¿Cuáles son los tipos de mecanizado más usados en la industria?

Los tipos de mecanizado más usados en la industria, son un conjunto de procesos industriales que se realizan en una pieza o producto eliminando el material sobrante. Este material se elimina, para que adquieran una forma deseada. En la actualidad existen varios tipos de mecanizado, a continuación vamos a ver cuales son.

Muchos definen el mecanizado como la eliminación de material no deseado en una pieza que se encuentra en un estado semielaborado. Tanto los materiales comerciales: perfiles calibrados de diferentes formas, como materiales no comerciales: oxicortes o fundiciones. Se encuentran en un estado semielaborado, lo que implica un proceso de conformado de estos materiales. De este proceso de conformado se encarga el mecanizado, a continuación vamos a ver que tipos de mecanizado tenemos en la industria.

Tipos de mecanizado según su operación

En la actualidad existen tres tipos de mecanizado, aunque en ocasiones según el tipo de pieza que estemos fabricando, puede llegar a ser un conjunto de los 3 tipos de mecanizado. Ya que un perfil calibrado comercial pasa por un proceso de mecanizado sin arranque de viruta, después pasamos por el mecanizado de arranque de viruta y por ultimo si el plano lo que requiere pasaremos al mecanizado por abrasión. Podemos decir que los tres tipos de mecanizado son un cadena de operaciones.

¿Qué es el mecanizado sin arranque de viruta?

El mecanizado sin arranque de viruta, consiste en una deformación plástica del componente. Estos procesos en ocasiones trabajan junto con el mecanizado por arranque de viruta. Es mediante estos procesos de fabricación que se logran obtener piezas con formas predeterminadas, pero también aquellas que requieren modificaciones en sus diámetros o áreas. Son procesos de conformado en los que el metal se encuentra en estado liquido o solido y se les da una forma, unas características deseadas o un perfil deseado. Un ejemplo son el moldeado ,la forja, la laminación, y el estirado entre otros.

¿Qué es el mecanizado por arranque de viruta?

El mecanizado por arranque de viruta, son procesos de mecanizado en los que el material es arrancado o cortado con una herramienta de corte generando un material desechado llamado viruta. El material desechado es gracias a la utilización de una herramienta de corte de varios filos o cuchillas perfectamente definidas.  En la actualidad hay una gran variedad de mecanizados con arranque de viruta, como el taladrado, el aserrado, el fresado o el roscado entre otros. Dependiendo del tipo de mecanizado por arranque de viruta, el desprendimiento de material o viruta será mayor o menor.

¿Qué es el mecanizado por abrasión?

Tipos de mecanizado según su proceso

Ya hemos definido los tipos de mecanizado más comunes ahora vamos a identificarlos según su proceso, cuales son los más destacados. Aunque haremos una entrada explicando más detalladamente cada proceso.

Mecanizado sin arranque de viruta

Forjado

Es un proceso de deformación plástica en el que el material es resultado de la aplicación de fuerzas de compresión localizadas, mediante golpes. Estos golpes se pueden realizar con martillos o con prensas, depende del tamaño del material. Este proceso se puede realizar tanto en frio como en caliente. Las piezas resultantes de este proceso se encuentran en un proceso de semi elaboración, será necesario realizar un mecanizado por arranque de viruta. Con este proceso conseguimos el material en bruto con unas características concretas.

Laminado

Es un proceso de deformación plástica que, como el forjado, puede ser en frío o en caliente, el material se va deformando utilizando unos rodillos para darle una forma concreta. Los metales que pasan por este proceso se usan para poder tener un perfil comercial con unas características concretas. Por ejemplo un acero F-1140 en un forma de un cuadrado de 40x40mm. Estos perfiles cumplen una normativa europea.

Con el laminado se pueden obtener tolerancias de 1 décima y menos incluso, con ello se obtiene buena rugosidad superficial y rectitud de formas. Además, el laminado en frio confiere dureza superficial al material. Los rodillos de laminación, tienen que soportar grandes esfuerzos sin deformaciones geométricas, tradicionalmente se han fabricado de fundición blanca y macizos, pero hoy en día en los trenes de laminación se emplean recubrimientos complejos para reducir el desgaste al mínimo y con ello prolongar la vida útil y aumentar la precisión de cotas de los productos elaborados. 

Video de un proceso de laminación en caliente

Estirado

El estirado es un proceso industrial que consiste en la deformación plástica de metales ,en la que se estira una barra o varilla de metal con el objetivo de reducir su sección. Esta reducción de sección se lleva a cabo con la utilización de una matriz de un material metálico de alta dureza insertado en un bloque de acero, la reducción de la sección ira en función del ángulo de abertura de la matriz. El objetivo del estirado es calibrar y endurecer con la deformación, siendo el adelgazamiento del material el procedimiento mas que el fin, que son los objetivos expuestos anteriormente. Es importante decir que en el estirado la operación se realiza en una pasada, y no en varias ya que si no si se adelgaza el material en varias pasadas es el proceso de trefilado.

