L'ús del mecanitzat CNC ha revolucionat la manera en què els fabricants d'automòbils creen peces de motor amb toleràncies extremadament ajustades al nivell del micròmetre. Aquest tipus de precisió és el que permet obtenir una millor combustió del combustible i uns nivells més baixos de contaminació dels vehicles. Quan es consideren elements com els culasses i les vàlvules d'admissió, aquestes peces tenen tota mena de formes complexes al seu interior, incloent canals de refrigerant i obertures d'admissió d'aire. La fabricació moderna pot tallar aquestes característiques amb una precisió de només 0,025 mm, cosa que ajuda a mantenir bones juntes entre components i també permet un flux d'aire adequat a través del motor. Aquesta exactitud és molt important a l'hora de construir motors d'alt rendiment actuals.
Els motors d'alt rendiment funcionen en condicions extremes, amb temperatures superiors a 300°C i esforços cíclics intensos. Els components mecanitzats per CNC, com ara carcasses de turbocompressor i corones dels pistons, utilitzen cada vegada més superaleacions basades en níquel i compostos reforçats amb carboni. Aquests materials mantenen la integritat estructural a altes temperatures mentre redueixen el pes dels components entre un 15% i un 20% respecte al ferro fosa tradicional.
A mesura que els fabricants d'automòbils passen a plataformes de vehicles elèctrics (EV), el mecanitzat per CNC permet la producció de blocs de motor d'alumini un 40% més lleugers que els dissenys convencionals. Un projecte recent de desenvolupament d'un vehicle elèctric va assolir un increment del 12% en l'eficiència energètica mitjançant la integració de canals de refrigeració mecanitzats amb precisió i estructures de nervadures optimitzades en pes als dissenys del bloc d'alumini.
La indústria automobilística està passant als compostos d'alumini-magnesi i a les aliatges de titani per a components motors crítics, impulsada per les exigències d'eficiència energètica i resistència a la corrosió. Els informes del sector indiquen que més de dos terços dels nous dissenys de motors incorporen actualment aquestes aliatges avançades, reduint la massa del motor en un 22% de mitjana sense comprometre la durabilitat.
Pel que fa als components del sistema de transmissió, el mecanitzat CNC pot assolir toleràncies tan ajustades com ±0,005 mm. Aquest nivell de precisió assegura que les dents dels engranatges encaixin correctament i que la potència es transfereixi eficientment a tot el sistema. Les màquines CNC de múltiples eixos són especialment adequades per gestionar engranatges cònics helicoidals, mantenint les desviacions de l'angle del flanc per sota de 0,1 graus. Què significa això per als fabricants d'automòbils? Menys soroll procedent de les transmissions automàtiques modernes és només un dels beneficis. Analitzant els patrons de contacte entre engranatges, les peces produïdes amb CNC mostren uns alineaments aproximadament un 25% millors que els obtinguts amb tècniques tradicionals de fabricació. I tampoc hem d'oblidar la durabilitat: aquests components millorats poden durar aproximadament 40.000 hores operatives addicionals abans de necessitar substitució, només en els diferencials.
Les cel·les CNC automàtiques de 5 eixos produeixen aproximadament 3.800 eixos de transmissió cada setmana, amb una consistència dimensional gairebé perfecta del 99,97%. Els sistemes de mesura làser comproven cada cinquantè component que surt de la línia, cosa que ha reduït les tasques de rebuig a només un 0,8%. Això és molt millor que el que normalment es veu en operacions manuals, on el rebuig pot arribar al voltant del 3,2%. Aquests resultats tan consistents permeten als fabricants d'automòbils utilitzar peces estandarditzades en tota la seva gamma de 14 models de vehicles diferents. I encara així compleixen les estrictes normes ISO 1328 sobre qualitat dels engranatges. Té sentit, realment, si es té en compte quant diners s'estalvien només en costos de producció.
