Mecanizado

¿Qué es el mecanizado?

El mecanizado es un proceso industrial, que pasa por varias etapas como el cortado, prensado para conseguir el moldeado de una pieza. Se le otorga una forma deseada a la materia prima que puede ser metal, cerámica o plástico, por ejemplo. 

 Se trata de eliminar el material sobrante y transformar de manera controlada esa materia prima. La idea es que tenga una forma y un tamaño final. Por lo general, este tipo de piezas sirven para completar la estructura o la función de algún procedimiento en particular. Para lograr el resultado final, se emplea un torno tradicional o de máquinas-herramienta de control numérico.

Origen del mecanizado

Este proceso surgió a partir de la revolución industrial. Sin embargo, antes de la industrialización nos podemos referir a la Prehistoria, donde el hombre fabricaba sus propios componentes. Por lo tanto, para ese momento las herramientas que más se utilizaban eran la piedra y la madera.

Por otro lado, se relata que en el Antiguo Egipto ya se empleaban taladros con palos y cuerdas. La finalidad de este instrumento era cortar, agujerear y dar forma a las piedras y a la madera. Su mecanismo rotatorio estaba conformado por palos y cuerdas para que cumplieran la función anterior de moldear la materia prima. 

Primera máquina de mecanizado

En el siglo XVIII se crea un máquina-herramienta, conocida como mandrinadora construida por el inventor industrial británico, John Wilkinson. En consecuencia, permitió mejorar los cortes de las piezas de metal. Por lo tanto, esta característica ayudó a que el matemático, James Watt, construyera la máquina de vapor. Este tipo de fabricación requería un mecanizado muy estrecho con la finalidad de que el vapor no escapara producto de la presión. 

A raíz de muchos estudios los procesos de mecanizado han evolucionado. Por ejemplo, ya se cuenta con nuevas máquinas como tornos, fresadoras y taladros. Igualmente, se mejoró la velocidad y fuerza de corte, ángulos de filo y sobre la influencia de los lubricantes. 

Sin embargo, a pesar de los avances las máquinas-herramientas siguen los principios de las primeras creaciones.  Pero, no hay que olvidar que la inclusión de control numérico permite que se realicen de forma automática varias operaciones de corte a la vez. 

Del mecanizado tradicional al no convencional

Existen materiales más resistentes que requieren de un mecanizado con geometrías complejas. Este proceso de mecanizado no convencional está conformado por ultrasonido, electroerosión, por chorro abrasivo, electroquímico, entre otros.

Con el paso del tiempo los procesos de mecanizado van superando las expectativas con el objetivo de mejorar la productividad. Por esta razón, en este artículo también te mostraremos los tipos de mecanizado más frecuentes. 

Beneficios del mecanizado

El mecanizado ofrece una serie de beneficios, tanto para las empresas que lo utilizan como para la sociedad en general. Algunos de los beneficios más importantes del mecanizado incluyen:

• Precisión y tolerancias estrictas: El mecanizado permite producir piezas de precisión con tolerancias muy estrictas, lo que es esencial en muchas aplicaciones industriales y de ingeniería.
• Eficiencia y rapidez: El mecanizado utiliza máquinas herramientas altamente eficientes que pueden producir piezas rápidamente y con una alta tasa de producción.
• Versatilidad: El mecanizado se puede utilizar para producir una amplia variedad de piezas de diferentes tamaños y formas, lo que lo hace muy versátil y adecuado para una amplia gama de aplicaciones.
• Calidad: El mecanizado permite producir piezas de alta calidad y con tolerancias muy estrictas, lo que mejora la durabilidad y el rendimiento de las piezas fabricadas.

En general, el mecanizado es una técnica de fabricación importante que ha contribuido en gran medida a la producción en masa y a la mejora de la calidad de las piezas fabricadas.

Sectores de aplicación del mecanizado

El mecanizado se utiliza en una amplia variedad de sectores industriales para producir piezas de metal o plástico. Algunos ejemplos de sectores en los que se mecanizan piezas incluyen:

• Automoción: El mecanizado se utiliza para producir piezas para el sector de la automoción, como componentes estructurales, sistemas de propulsión y sistemas de frenos.
• Aeroespacial: El mecanizado se utiliza para producir piezas para el sector aeroespacial, como componentes estructurales, sistemas de propulsión y sistemas de control.
• Fabricación de maquinaria: El mecanizado se utiliza para producir piezas para la fabricación de maquinaria, como ejes, engranajes y rodillos.
• Equipo médico: El mecanizado se utiliza para producir piezas para el equipo médico, como implantes, instrumentos quirúrgicos y dispositivos de seguridad.
• Construcción: El mecanizado se utiliza para producir piezas para el sector de la construcción, como tornillos, tuercas y pernos.

