En el mecanizado CNC de acero inoxidable (SS), utilizará una máquina de control numérico por computadora (CNC) para cortar el material. Aquí, la máquina CNC corta SS según su diseño.
Esta guía le ofrece todo lo que necesita saber sobre el mecanizado CNC de acero inoxidable. Tanto si desea conocer las mejores calidades para el mecanizado CNC, los costes o las técnicas, aquí encontrará toda la información necesaria.
Vamos a sumergirnos en:
Elección del grado de acero inoxidable para el mecanizado CNC
Propiedades como la resistencia a la corrosión, la resistencia y la durabilidad hacen que el acero inoxidable sea popular para el mecanizado CNC.
Actualmente, hay muchos grados de acero inoxidable disponibles para cualquier proceso de mecanizado. Veamos los aspectos vitales a la hora de elegir acero inoxidable para el mecanizado:
Qué considerar antes de elegir acero inoxidable para el mecanizado
En general, hay muchos factores que debe considerar antes de elegir acero inoxidable para cualquier proceso de mecanizado. Incluyen:
- Costo: El precio del material de acero inoxidable varía según el grado.
- Disponibilidad de grado: Algunos grados de acero inoxidable se fabrican bajo pedido y no están disponibles bajo demanda. Es importante asegurarse de que el grado de acero inoxidable deseado esté disponible, especialmente cuando tiene problemas de tiempo.
- Tratamiento térmico: Afecta a la dureza de su acero inoxidable y, por lo tanto, a las propiedades mecánicas generales. Sin embargo, acero austenítico Los grados no están sujetos a tratamiento térmico.
- Magnetismo: Algunas aplicaciones pueden requerir propiedades magnéticas que encontrará ausentes en los grados de acero inoxidable austenítico.
- Resistencia mecánica: la resistencia a la tracción varía según los elementos individuales del material de acero inoxidable.
Tipos de grados de acero inoxidable
En general, hay cinco clasificaciones de acero inoxidable. A partir de estos grados, puede encontrar el grado de acero inoxidable adecuado para su aplicación.
1. Grados de acero austenítico
El SS 304 y el SS 316 son algunos de los grados más populares disponibles en el mercado. Estos grados son populares por su:
- Excelente resistencia a la corrosión
- Fácil de mecanizar
- Adecuado para la mayoría de las técnicas de soldadura.
Grados de acero inoxidable austenítico
2. Grados de acero endurecido por precipitación
Incluye los grados comunes 17-4 PH y 15-5 PH y son capaces de tratamiento térmico. Al mismo tiempo, exhiben una fuerza excepcional y resistencia a la corrosión.
Estos grados de acero son mecanizables por CNC y se utilizan para fabricar piezas altamente confiables y duraderas.
Resistencia a la tracción Grados de acero inoxidable endurecido por precipitación
3. Grados de acero inoxidable dúplex
Estos grados de acero son un híbrido de estructuras austeníticas y ferríticas con resistencia mejorada y resistencia a la corrosión. Presentan un hallazgo reducido de níquel y molibdeno. Como resultado, encuentran uso en muchas industrias pesadas.
Grados de acero inoxidable dúplex
4. Grados de acero ferrítico
Tienen alrededor de un 12 % de contenido de cromo con capacidad magnética y una impresionante resistencia a la corrosión bajo tensión. Suele ser inducida por cloruros.
Sin embargo, tienen una menor resistencia al calor y la corrosión en comparación con los grados de acero austenítico.
Grados de acero inoxidable ferrítico
5. Grados de acero martensítico
Los grados de acero martensítico son capaces de tratamiento térmico. Como resultado, endurecen con niveles de cromo al 10%. Si bien es fácil de mecanizar, su resistencia a la corrosión palidece en comparación con los grados austeníticos.
En consecuencia, encuentran uso en cuchillería, autopartes y utensilios médicos.
Grados de acero martensítico
Ventajas del mecanizado CNC de acero inoxidable
Elegir CNC para fabricar acero inoxidable ofrece muchos beneficios tanto para los fabricantes como para los usuarios de piezas. Por supuesto, es la razón por la cual la tecnología es popular hoy en día.