Video explicativo de un proceso de estirado

Mecanizado por abrasión

Bruñido

El bruñido es un proceso de superacabado que se realiza en piezas cilíndricas y su mayor ámbito de uso es en piezas de motores. Este proceso principalmente se realiza en camisas de motores, bielas, bloques motor, bielas y turbo compresores entre otros. El acabado de un agujero bruñido permite tolerancias en diámetro del orden de 0.0025 mm y unas características geométricas de redondez y rectitud finales menores que 10 µm.

El proceso de bruñido es tan extendido en la fabricación de componentes mecánicos, porque gracias al pequeño estriado que realiza en la superficie de las piezas. Es capaz de lubricar en las diferentes carreras de los movimientos mecánicos de los motores.  Es un proceso laborioso ya que hay tener en cuenta varios factores como la temperatura, velocidad de avance de la pieza y el tiempo de exposición al abrasivo. Hablaremos más a fondo sobre este proceso en una próxima entrada, ya que he realizado este proceso de primera mano.

Rectificado

El rectificado es habitualmente un proceso de acabado de piezas, utilizándose en la etapa final de fabricación, tras el torneado o fresado, para mejorar la tolerancia dimensional y el acabado superficial del producto. El rectificado es una operación de mecanizado realizada en piezas que demandan medidas y tolerancias exigentes, ya sean geométricas, dimensionales o de acabado superficial. Está operación se puede realizar en diferentes máquinas como la rectificadora tangencial para piezas planas o la rectificadora cilíndrica. Además algunos tornos pueden disponer de una rectificadora o un centro de fresado multitarea, este último le explicaremos más a fondo en otra entrada junto con la rectificadora.

Desbarbado

Se trata de la eliminación de excedente de material en piezas ya mecanizadas. Este proceso lo podemos llegar a enfocar en un tipo de mecanizado por arranque de viruta. Aunque, en este caso vamos a enfocarlo en el mecanizado por abrasión.

Ya que por norma general utilizaremos abrasivos para desbarbar las piezas, este proceso se puede hacer de varias formas, aunque vamos a explicar cuales serían las más utilizadas.

1. En ocasiones se pueden utilizar lijas de banda para hacer una operación de desbarbado.
2. Se puede utilizar un rebarbador, este puede ser manual e incluso tenemos herramientas para poder realizarlo en máquina CNC en el caso de los agujeros pasantes.
3. Existen máquinas para matar aristas en los cantos de las piezas.
4. Mediante proceso de limado de forma manual o neumática.

video de una desbarbadora de aristas soldadas

Mecanizado con arranque de viruta

Este tipo de mecanizado esta considerado como el mecanizado puro, ya que este se encarga de realizar la mayor parte de los procesos y el que más material desecha. Los tipos de mecanizados por arranque de viruta están caracterizados por el movimiento de la pieza, o por el movimiento de la herramienta. Existen bastantes procesos que explicaremos en próximas entradas, aunque ahora describiremos brevemente cuales son las más básicas:

Taladrado

Es la operación de mecanizado en la que se realizan agujeros al poner en contacto una herramienta giratoria, en este caso una broca de uno o varios filos contra una pieza. Depende de la máquina con la que estemos realizando esta operación, la herramienta de corte puede estar estática, sin girar o en movimiento mientras esta taladrando. En el caso del torno la broca se mantiene estática y la pieza se encuentra girando. En el caso de la fresadora o de las taladradoras la operación es a la inversa, la pieza se mantiene estática y la herramienta girando.

Fresado

Es la operación de mecanizado que consiste en que una herramienta de corte de varios filos denominada fresa, entre en contacto con la pieza causando un desprendimiento de material. Esta operación se lleva acabo en la fresadora. 

Torneado

Es la operación de mecanizado que consiste en girar la pieza de trabajo contra una herramienta de corte que en unas ocasiones estará en posición estática y en otras se desplazará a través de sus carros. La máquina-herramienta que lleva a cabo este proceso es el torno. 

Sin embargo, el aserrado, el brochado, el mortajado y el limado también son tipos de mecanizado por arranque de viruta muy habituales.

Resumen

Todos los mecanizados son importantes, desde el proceso de obtención del material hasta el material acabado. En la cadena de fabricación a medida que los procesos van aumentando, el valor de nuestras piezas es mayor. Dentro de este oficio es probable que toques varios de estos procesos o profundices en alguno en concreto. Cuantos más procesos sepas trabajar mayor conocimiento vas a adquirir, esto es muy valioso. Por otro lado aprender más procesos requiere de una involucración mayor. Valora a quien te enseña, aprender este oficio es complicado, más de lo que mucha gente se pueda pensar, pero siendo constante, se puede aprender mucho de este mundo del mecanizado.