Tipos de mecanizados 

Hay que destacar que existen 3 tipos de mecanizado cada uno con sus subdivisiones formando una operación en cadena. Entonces, no perdamos más tiempo y revisemos cada uno.

Mecanizado sin arranque de viruta

Permite arrancar o cortar el material de una pieza, lo cual forma un desperdicio que se conoce como viruta. En este proceso el material se encuentra sólido o líquido lo que permite darle una forma deseada. A este proceso técnicamente se le conoce como la deformación plástica del componente, independientemente de la característica del material. Por lo general, el material utilizado es el metal. 

El mecanizado sin arranque se divide en:

Forjado

Es un proceso de deformación producto de la comprensión que se realiza con un martillo o prensas. Por otro lado, puede pasar por cambios de temperatura tanto de frío como de calor. De esta manera, el resultado son piezas semielaboradas o en proceso de elaboración.

Laminado

Consiste en deformar el material mediante unos rodillos que le otorgan una forma concreta. Por lo general, son piezas que cumplen una normativa o van hacer comercializadas, se caracterizan por su excelente rugosidad. Además, este tipo de material se destaca por su rectitud en las formas. 

Estirado 

Como su nombre lo indica en este proceso de mecanizado se estira una barra o varilla de metal. Su finalidad es reducir el diámetro del material de una sola pasada. 

Mecanizado por abrasión 

Este proceso se caracteriza por el desgaste de una pieza en pequeñas cantidades. Por lo cual, se desprenden partículas con el objetivo de eliminar el material sobrante. Normalmente, este proceso se realiza después de un mecanizado por arranque de viruta.

El mecanizado por abrasión se divide en:

Desbarbado

Es el proceso que ayuda a pulir y darle un mejor acabado a las diferentes piezas de metal, plástico o de otro material. Para lograr estos resultados se emplean herramientas abrasivas.

Bruñido 

También conocido como rectificado cruzado se caracteriza por emplear piezas cilíndricas para generar características geométricas de redondez. Además, emplea una piedra abrasiva para el arranque de material que produzca a través de sus múltiples puntas. Este proceso genera cortes precisos. 

Rectificado

Se encarga del acabado de las piezas, que se emplean en la etapa final, ya sea después torneado o fresado. Por lo tanto, este tipo de material que requiere medidas y ciertos niveles de tolerancia, son usados en las maquinas rectificadoras. 

Mecanizado con arranque de viruta 

Es la técnica que busca desechar más material. También se le conoce como mecanizado puro, ya que realiza la mayor parte de los procesos. Se divide en 6 tipos principales:

Serrado

La metodología consiste en emplear una hoja de sierra y realizar movimientos hacia adelante y hacia abajo. Su finalidad es a través de ese proceso manual o con una maquina lograr cortar el material. 

Limado

Este proceso manual necesita contar con una mano de obra especializada que cumpla con los ajustes finales. El personal podrá elegir su herramienta de trabajo de acuerdo a la actividad a realizar. Por lo tanto, tendrá la oportunidad de seleccionar diferentes tipos de limas dependiendo del tamaño de los dientes. 

Taladrado 

En este proceso se emplea una broca, esta herramienta gira para abrir agujeros en alguna pieza y eliminar lo sobrante. 

Roscado

Si se realiza el roscado manualmente dentro de un agujero se necesita una herramienta llamada macho de roscar. En el caso de que sea una rosca exterior, se emplea la terraja. Por otro lado, en situaciones particulares necesitan máquinas especiales como roscadoras hidráulicas y eléctricas.

Torneado 

Es un proceso de arranque de viruta, donde parte del material es eliminado hasta lograr la forma deseada de la pieza. Para obtener el resultado esperado se emplea una maquina llamada torno. En consecuencia, a través de esta herramienta se puede realizar varias operaciones como: el refrentado, el cilindrado, roscado, corte y ranurado.

Fresado 

Consiste en el corte del material con una herramienta rotativa llamada fresa que puede tener uno o varios filos. Por otro lado, hay que tomar en cuenta que la maquina fresadora permite ejecutar el movimiento en tres direcciones X-Y-Z. También hay que considerar que existen las fresadoras de control numérico. De esta manera, se pueden realizar los cambios de herramientas de forma automática.

