat ja no és només una bona estratègia de relacions públiques, sinó que s'està convertint en un requisit bàsic a mesura que les normatives ambientals es tornen més estrictes a tota la indústria. Les empreses que ignoren aquesta tendència corren el risc de quedar-se enrere respecte als competidors que ja han integrat la sostenibilitat en les seves operacions diàries.
Introduir la tecnologia IoT en la mecanització CNC millora realment l'eficiència d'aquestes operacions, ja que permet als fabricants supervisar en temps real el que està passant. Aquestes configuracions IoT pràcticament vigilen les màquines constantment, de manera que les fàbriques poden detectar problemes abans que esdevinguin greus. Aquest enfocament proactiu redueix les avaries inesperades i fa que les màquines funcionin durant més temps del normal. Per exemple, els sensors intel·ligents detecten vibracions estranyes que poden indicar que les peces comencen a desgastar-se, alertant els tècnics perquè puguin solucionar-ho abans que res es trenqui. Estem assistint a un canvi important en el sector manufacturant, ja que cada vegada més tallers adopten aquests sistemes connectats, fent que les seves línies de producció siguin no només més ràpides, sinó també més intel·ligents en com responen als reptes quotidians.
Aconseguir la combinació adequada entre velocitat de tall i durada de les eines és molt important en les operacions de tall de metall. Quan els tallers augmenten massa les velocitats, sens dubte incrementen els números de producció, però normalment acaben desgastant les eines més ràpidament del que s'esperava. Trobar aquest punt òptim requereix vigilar la velocitat a què les eines es desgasten i assegurar-se que es fan servir mètodes adequats de refrigeració durant l'operació. Actualment, molts fabricants recorren a recobriments especialitzats aplicats a les vores de tall, la qual cosa ajuda a reduir la fricció i a frenar el progrés del desgast. Aquestes eines recobertes solen mantenir millor la integritat de la vora al llarg del temps, fet que implica menys substitucions i menys temps d'inactivitat en general. Gestionar correctament tots aquests elements permet als equips de producció continuar treballant a velocitats acceptables, mantenint alhora una bona vida útil de l'equipament de tall costós.
EN