El procés de mecanització CNC crea braços de suspensió i pinces de fre fins a nivells de micres, el que fa que totes aquelles petites peces com joncs esfèrics, passadors lliscants i superfícies de frenada encaixin perfectament. Quan els components es fabriquen amb tanta precisió, suposa una diferència real en la manera en què els vehicles responen i s'agafen quan s'aplica el fre. Un estudi recent de 2024 sobre seguretat automobilística va descobrir també alguna cosa interessant respecte als discs de fre. La investigació va mostrar que quan aquests discs tenen una rugositat superficial inferior a Ra 0,8 micres, reduïeixen realment els problemes de vitrificació de les sabates en un 27% aproximadament comparat amb el que normalment veiem en discs colats estàndard. Aquest tipus d’avanç és important tant per al rendiment com per a la longevitat.
Els components que són crítics per a la seguretat, com els cossos de vàlvula del sistema ABS i els actuadors del fre de mà electrònic, necessiten un control dimensional molt precís durant la fabricació, normalment dins del marge de més o menys 0,01 mil·límetres. El procés de mecanització CNC és el que assegura que aquestes peces no presentin fugues de fluid hidràulic i que els sensors romanegin correctament calibrats per funcionar adequadament amb la tecnologia moderna d'ajuda al conductor. Algunes proves recents han descobert que quan els fusells de direcció d'aliatge d'alumini es fabriquen mitjançant màquines CNC, poden suportar més d'un milió i mig cicles de fatiga sota impactes simulats de forats a la carretera. Aquest nivell d'endurància diu molt sobre la seva fiabilitat al llarg del temps en condicions reals de conducció.
Els fabricants de cotxes estan recorrent cada cop més al mecanitzat CNC combinat amb materials d'avantguarda, com ara compostos ceràmics de carboni sinteritzats per als discs de fre i acer crom-molibdè per als components de suspensió. El que fa destacar aquests materials és la seva capacitat per suportar millor la calor que el ferro colat convencional, amb una millora aproximada entre el 40 i fins i tot el 60 per cent en l'estabilitat tèrmica, a més a més pesen significativament menys. Pel que fa al futur, estudis de mercat recents suggereixen que hi haurà un creixement massiu en la demanda d'aquestes solucions de frenada premium. Cap al voltant del 2033, es parla d'una xifra propera als 38 mil milions de dòlars, impulsada principalment per noves normatives de seguretat en el sector automobilístic i l'expansió ràpida de les línies de producció de vehicles elèctrics arreu del món.
A l'hora de parlar de rails d'injecció per a motors d'injecció directa, el mecanitzat CNC pot assolir toleràncies tan ajustades com 0,01 mm o millors, fet que vol dir que el combustible es distribueix de manera molt més uniforme pel motor. Alguns estudis publicats l'any passat han analitzat com actuen aquests rails d'injecció mecanitzats en comparació amb els de fosa, i el que han trobat ha estat força interessant: les variacions de pressió han disminuït aproximadament un 18%, resultant en una combustió global millor. Aconseguir que tots aquests components funcionin correctament conjuntament tampoc és una tasca fàcil. Els injecció de combustible i diversos sensors han d'encaixar exactament bé, una precisió aconseguida només amb la complexitat d'aquestes màquines CNC de múltiples eixos que avui dia es poden veure en les fàbriques modernes.
L'acer inoxidable (graus 304/316) i les aleacions basades en níquel, com l'Inconel 718, són estàndard per a col·lectors d'escapament i carcasses de turbocompressors degut a la seva capacitat per suportar temperatures superiors a 900°C. Els avenços en les eines CNC permeten ara mecanitzar eficientment aquests materials endurits, reduint el temps de producció en un 22% mentre es preserva la resistència a la fatiga en ambients amb alts cicles tèrmics.
Amb la mecanització CNC, els enginyers ja poden crear prototips funcionals que s'assemblen gairebé idènticament als productes finals que aniran a producció massiva. Prenguem com a exemple les carcasses de bateries de vehicles elèctrics. Les màquines CNC de 5 eixos utilitzades aquí assolen toleràncies molt ajustades d’aproximadament ±0,05 mm, cosa que és molt important per gestionar correctament la calor. Segons dades recents del sector del 2025, també s'ha produït un notable augment d'eficiència. Aquestes ràpides configuracions CNC redueixen aproximadament a la meitat el temps necessari per fabricar prototips en comparació amb tècniques més antigues. Què fa possible això? Velocitats dels eixos principals que superen àmpliament les 60.000 RPM combinades amb programari intel·ligent que optimitza automàticament els trajectes de tall mitjançant algorismes d'intel·ligència artificial. Coses força impressionants si ho penses.
