Publicado en la edición de diciembre/enero 2017/2018 de Performance Plastics.
Esta es la primera entrega de una serie de 4 partes sobre cómo evitar bordes de corte defectuosos al usar routers CNC. El enfoque de este artículo son los fundamentos de la máquina. Los bordes de corte de mala calidad son más que una distracción visual. Además, provocan imprecisiones. Una pieza puede necesitar ser cortada a un tamaño específico para encajar con otra pieza. Una pieza que no supere la prueba de control de calidad debido a una calidad de corte inferior no tendrá el tamaño requerido por el cliente.
Existen varias características fundamentales de la máquina que afectan la calidad del corte, incluyendo los sistemas de accionamiento, el husillo y la construcción general. Si cualquiera de estos no está a la altura, será difícil lograr bordes de corte superiores al procesar acrílico y materiales similares. Cuando hay problemas con la calidad de corte, se requiere tiempo adicional de posproducción para limpiar los cortes.
Fundamentos de la máquina
He aquí cómo la configuración de un router CNC afecta la calidad de corte de los plásticos:
Construcción de la máquina
La vibración es el enemigo cuando se trata de la calidad de corte. Incluso una ligera vibración en la cabeza de corte creará marcas antiestéticas en el borde cortado. La vibración puede originarse en muchas fuentes, incluidos los sistemas de accionamiento, el husillo o incluso el controlador, en la forma en que se genera el movimiento de la máquina. Estos son difíciles de eliminar por completo, pero una construcción de máquina bien diseñada contribuirá en gran medida a amortiguarlos hasta un punto en que se vuelvan insignificantes. Un bastidor de acero soldado, de una sola pieza y de servicio pesado montado sobre soportes de máquina de alta calidad es una de las formas más efectivas de reducir la vibración. El uso de un conjunto de soportes de máquina correctamente especificados ha demostrado reducir la vibración transmitida en la máquina hasta en un 98 por ciento. También reducen los niveles de ruido y prolongan la vida útil de la máquina.
Sistemas de accionamiento
El tipo de sistema de accionamiento utilizado desempeña un papel importante en la calidad de corte. Cualquier vibración causada por desalineación o asperezas en los accionamientos se transmite directamente a la herramienta y aparece como muescas o ondulaciones en la superficie de la pieza cortada. Los sistemas de accionamiento más comunes en routers CNC son los cremalleras y piñones rectos o helicoidales y las tuercas de bolas (ballscrews). Las ballscrews pueden proporcionar un movimiento extremadamente suave, pero tienen limitaciones cuando se trata de máquinas de mayor tamaño. Un tornillo de bolas largo puede introducir vibración no deseada a menos que esté adecuadamente soportado o sea de un diámetro suficientemente grande, lo que puede ser costoso. Una cremallera y piñón convencional recto es extremadamente versátil, puede usarse en longitudes grandes y es relativamente barato. La desventaja es que al tener un solo diente del piñón engranado en la cremallera en un momento dado, el movimiento puede ser “asperso” y con el tiempo provoca desgaste. Este desgaste introducirá juego en el accionamiento, lo que resulta en pérdida de precisión y calidad de corte. La más avanzada cremallera y piñón helicoidal resuelve todos estos problemas sin perder ninguna de las ventajas y rinde tan bien como una ballscrew. Con un accionamiento helicoidal siempre hay múltiples dientes engranados, lo que conduce a un movimiento más suave, menor desgaste y la capacidad de lograr mayores aceleraciones y velocidades de avance. Cuando se combina con servomotores de alta calidad, un sistema de cremallera y piñón helicoidal puede producir una calidad de corte excepcional.
Husillo de fresado
Cuando se opera a 24,000 rpm o más, cualquier desbalance del husillo o de sus rodamientos se hará inmediatamente evidente en marcas de herramienta sobre la pieza de trabajo. Comprar un husillo barato es un gran error cuando se busca la mejor calidad de corte. Siempre siga las recomendaciones del fabricante de la máquina. Ellos saben qué funciona mejor en su máquina y pueden ayudarle a encontrar lo más adecuado para una variedad de aplicaciones. Considere el uso de un husillo de alta velocidad, que normalmente funciona a 40,000 rpm, casi el doble de un husillo estándar. Aunque estos son dispositivos más costosos, ofrecen ventajas significativas en términos de calidad de corte y tiempos de procesamiento hasta tres veces más rápidos. Sin embargo, debido a las mayores velocidades de funcionamiento, a menudo se requieren sistemas de refrigeración y se necesitan buenos sistemas de sujeción de herramientas para asegurar que la herramienta esté sujeta con precisión y seguridad. Nuevamente, solicite el consejo del fabricante de la máquina sobre si un husillo de alta velocidad es apropiado para sus necesidades.
Eliminación de virutas
La evacuación eficaz del polvo y los desechos durante y después del corte es crucial para lograr la mejor calidad de corte. Si las virutas no se eliminan de forma rápida y eficiente, quedarán atrapadas en el corte y pueden obstruir las flautas de corte de la herramienta o incluso comenzar a derretirse. Si esto ocurre, se pierden todas las posibilidades de un corte de calidad, y la pieza presentará un borde lechoso o escarchado que puede ser áspero al tacto. La eliminación eficaz de virutas comienza con un pie de presión bien diseñado que, cuando se usa correctamente, genera un vórtice ciclónico que succiona el residuo del corte lo más rápido posible. La conclusión es que si un operador no está seguro sobre el mejor método para cortar cualquier material,
la solución es contactar con el fabricante de la máquina. Los técnicos del proveedor son recursos bien formados en información sobre routers CNC y corte. Pueden guiar a los operadores paso a paso en el proceso para lograr la mejor calidad de corte —una que esté libre de ondulaciones y donde el producto presente un acabado liso.
La parte dos de esta serie se centrará en cómo las mesas de vacío y la sujeción del material afectan la calidad de corte.