Na fabricación contemporánea, a capacidade dun torno CNC para traballar con diversos materiais demostra sen dúbida o seu valor. Sexa que traballe con pezas automotrices, motores de enerxía nova ou compoñentes complexos en distintas industrias, comprender os materiais que un torno CNC pode procesar axudará no planeamento da produción e a evitar erros costosos. A variedade de materiais coa que se pode traballar é máis ampla do que moita xente pensa, abarcando desde metais comúns e aliaxes especiais ata materiais non metálicos. Para entender mellor os tipos de materiais axeitados para tornos CNC, examinemos algúns dos materiais máis comúns e como traballar con eles para obter resultados óptimos.
A maioría das máquinas de torno CNC son metáis debido á súa resistencia e versatilidade. Os metais máis comúns para procesar son o acero, o aluminio e o cobre, e cada un é adecuado para traballos específicos grazas ás características únicas de cada un.
O acero é coñecido pola súa durabilidade. Entre os diferentes tipos de acero, como o acero ao carbono e o acero aliado, o acero ao carbono é o máis utilizado. É resistente e barato, o que o fai ideal para compoñentes normais como engrenaxes, eixes e incluso tambores de freo de vehículos comerciais. As máquinas de torno CNC traballan de forma excelente co acero ao carbono, conseguindo espazos baleiros nas formas a realizar que están moi próximos á tolerancia de 0,01 mm. Outras formas de acero aliado, que conteñen elementos como cromo ou níquel, son máis resistentes. Destínanse a compoñentes como sistemas hidráulicos que están sometidos a presións e desgaste extremos. As máquinas de torno CNC non cortan o acero aliado aleatoriamente; elixen o tipo de corte axeitado para cada tipo de acero para garantir que non se deteriore.
As máquinas torno CNC funcionan moi ben tamén con aluminio, especialmente para aplicacións no sector da enerxía nova. As propiedades lixeiras do aluminio faino perfecto para carcacas de motores e outros compoñentes de vehículos de enerxía nova. É esencial para a eficiencia enerxética, xa que axuda a aumentar o alcance dos vehículos. O aluminio tamén tende a ser máis blando ca a maioría das aleacións non ferrosas, o que permite velocidades de fuso máis altas e, polo tanto, tempos de ciclo máis curtos. Por exemplo, a máquina torno CNC utilizada para fabricar carcacas de motores de aluminio pode formar a envoltura exterior e taladrar os orificios requiridos ao mesmo tempo, eliminando a necesidade de operacións secundarias. É por isto que os fabricantes manteñen máquinas torno CNC para compoñentes de aluminio.
Igual que no mecanizado CNC, as máquinas de torno CNC funcionan ben con cobre e aleacións de cobre (bronce e latón). Isto é especialmente útil para conectores eléctricos e térmicos, e intercambiadores de calor feitos de cobre. As pezas decorativas e certos tipos de válvulas poden facerse de latón, que é unha aleación de cobre e cinc. O seu bo acabado superficial é un extra adicional. O feito de que estes compoñentes sexan maleables é outra vantaxe, xa que poden soportar o proceso de corte sen rachar. Ademais, a precisión da máquina de torno CNC é moi importante, pois os compoñentes de cobre deben ter tolerancias estreitas con outras pezas dentro do sistema eléctrico.
Ademais de centrarse nos metais, as máquinas de torno CNC poden procesar varios materiais non metálicos. Isto é valioso para industrias que se centran en compoñentes non metálicos que son máis lixeiros e máis resistentes á corrosión. Os principais materiais non metálicos son plásticos, madeira e grafito.
Entre moitos materiais non metálicos útiles, os plásticos están amplamente empregados porque son lixeiros, baratos e están dispoñibles en varios tipos. Algunhos dos plásticos que se poden procesar con máquinas de torno CNC son o ABS, o PP e o nilón. O ABS emprégase para compoñentes como engrenaxes de plástico e carcacas de dispositivos pequenos debido á súa resistencia e durabilidade. O PP utilízase para tubos e contedores flexibles e resistentes aos produtos químicos. As máquinas de torno CNC requiren ser máis coidadosas coa velocidade ao traballar con plásticos. Isto débese a que o calor xerado por un corte rápido pode derretir ou deformar o plástico. Con todo, con axustes axeitados, as máquinas de torno CNC poden crear pezas de plástico precisas e lisas que cumpran as especificacións de deseño desexadas. Como exemplo, as máquinas de torno CNC empréganse na fabricación de accesorios de plástico para equipos de enerxía nova para garantir un sellado hermético.
Pode pensar que a madeira sería un material estraño para un torno de torneado CNC, pero é ideal para facer pezas personalizadas ou ornamentais. O carballo e o arceiro son algúns dos mellores tipos de madeira dura porque son estables e lisos. Os tornos CNC poden producir pezas de madeira como mangos personalizados de ferramentas, barandás ou incluso pernas de mesa de madeira. Os tornos CNC son moi precisos, polo que todas as pezas son uniformes, o que é fundamental para a produción en masa. En vez de torneado manual, un torno CNC pode producir pezas de madeira idénticas máis rápido porque non se cansa.