Un important fabricant de peces automotrius va aconseguir reduir gairebé a la meitat el temps des del prototip fins a la producció quan va començar a combinar la impressió 3D amb els mètodes tradicionals de CNC. La clau va ser utilitzar la fabricació additiva per crear les parts interiors complexes, alhora que continuava comptant amb màquines CNC per a les superfícies exteriors que han de suportar esforços reals. Van assolir mesures gairebé perfectes amb una precisió del 98% en suports de motor d'alumini utilitzats en vehicles elèctrics (EV). I hi ha un altre avantatge: el rebuig de material es va reduir aproximadament un terç, cosa que els ajuda a complir els seus objectius ecològics sense haver de comprometre el rendiment real de les peces en condicions d'ús reals.
la impressió 3D té clarament els seus avantatges en termes de llibertat de disseny, però quan parlem de proves de rendiment reals, el mecanitzat CNC encara té l'avantatge. Agafeu per exemple els prototips de transmissió fets d'alumini 7075-T6: aquests poden suportar uns 290 MPa d'esforç abans de fallar, gairebé el doble del límit que aconsegueixen les versions impregnes 3D, amb 160 MPa. El que fa destacar encara més el mecanitzat CNC és el factor precisió. Les toleràncies també són molt més ajustades: uns ±0,005 mm comparats amb la franja força més ampla de 0,2 mm típica de la majoria de processos d'impressió. Això és molt important en peces com els carcassos de turbocompressor, on el segellat adequat és absolutament essencial. Les proves recents realitzades el 2025 han confirmat que aquesta diferència de rendiment entre els dos mètodes de fabricació continua sent significativa.
Quan l’escaneig 3D avançat es combina amb la mecanització CNC, esdevé possible recrear aquelles peces antigues difícils de trobar amb una precisió gairebé perfecta en l’actualitat. Parlem d’un ajust del 99,7%, cosa que és força impressionant. Prenem com a exemple un recent projecte de restauració d’un automòbil on van escanejar peces utilitzant tecnologia TC i després van mecanitzar estrangulars de fren noves de tota una nova aleació de níquel. Aquestes noves peces van arribar a durar més que les originals de ferro fos, mostrant aproximadament un 28% millor resistència al desgast al llarg del temps. Analitzant les tendències del sector, sembla que el mercat de serveis CNC d’aftermarket es dirigeix cap a un creixement estable. Els experts estimen un creixement anual d’aproximadament el 19% fins al 2030, ja que són més les persones que busquen modificacions personalitzades i millores de rendiment per als seus vehicles.
La mecanització CNC (Control Numèric Computacional) és un procés de fabricació on un programari preprogramat controla el moviment d’eines i maquinària d’una fàbrica. S’utilitza per produir peces complexes amb alta precisió.
La mecanització CNC proporciona una alta precisió i repetibilitat, fet que la fa ideal per a la fabricació de peces automotrius que requereixen ajustos tècnics i durabilitat.
Els materials lleugers milloren l'eficiència del combustible del vehicle, redueixen les emissions i augmenten el rendiment en permetre als fabricants optimitzar els dissenys sense comprometre la resistència.
Les peces mecanitzades amb CNC ofereixen un ajust i funcionament precisos, assegurant un flux d'aire i una distribució del combustible òptims dins del motor, resultant en una combustió més completa i eficient.
Materials com superaleacions de níquel, compostos d'alumini-magnesi i aleacions de titani s'utilitzen habitualment ara per millorar la resistència a la calor, reduir el pes i augmentar la resistència en les peces automotrius.
Tot i que la impressió 3D destaca en prototipatge ràpid i geometries complexes, el mecanitzat CNC és preferit per a peces que requereixen alta resistència, precisió i durabilitat.
EN
