En la fabricació contemporània, la capacitat d'un torno CNC per treballar amb una àmplia varietat de materials demostra clarament el seu valor. Ja sigui que treballeu amb peces automotrius, motors d'energia nova o components complexos en diversos sectors, comprendre els materials que pot processar un torno CNC ajudarà a planificar la producció i evitar errors costosos. La varietat de materials amb què es pot treballar és més àmplia del que la majoria de la gent pensa, i abasta des de metalls comuns i aliatges especials fins a materials no metàl·lics. Per entendre millor els tipus de materials adequats per a torns CNC, analitzarem alguns dels materials més habituals i com treballar-los per obtenir resultats òptims.
Els metalls són els materials més utilitzats en les màquines de torneig CNC per la seva resistència i versatilitat. Els metalls més comuns a processar són l'acer, l'alumini i el coure, i cadascun és adequat per a treballs específics a causa de les característiques úniques de cadascun.
L'acer és conegut per la seva durabilitat. Entre els diferents tipus d'acer, com ara l'acer al carboni i l'acer d'aliatge, l'acer al carboni és el més utilitzat. És resistent i econòmic, ideal per a components normals com engranatges, eixos i fins i tot els tambores de fre dels vehicles comercials. Les màquines de torneig CNC treballen excel·lentment amb l'acer al carboni, assolint buits en les formes que s'han de fer amb una precisió propera a la tolerància de 0,01 mm. Altres formes d'acer d'aliatge, que contenen elements com el crom o el níquel, són més resistents. Estan destinats a components com hidràulics que estan sotmesos a pressions extremes i desgast. Les màquines de torneig CNC no tallen l'acer d'aliatge de manera aleatòria; seleccionen el tipus de tall més adequat segons el tipus d'acer per garantir que no es deteriore.
Les màquines de torn CNC funcionen molt bé també amb aluminio, especialment per a aplicacions en el sector de les energies renovables. Les propietats lleugeres de l'alumini el fan perfecte per a carcasses de motors i altres components de vehicles d'energia nova. Com que és essencial per a l'eficiència energètica, ajuda a augmentar l'abast dels vehicles. L'alumini també sol ser més tou que la majoria d'aliatges no ferosos, cosa que permet velocitats de fus més elevades i, per tant, temps de cicle més curts. Per exemple, la màquina de torn CNC utilitzada per fabricar carcasses de motors d'alumini pot formar la coberta exterior i foradar els forats necessaris al mateix temps, eliminant la necessitat d'operacions secundàries. Per aquestes raons, els fabricants conserven màquines de torn CNC per a components d'alumini.
Tal com passa amb la mecanització CNC, els torns CNC funcionen bé amb el coure i les seves aliatges (com el llautó i el bronze). Això és especialment útil per a connectors elèctrics i tèrmics, així com intercanviadors de calor fets de coure. Les peces decoratives i certs tipus de vàlvules poden fabricar-se en llautó, que és una aliaje de coure i zinc. El seu bon acabat superficial és un avantatge afegit. El fet que aquests components siguin dúctils és un altre punt a favor, ja que poden suportar el procés de tall sense trencar-se. A més, la precisió del torn CNC és molt important, ja que els components de coure han d’encaixar amb toleràncies ajustades amb altres peces dins del sistema elèctric.
A més de centrar-se en metalls, els torns CNC poden processar diversos materials no metàl·lics. Això és valuós per a indústries que treballen amb components no metàl·lics més lleugers i més resistents a la corrosió. Els principals materials no metàl·lics són plàstics, fusta i grafit.
Entre molts materials no metàl·lics útils, els plàstics són àmpliament utilitzats perquè són lleugers, econòmics i disponibles en diversos tipus. Alguns dels plàstics que es poden processar amb torns CNC són l'ABS, el PP i el niló. L'ABS s'utilitza per a components com engranatges de plàstic i carcasses de dispositius petits gràcies a la seva resistència i tenacitat. El PP s'utilitza per a tubs i recipients flexibles i resistents als productes químics. Els torns CNC han de tenir més cura amb la velocitat quan treballen amb plàstics. Això és degut al fet que la calor generada per un tall ràpid pot fondre o deformar el plàstic. Tanmateix, amb la configuració adequada, els torns CNC poden crear peces de plàstic precises i llises que compleixin les especificacions de disseny desitjades. Per exemple, els torns CNC s'utilitzen en la fabricació de racors de plàstic per a equips d'energia nova per garantir un segellatge hermètic.
Pot pensar que la fusta seria un material estrany per a un torn de torneig CNC, però és ideal per fer peces personalitzades o ornamentals. El roure i l'acer éscombrellat són alguns dels millors tipus de fusta dura perquè són estables i llisos. Els torns CNC poden produir peces de fusta com mànecs d'eines personalitzats, baranes, o fins i tot potes de taula de fusta. Els torns CNC són molt precisos, de manera que totes les peces són uniformes, cosa crítica per a la producció en massa. En lloc de fer torneig manual, un torn CNC pot produir peces de fusta idèntiques més ràpidament perquè no es cansa.