Veamos sus beneficios:
I. Es posible mecanizar acero inoxidable en grandes volúmenes utilizando una máquina CNC debido a que el proceso es altamente repetible.
II. El acero inoxidable es muy flexible y versátil, lo que permite el mecanizado CNC incluso para piezas complejas, especialmente en el caso de los grados austeníticos.
III. La resistencia que presentan los aceros inoxidables, especialmente los martensíticos, les permite soportar las tensiones de mecanizado que se producen al utilizar máquinas CNC.
IV. Al utilizar una máquina CNC para procesar acero inoxidable, se logra una mayor precisión incluso al elegir tolerancias estrictas.
V. Es posible mecanizar aceros inoxidables con tolerancias de hasta 1.00 mm, minimizando el desperdicio de material y acelerando el proceso.
¿Cuánto cuesta el mecanizado CNC de acero inoxidable?
Saber cuánto cuestan las piezas de acero inoxidable mecanizadas por CNC es una parte importante de su presupuesto. Sin embargo, para el costo exacto del mecanizado CNC de piezas de acero inoxidable, un fabricante confiable.
Entre los factores clave que determinan los costos de mecanizado CNC se incluyen:
- Grado de acero inoxidable
- Complejidad del diseño
- Tamaño de la pieza en la que se trabaja
- Se requiere equipo de mecanizado CNC
- Duración del proceso
Al emprender un proyecto, estos factores pueden ser considerados dados los parámetros de diseño y el costo así estimado.
Tipos de servicios y operaciones de mecanizado CNC de acero inoxidable
El mecanizado CNC de acero inoxidable implica muchas operaciones como corte, fresado, taladrado, etc.
Por supuesto, determinan los tipos de piezas de acero inoxidable.
1. Corte CNC de acero inoxidable
El corte CNC de acero inoxidable implica extraer piezas más pequeñas de acero inoxidable de una pieza más grande para satisfacer las necesidades de diseño. Hay dos máquinas cortadoras de acero inoxidable CNC principales disponibles: la cortadora láser CNC y el enrutador CNC.
Corte CNC de acero inoxidable
· Cortadora Láser CNC
Utiliza un rayo láser de gran potencia y un haz concentrado para cortar material de una lámina de acero inoxidable. Una cortadora láser CNC es especialmente útil para cortar diseños complejos debido a su alta precisión.
El proceso de corte cuando se usa un láser CNC emplea la aplicación de calor y no tiene contacto. La cortadora láser CNC incluye un cabezal láser con una lente para enfocar el haz con alta intensidad a través de una boquilla.
Corte láser CNC
A partir de entonces, la viga funde el acero inoxidable de acuerdo con las instrucciones proporcionadas por la computadora. Un gas comprimido enfría simultáneamente la lente y al mismo tiempo elimina el vapor de metal cortado.
Algunas de las ventajas de emplear el corte por láser CNC con láminas de acero inoxidable incluyen:
- Capacidad para realizar diseños complejos con un alto nivel de precisión.
- Dado que las cortadoras láser CNC funcionan sin contacto, el material de acero inoxidable permanece sin cambios y sin contaminación.
- El corte resultante suele ser limpio sin necesidad de un procesamiento secundario.
- Cuando se utilizan cortadoras láser CNC, se reduce la necesidad de incorporar otros equipos de corte.
Existen diferentes tipos de cortadoras láser CNC clasificadas según el medio láser y su estado activo. Los tipos más comunes son:
· CNCCO2 cortador láser
Es el más común, utiliza óxido de carbono (IV) y ofrece alta potencia mientras demuestra una eficiencia elevada. Estos cortadores son capaces de realizar cortes finos e intrincados en láminas de acero inoxidable delgadas y gruesas.
· Cortador láser de cristal CNC
Emplea cristales dopados especialmente desarrollados y genera una mayor potencia de salida, lo que permite su uso en piezas de trabajo de láminas de acero inoxidable muy gruesas.
· Cortadora láser de fibra CNC
Utilice diodos en la creación de haces con cables de fibra óptica para encontrar su uso como conducto. Facilita una calidad de corte más fina a altas velocidades de proceso, especialmente cuando se trabaja con láminas de acero inoxidable muy delgadas.
