En el día a día interactuamos directa o indirectamente con diferentes aparatos, dispositivos o máquinas que bien pueden contener diferentes piezas metálicas para su funcionamiento o durante su fabricación se requirieron de estas piezas para poder tener y utilizar dicho producto.
Tipos de maquinados
La forma más común de definir un maquinado es como un proceso de manufactura compuesto de una familia de operaciones de remoción de material, que tal como se indica, consiste en remover el exceso de material de una pieza inicial, no necesariamente metálica, para obtener una pieza nueva con características específicas definidas.
Sabiendo que hablar de maquinados industriales comprende toda una familia de operaciones de remoción de material, podemos clasificar a este proceso de manufactura en 3 categorías:
Maquinado convencional
Esta familia de procesos se diferencia por el uso de una herramienta de corte, donde incluye operaciones como torneado, taladrado, fresado, perfilado, cepillado, escariado y aserrado.
Procesos abrasivos
Son aquellos donde se remueve material mediante el uso de partículas abrasivas, que desgastan el material. Dentro de esta familia de procesos encontramos el molido, afilado, fundido y superacabado.
Maquinado no convencional
Define a los procesos que no usan herramientas de corte o partículas abrasivas, mas bien ocupan formas de energía:
Mecánica/ Elctromecánico
incluye maquinado ultrasónico, corte con chorro de agua, corte con chorro de agua abrasiva y corte con chorro arasivo.
Térmica
Se caracteriza por ocupar temperaturas muy altas para remover material mediante fusión o vaporización. Los procesos involucrados incluyen la electroerosión, maquinado por descarga eléctrica, maquinado con haz de electrones, maquinado con haz láser, maquinado con arco de plasma.
Química
Como el nombre lo indica, se utilizan sustancias de acción química para remover el exceso de material de una pieza, aunque pueden encontrarse procesos como fresado químico, perforado químico, grabado químico, maquinado fotoquímico, todos ocupan el mismo principio, el actuar de una sustancia para remover material no deseado.
Maquinados CNC
Las máquinas fresadoras y tornos son máquinas herramientas muy usadas actualmente, ya que permiten que un operador pueda realizar piezas de incluso alta complejidad en una sola máquina, sin embargo, los centros de maquinado CNC (Control Numérico Computarizado) son máquinas automatizadas que permiten realizar múltiples operaciones de maquinado a diferencia de una máquina convencional, con la adición de un control digital, logrando alcanzar una alta eficiencia, mejora de tiempos y aseguramiento de la calidad en comparación con una máquina convencional.
Se clasifican en horizontales, verticales o universales, esta clasificación depende como se comporte el husillo, dónde está ubicado, porque de ahí depende que piezas y la complejidad de ellas pueda llegar a trabajar.
Maquinados con chorro abrasivo
Este proceso no debe ser confundido con el corte con chorro de agua abrasivo, ya que el chorro abrasivo consiste en el uso del flujo de un gas a alta velocidad que contiene pequeñas partículas abrasivas y no de agua.
Las presiones necesarias para realizar este proceso oscilan entre los 0.2 y 1.4 Mega Pascales (aproximadamente entre 2 y 14 Bar, para dimensionar esta presión, usualmente en procesos de automatización industrial se ocupa aire comprimido limpio y seco, muy pocas veces se requiere un aire lubricado, pero las presiones usualmente oscilan entre los 4 y 8 Bar), donde se hace circular este gas por la boquilla de la herramienta con un diámetro entre 0.0075 y 1.0 mm, llegando a alcanzar velocidades en un rango de 2.5 a 50 m/s.
Usualmente, se utilizan gases como aire seco, nitrógeno, CO₂, y helio.
Maquinados en torno
El torno es una máquina herramienta donde utilizando un cortador remueve material de una pieza en rotación, donde dicha herramienta se hace avanzar linealmente hacia la pieza permitiendo remover el exceso de material.
Las posibles operaciones que se pueden hacer en el torno son:
- Careado (usado para crear una superficie plana).
- Torneado cónico (la herramienta se usa para crear una superficie cónica en la pieza).
- Torneado de contorno.
- Formado (la herramienta de corte tiene cierta forma que se hunde y marca la pieza con esa misma forma).
- Achaflanado (usualmente utilizado para realizar ángulos a las esquinas de las piezas).
- Tronzado (usado para llegar a partir la pieza).
- Roscado (se crean las cuerdas de una rosca en la pieza).
- Perforado (usado para crear perforaciones en la pieza).
- Taladrado.
- Moleteado (usado para rayar la pieza con un patrón determinado en la pieza de trabajo).
Ejemplos de maquinados
Como pudimos observar, no hay límite en el tipo de piezas que se pueden crear incluso con máquinas y operaciones sencillas, por tanto, las piezas que usualmente de forma industrial podemos encontrar que fueron obtenidas mediante procesos de maquinado, por mencionar solo algunas son:
- Engranes.
- Punzones.
- Bloques de sujeción.
- Guías lineales.
- Tornillos.
- Herramentales para robots.
- Herramentales para mesas de soldadura.
- Herramentales para mesas de ensamble.
- Rodillos.
- Vástagos.
- Pistones.
- Brazos de clamps.
- Guías para herramientas.
Aplicaciones de los maquinados en la industria
De acuerdo al tipo de industrial del que estemos hablando, las necesidades de maquinados son diferentes, ya que para industria electrónica, los componentes pueden ser pequeños y de alta precisión, en industria automotriz y aeroespacial los maquinados pueden ir desde componentes para troqueles como guías, punzones y nidos, pueden ser componentes para mesas de soldadura y ensamble con formas sencillas o muy complejas, con tolerancias muy restringidas, si hablamos de industria farmacéutica y alimenticia, los maquinados deben cumplir estándares sanitarios para no generar óxidos y contaminar el producto.
Conclusiones.
A lo largo de este tema, pudimos observar que hablar de maquinados puede llegar a ser un tema extenso debido a la gran cantidad de posibilidades que se tiene de obtener una pieza funcional gracias a la tecnología con la que contamos hoy día y que constantemente se encuentra en evolución, por lo que conocer los principios básicos es un excelente inicio para adentrarse en este basto mundo de procesos industriales, donde incluso con una máquina convencional se pueden obtener resultados increíbles, dando forma a piezas de diversos materiales metálicos o no metálicos para que puedan en un futuro formar parte de un proceso productivo que resulte en algún bien de consumo que impacte en la mejora de la calidad de vida de la sociedad.
Fuentes:
Groover, Mikell P., “Fundamentos de manufactura moderna”, 3ª. Edición, 2007, McGraw-Hill
Eraso Guerrero, Omar, “Procesos de manufactura en ingeniería industrial”, 2008, UNAD