O grafito manexase ben nas máquinas de torno CNC, especialmente na industria fotovoltaica (enerxía solar). O grafito de grao fotovoltaico úsase para fabricar tubos guía, cuxas paredes interiores deben ser lisas para controlar o fusión do silicio e manter o campo térmico. Estes tubos teñen entre 300 e 500 mm de diámetro e entre 400 e 600 mm de lonxitude—dimensións que as máquinas de torno CNC poden manexar con facilidade. Están deseñadas para facer cortes lentos e constantes para evitar que o fráxil grafito se rompa, obtendo así un tubo coa lixeireza exacta requirida para os equipos solares. Por iso, a maioría dos fabricantes do sector fotovoltaico usan máquinas de torno CNC para compoñentes de grafito.
Para a fabricación de alta gama e aeroespacial, onde o estándar do sector aínda se considera convencional, os materiais requiridos son máis especializados. Isto débese a que estas industrias necesitan empregar materiais de grao que poidan soportar condicións comprometidas. Aínda que se require unha configuración máis coidadosa, para estes materiais extremadamente duros, as fresadoras CNC avanzadas son máis que capaces.
As ligazóns de titánio son moi resistentes, lixeiras e resistentes á corrosión. Isto é ideal para pezas aeroespaciais como ferraxes para aeronaves e compoñentes do motor. O único problema co titánio é que é moi duro e cortalo pode ser un reto. Para pezas aeroespaciais de titánio, os tornos CNC deben ter ferramentas de corte de carburo específicas e funcionar a velocidades máis baixas para que nin a ferramenta nin o titánio sobrecalenten. Incluso con eses axustes, o torno CNC pode fabricar pezas precisas que cumpran os requisitos rigurosos da industria aeroespacial. Un exemplo disto é a produción de parafusos de titánio para aeronaves. O torno CNC acadá unha tolerancia de 0,005 mm, necesaria para os parafusos.
Ademais dos mencionados, as máquinas torno CNC tamén se utilizan para o procesamento personalizado de aleacións de alta temperatura, como Inconel, Hastelloy ou outras aleacións especiais que posúen excelentes propiedades de resistencia a altas temperaturas por encima de 1000°C. Estas aleacións utilízanse na fabricación de compoñentes para motores de reacción ou centrais eléctricas. A principal dificultade no procesamento destas aleacións reside no feito de que son moi duras, xeran calor excesiva durante o corte e desgastan rapidamente as ferramentas de corte. A máquina torno CNC está equipada con intercambiadores de calor e utiliza ferramentas de materiais ultra duros, como o nitruro de boro cúbico (CBN). Algúns operadores de máquinas torno CNC ofrecen sistemas personalizados de máquinas torno CNC para mecanizar estas aleacións. Esta enxeñaría personalizada diríxese a todos os compoñentes dos sistemas para permitir un mecanizado suave das aleacións. Este tipo de enxeñaría personalizada permite aos fabricantes Magnesium as aleacións de alta temperatura sen comprometer a calidade do mecanizado.
Comprender os materiais que se poden procesar nunha máquina de torno CNC é xa media batalla. Tamén necesitas axustar os parámetros correctos e obter as ferramentas de corte axeitadas para o material seleccionado. Algúns pasos prácticos poden dar como resultado os resultados desexados.
A ferramenta de corte escollida debe coincidir co material que se está cortando. Para ferramentas de corte de carburo (que son resistentes e adecuadas para cortar a maioría dos metais, incluíndo o acero e o aluminio, e outras ligazóns), funcionan eficazmente con metais. Para cortar non metais (que inclúen plástico e madeira), utiliza ferramentas de corte de aceiro de alta velocidade (HSS), que son máis afiadas e menos propensas a danar o material que se está cortando. Para ligazóns duras (que inclúen o titanio), elixe ferramentas de CBN ou recubertas de diamante, que poden cortar e son resistentes á abrasión. Elixir a ferramenta incorrecta danará a peza e destruirá lentamente a máquina de torno CNC.
Por último, as configuracións de velocidade e avance do CNC tamén deben estar axustadas para o material que se está cortando. A velocidade de avance do torno CNC refírese á velocidade e forza que a ferramenta aplica ao material durante o corte, e a velocidade refírese tamén á taxa á que xira o material. Velocidades de corte máis baixas só funcionan en metais máis brandos como o aluminio, onde velocidades máis altas son máis eficientes (acabado suave) e produtivas (corte máis rápido), mentres que velocidades máis altas funcionan en metais máis duros como o titanio. Para traballos con aluminio, a velocidade do torno CNC é de 2000 RPM e para traballos con titanio, é de 500 RPM.
O seguinte paso é preparar os materiais antes do seu uso. Para metais como o acero e o cobre, isto inclúe limpar suxeira, ferruxo e outras impurezas. As impurezas poden danar as ferramentas das máquinas de torno CNC e provocar irregularidades no corte. Para non metais como o grafito, a máquina funciona mellor cando o material xa está dimensionado. Isto minimiza o tempo de corte e aumenta a eficiencia. Pode ser necesario un tratamento térmico para certos materiais, como o acero aliado, para facilitar o corte. Estes pasos axudan a garantir que o torno CNC funcione de maneira eficiente e produza compoñentes de calidade.
EN