Router CNC para cortar acero inoxidable
Un enrutador CNC ejecuta un enfoque de corte de tres ejes en piezas de trabajo de acero inoxidable. Es capaz de moverse hacia adelante y hacia atrás (eje x), hacia arriba y hacia abajo (eje z) y hacia los lados (eje y). Los enrutadores CNC son más rápidos y precisos que las operaciones manuales y pueden admitir procesos de gran volumen.
Router CNC
2. Torneado CNC de acero inoxidable
El torneado CNC es un proceso de metalurgia que implica la eliminación de material mediante la rotación de una pieza mientras una herramienta trabaja sobre ella. Los procesos de torneado CNC pueden incluir operaciones como taladrado, ranurado, mandrinado, refrentado, tronzado y moleteado.
Normalmente, un torno CNC trabaja con barras cilíndricas de acero inoxidable que giran sobre un husillo y son trabajadas con una herramienta.
Puede colocar la herramienta a lo largo de múltiples ejes y alimentar la barra de acero inoxidable para lograr la forma deseada. El torneado CNC es útil en la fabricación de piezas de acero inoxidable para su uso en diferentes industrias, como la industria automotriz.
3. Fresado CNC de acero inoxidable
El fresado CNC de acero inoxidable es un proceso de fabricación sustractiva que emplea una herramienta montada en un husillo giratorio. La herramienta trabaja sobre una pieza de acero inoxidable que permanece inmóvil hasta lograr el diseño deseado.
La fresadora CNC puede manejar hasta 5 ejes. En consecuencia, puede trabajar en diseños que son excepcionalmente complejos sin necesidad de emplear varias máquinas.
Al ejecutar el fresado CNC de acero inoxidable, primero desarrolla un diseño usando CAD (diseño asistido por computadora). A continuación, convertirá el diseño en un programa CNC.
Luego de esto, cargará el programa para ejecutar la operación deseada.
4. Perforación CNC de acero inoxidable
El propósito de la perforación CNC de acero inoxidable es hacer orificios, generalmente para fines de ensamblaje, como pernos y tornillos. La máquina utiliza una broca giratoria de alta velocidad.
El empleo de la perforación CNC de acero inoxidable comienza con el diseño usando CAD antes de la conversión a instrucciones listas para la máquina usando CAM. Cargar estas instrucciones en la máquina perforadora CNC guía la operación de perforación de acuerdo con el diseño.
El acero inoxidable de perforación CNC encuentra uso en varias industrias, como la fabricación de motores automotrices y la construcción de puentes.
Operaciones misceláneas en el mecanizado CNC de acero inoxidable
Las operaciones misceláneas relacionadas con el mecanizado CNC de acero inoxidable emplean máquinas herramienta y pueden o no producir virutas.
Algunas de las operaciones más comunes incluyen:
Acero inoxidable bruñido CNC
El bruñido CNC es un proceso de trabajo en frío que no implica la remoción de material para lograr una superficie lisa y uniforme. Puede emplear tornos y fresadoras en acero inoxidable pulido CNC para mejorar la dureza de la superficie y lograr precisión dimensional.
El bruñido encuentra un amplio uso en la industria, desde la fabricación de cubiertas de extremos de motores, guías y varillas de válvulas y ejes de rotores de ventiladores. Puede clasificar la máquina pulidora CNC según la geometría de la herramienta de la siguiente manera:
Bola de acero inoxidable bruñido
Las herramientas emplean una bola simple o múltiple sostenida por un resorte o presión de fluido y la pieza de trabajo. Una bomba hidráulica es responsable del flujo de fluido que posiciona la bola para que actúe sobre la pieza de trabajo.
Controlar la presión del fluido le permite dirigir el proceso de pulido CNC. Alternativamente, puede emplear un resorte para mantener la bola en posición mientras realiza el proceso de pulido.
Pulido de rodillos de acero inoxidable
El herramental en la máquina pulidora de rodillos utiliza uno o varios rodillos sostenidos por un vástago capaz de girar. Puede unir el vástago a un torno, fresadora o taladradora para ejecutar el proceso de bruñido al entrar en contacto con la pieza de trabajo.