El grafit es treballa bé en màquines de torneig CNC, especialment en la indústria fotovoltaica (energia solar). El grafit de qualitat fotovoltaica s'utilitza per fabricar tubs guia, els quals necessiten parets interiors llises per controlar la fusió del silici i mantenir el camp tèrmic. Aquests tubs tenen un diàmetre de 300-500 mm i una longitud de 400-600 mm, dimensions que les màquines de torneig CNC poden gestionar fàcilment. Estan dissenyades per fer tallaments lents i constants per evitar que el grafit fràgil es trenqui, resultant en un tub amb la llisositat exacta necessària per a l'equipament solar. Per tant, la majoria de fabricants del sector fotovoltaic utilitzen màquines de torneig CNC per a components de grafit.
Per a la fabricació d'alta gama i l'indústria aeroespacial, on l'estàndard industrial encara es considera convencional, els materials requerits són més especialitzats. Això és degut a que aquestes indústries necessiten utilitzar materials de qualitat que puguin suportar condicions extremes. Tot i que cal una configuració més cuidadosa, per a aquests materials extremadament resistents, les màquines de torneig CNC avançades són més que capaces.
Les aliatges de titani són extremadament resistents, lleugeres i resistent a la corrosió. Això és ideal per a peces aerospacials com fixadors d'avió i components del motor. L'únic problema amb el titani és que és molt dur i tallar-lo pot ser un repte. Per a peces aerospacials de titani, els torns CNC han de tenir eines de tall de metall dur específiques i funcionar a velocitats més lentes perquè ni l'eina ni el titani es sobrecalentin. Fins i tot amb aquests ajustos, el torn CNC pot fabricar peces precises segons els requisits rigurosos de l'indústria aerospacial. Un exemple d'això és la producció de cargols de titani per a aeronaus. El torn CNC aconsegueix una tolerància de 0,005 mm, necessària per als cargols.
A més dels esmentats, les màquines de torneig CNC també s'utilitzen per al processament personalitzat d'aliatges d'altes temperatures, com ara Inconel, Hastelloy o altres aliatges especials, que tenen excel·lents propietats de resistència a altes temperatures superiors a 1000°C. Aquests aliatges s'utilitzen en la fabricació de components per motors d'aviació o centrals elèctriques. La principal dificultat en el processament d'aquests aliatges rau en el fet que són molt durs, generen excesse de calor durant el tall i desgasten ràpidament les eines de tall. La màquina de torneig CNC està equipada amb intercanviadors de calor i utilitza eines de materials ultra durs, com el nitrur de bor cúbic (CBN). Alguns operadors de màquines de torneig CNC ofereixen sistemes de màquines de torneig CNC dissenyats a mida per mecanitzar aquests aliatges. Aquest tipus d'enginyeria personalitzada s'orienta a tots els components del sistema per garantir un mecanitzat suau dels aliatges. Aquest tipus d'enginyeria personalitzada permet als fabricants magnesiar els aliatges d'altes temperatures sense comprometre la qualitat del mecanitzat.
Comprendre els materials que es poden processar en una màquina tornejadora CNC és mig camí recorregut. També heu d'establir els paràmetres adequats i obtenir les eines de tall apropiades per al material seleccionat. Algunes accions concretes poden donar els resultats desitjats.
L'eina de tall triada ha de coincidir amb el material que es vol tallar. Per a eines de tall de carbure (que són resistents i adequades per tallar la majoria de metalls, com ara Acer i Alumini, i altres aliatges), funcionen eficaçment amb metalls. Per al tall de no metalls (com ara plàstic i fusta), utilitzeu eines de tall d'acer ràpid (HSS), que són més afilades i menys propenses a danyar el material que es talla. Per a aliatges resistents (com ara el titani), trieu eines de CBN o recobertes de diamant, que poden tallar i són resistents a l'abrasió. Triar una eina incorrecta danyarà la peça de treball i acabarà destruint lentament la màquina tornejadora CNC.
Finalment, també cal preparar la velocitat i els paràmetres d'alimentació del CNC segons el material que es tallarà. La velocitat d'alimentació en un torn CNC fa referència a la velocitat i la força amb què l'eina s'aplica al material durant el tall, i la velocitat també indica la rapidesa amb què gira el material. Velocitats de tall més baixes només funcionen amb metalls més tous com l'alumini, mentre que velocitats més elevades són més eficients (acabat suau) i productives (tall més ràpid), i s'utilitzen per metalls més durs com el titani. Per treballs amb alumini, la velocitat del torn CNC és de 2000 RPM i per treballs amb titani és de 500 RPM.
El següent pas és preparar els materials abans de l'ús. En metalls com l'acer i el coure, això inclou netejar la brutícia, la ferruga i altres impureses. Les impureses poden danyar les eines de les màquines de torn CNC i provocar irregularitats en el tall. En materials no metàl·lics com el grafit, la màquina funciona millor quan el material ja està dimensionat. Això minimitza el temps de tall i augmenta l'eficiència. Pot ser necessari un tractament tèrmic per a certs materials, com l'acer aliati, per facilitar el tall. Aquests passos ajuden a garantir que el torn CNC funcioni eficientment i produeixi components de qualitat.
EN