Roscado CNC de acero inoxidable
El roscado CNC consiste en proporcionar hilos en una barra de acero inoxidable para hacer tornillos para usar en procesos de ensamblaje y sujeción. El roscado CNC se ejecuta principalmente como un proceso sustractivo que emplea máquinas de torno.
Métodos de enhebrado
Hay varios métodos de roscado que puede emplear en sus piezas de acero inoxidable. Los métodos más comunes son los siguientes:
I. Roscado: Útil para producciones pequeñas, al manipular piezas en bruto imprecisas o cuando el proceso requiere una profundidad de rosca completa. Puede incluir las siguientes técnicas:
- Roscado de un solo punto: Emplea herramientas de movimiento lineal con un solo punto para crear roscas en una pieza de acero inoxidable cilíndrica o cónica.
- Fresado de rosca: Emplea una fresa capaz de girar para formar roscas solo donde se puede organizar una trayectoria helicoidal para la herramienta.
II. Rectificado de roscas: Se emplea una máquina rectificadora que utiliza muelas con la forma de rosca deseada.
Aplicaciones de piezas de acero inoxidable mecanizadas CNC
Las piezas de acero inoxidable producidas mediante mecanizado CNC encuentran un amplio uso en todas las industrias. Algunas de las principales aplicaciones de estas piezas incluyen:
- Piezas aeroespaciales CNC: El tren de aterrizaje, las estructuras del avión y algunos componentes del motor a reacción emplean componentes de acero inoxidable fabricados mediante mecanizado CNC.
- Industria automotriz: Las piezas de acero mecanizadas por CNC se utilizan en la fabricación de diversas piezas de automóviles, como componentes de motor, por ejemplo, bielas. Estas pueden incluir CPiezas y componentes electrónicos NC.
- Industria química: Los equipos empleados en la industria química utilizan acero inoxidable por su durabilidad derivada de la resistencia a la corrosión.
- Construcción: Las estructuras como los puentes emplean acero inoxidable debido a su fuerza y resistencia a los elementos que permiten la longevidad.
- Sector energético: Las plantas de generación de energía emplean piezas y componentes de acero inoxidable que se mecanizan mediante CNC en tanques de reactores e intercambiadores de calor.
- Batería de cocina: Varios utensilios, utensilios de cocina como sartenes y ollas y fregaderos, cocinas y parrillas son el resultado del mecanizado CNC de acero inoxidable.
- Industria médica: Los equipos de la industria médica, como las herramientas quirúrgicas, se desarrollan mediante mecanizado CNC debido a sus excelentes propiedades. De hecho, hay muchos Piezas médicas CNC
- Transporte: Diferentes vehículos de transporte, como barcos, trenes y vehículos de motor, emplean piezas y componentes de acero inoxidable.
Puntas de mecanizado CNC de acero inoxidable
El mecanizado CNC del acero inoxidable es fundamental en la producción de piezas y componentes empleados en diversos sectores. Sin embargo, cuando se mecaniza acero inoxidable con CNC, es importante tener en cuenta los siguientes consejos:
Radios de borde interno
Utilice siempre radios para los bordes internos de las piezas de trabajo de acero inoxidable para evitar el desgaste y la deformación de la herramienta debido a la tensión del mecanizado.
Características de diseño
No incluya características que no pueda hacer con una máquina CNC. En tales situaciones, obtendrá otras alternativas de fabricación.
Por ejemplo, evite tener características pequeñas que supondrán una gran dificultad para mecanizar debido a la ausencia de las herramientas necesarias.
Parámetro Suficiencia
Emplear suficientes parámetros como pies de superficie por minuto (SFM) para garantizar la eficiencia en el mecanizado CNC de acero inoxidable.
Material de la herramienta
Asegure la selección adecuada del material de la herramienta para evitar el astillado y el desgaste rápido durante el mecanizado CNC. El carburo cementado, el acero de alta velocidad y el tungsteno HSS ofrecen una buena resistencia cuando se mecaniza acero inoxidable.
Máquinas CNC seguras
Asegúrese de que las máquinas CNC sean rígidas y estén bien aseguradas para evitar movimientos extremos causados por vibraciones durante la operación.
Equipo de protección
Tenga equipo de protección cuando opere el mecanizado CNC de acero inoxidable, como anteojos, overoles y guantes protectores. Las máquinas CNC y las virutas de acero inoxidable son algunas de las posibles fuentes de peligro.
Uso de tolerancia
Limite el uso de tolerancias para evitar altos costos de maquinado y tiempos de procesamiento empleándolos solo donde sea necesario.
Refrigerante
Utilice un refrigerante adecuado para evitar la deformación inducida por el calor en la pieza de trabajo de acero inoxidable y gestionar la formación de virutas. Un refrigerante puede afectar el acabado de la superficie y la velocidad de operación junto con la capacidad para resistir la corrosión.
Relaciones de profundidad a ancho
Cuando diseñe cavidades, tenga en cuenta sus proporciones de profundidad a ancho, ya que hacerlas demasiado profundas puede causar deficiencias en la herramienta, como fracturas y desviaciones.
Tratamiento de superficie de piezas mecanizadas de acero inoxidable CNC
Aunque el acero inoxidable ofrece una gran resistencia a la corrosión y al calor, es posible aplicarle tratamientos superficiales para lograr otras características. Además, el mecanizado CNC puede alterar la superficie del acero inoxidable, lo que requiere un tratamiento para restaurarla.
Puede clasificar los tratamientos superficiales empleados en las piezas mecanizadas de acero inoxidable CNC según su función de la siguiente manera:
Eliminación de la capa de óxido negro
Los procesos de fabricación a los que se somete el acero inoxidable, como el laminado y la soldadura, pueden dar lugar a la formación de una capa de óxido. Puede restaurar el brillo del acero inoxidable eliminando esta capa de óxido mediante los siguientes tratamientos:
I. Chorro de arena: Emplea un chorro de material adhesivo a presión que elimina la capa de óxido.
II. Decapado: Se emplean ácidos nítrico e clorhídrico para eliminar la capa de óxido de la pieza de acero inoxidable mediante inmersión.
Producción de un acabado de espejo
Muchos productos de acero inoxidable emplean un acabado superficial liso con características de espejo. Puede lograr este aspecto empleando diferentes métodos de pulido en las piezas de acero inoxidable de la siguiente manera:
I. Pulido mecánico: Emplea abrasión mecánica para lograr una superficie brillante y bastante uniforme. Sin embargo, requiere mucho tiempo, resulta difícil para piezas complejas, supone un riesgo de contaminación y el resultado es un acabado menos brillante.
II. Pulido químico: Emplea soluciones químicas para lograr el brillo deseado de manera eficiente y a bajo costo, además de ser apto para piezas complejas. Sin embargo, solo es adecuado para volúmenes pequeños y requiere un espacio amplio y bien ventilado.
III. Pulido electroquímico: Emplea un proceso de reducción mediante la aplicación de corriente continua que ioniza la superficie metálica, disolviéndola y dando como resultado una superficie brillante. Permite el tratamiento de piezas complejas y grandes volúmenes, lo que lo hace rentable a largo plazo.
Producción de un acabado coloreado
Algunos tratamientos superficiales colorean la superficie del acero inoxidable al tiempo que mejoran sus características, como la resistencia a la corrosión y al desgaste. Puede lograr un acabado coloreado empleando:
I. Oxidación química: La aplicación del color se realiza mediante un proceso de oxidación que emplea soluciones químicas que contienen ácidos, bases y sales mixtas.
II. Oxidación electroquímica: Realiza la deposición de iones a partir de disolventes químicos utilizando acero inoxidable como cátodo.
III. Oxidación a alta temperatura: La obtención del recubrimiento de color deseado se logra mediante la inmersión de la pieza de acero inoxidable en sales bajo condiciones específicas.
Conclusión
El mecanizado CNC de acero inoxidable es esencial en la producción de piezas y componentes de calidades particulares que encuentran uso en diversas aplicaciones. La información proporcionada en esta guía seguramente lo ayudará en su próximo proyecto de acero inoxidable para garantizar que tenga éxito.
Más recursos :
¿Qué es el mecanizado CNC? – Fuente: ThomasNet
Acero inoxidable – Fuente: Wikipedia
Componentes de fresado CNC – Fuente: HMAKING
Piezas de torneado CNC - Fuente: HMAKING
Piezas de perforación CNC - Fuente: HMAKING