Para poder entender mejor este último proceso, especialmente, en la automatización de la actividad, veamos el siguiente aspecto:

Centros de mecanizado/fresado

El centro mecanizado es la evolución de la máquina como herramienta para fresar. Por ejemplo, una fresadora CNC (Control Numérico Computarizado) cuenta con 4 mil y 5 mil revoluciones por minuto. En cambio, un centro mecanizado posee 8 mil revoluciones por minuto, lo que impacta de forma positiva en otras operaciones.

El centro de mecanizado permite un ahorro de tiempo y de personal significativo. Además, admite un menor número de errores en la producción. También se caracteriza porque su producción es homogénea. Por otro lado, se puede reconfigurar de forma rápida según el objetivo.

Sin duda alguna, este proceso genera mayor productividad. Pero, si deseas un diseño concreto y único necesitas de un mecanizado de precisión. 

Mecanizados de precisión

Conjunto de operaciones que elimina el material de una pieza, ya sea por arranque de viruta o por abrasión. Sus piezas son perfectas, con un tamaño y diseño único. Puede generar piezas para todo tipo de utilidad. Por lo tanto, para obtener el resultado esperado la máquina realiza un movimiento primario, conocido como velocidad de corte. También la pieza puede moverse. De esta manera, se realizará un trabajo perfecto. 

Por consiguiente, las empresas que generan un producto en específico como equipos médicos, maquinarias, construcción, entre otros, no disponen de la capacidad de elaborar ciertas piezas. En tal sentido, necesitan del apoyo de las empresas de mecanizados. 

 

Ejemplos de piezas de mecanizado 

A continuación detallamos los tipos de piezas que se mecanizan para cada sector.

Ejemplos de piezas que se mecanizan para equipo médico

El mecanizado se utiliza para producir una amplia variedad de piezas para equipo médico. Algunos ejemplos de piezas que se mecanizan para equipo médico incluyen:

Implantes: El mecanizado se utiliza para producir implantes como prótesis de cadera y rodilla, así como implantes dentales.

Instrumentos quirúrgicos: El mecanizado se utiliza para producir instrumentos quirúrgicos como bisturíes, pinzas y tijeras.

Instrumentos diagnósticos: El mecanizado se utiliza para producir instrumentos diagnósticos como termómetros, estetoscopios y sondas.

Dispositivos de seguridad: El mecanizado se utiliza para producir dispositivos de seguridad como mascarillas y guantes desechables.

Equipo de protección personal: El mecanizado se utiliza para producir equipo de protección.

Ejemplos de piezas que se mecanizan para el sector aeronáutico

El mecanizado se utiliza para producir una amplia variedad de piezas para el sector aeronáutico. Algunos ejemplos de piezas que se mecanizan para el sector aeronáutico incluyen:

Componentes estructurales: El mecanizado se utiliza para producir componentes estructurales como fuselajes, alas y estabilizadores.

Sistemas de propulsión: El mecanizado se utiliza para producir piezas de sistemas de propulsión como motores, hélices y turbinas.

Sistemas de control: El mecanizado se utiliza para producir piezas de sistemas de control como palancas de mando y sistemas de dirección.

Sistemas de energía: El mecanizado se utiliza para producir piezas de sistemas de energía como generadores y baterías.

Sistemas de comunicación y navegación: El mecanizado se utiliza para producir piezas de sistemas de comunicación y navegación como antenas y sistemas de radares.

Ejemplos de piezas que se mecanizan para el sector automoción

El mecanizado se utiliza para producir una amplia variedad de piezas para el sector de la automoción. Algunos ejemplos de piezas que se mecanizan para el sector de la automoción incluyen:

Componentes estructurales: El mecanizado se utiliza para producir componentes estructurales como chasis, carrocerías y ejes.

Sistemas de propulsión: El mecanizado se utiliza para producir piezas de sistemas de propulsión como motores, transmisiones y diferenciales.

Sistemas de frenos: El mecanizado se utiliza para producir piezas de sistemas de frenos como discos y tambores de freno.

Sistemas de suspensión: El mecanizado se utiliza para producir piezas de sistemas de suspensión como amortiguadores y resortes.

Sistemas de dirección: El mecanizado se utiliza para producir piezas de sistemas de dirección como volantes y sistemas de dirección asistida.

El sector del mecanizado en España

El sector de empresas de mecanizado en España es un sector importante y en crecimiento. Es una industria muy versátil y se utiliza en una gran variedad de sectores, como la aeroespacial, la automotriz, la de la energía y la de la construcción.

Una de las tendencias más importantes en el sector de empresas de mecanizado en España es la digitalización y la automatización. Muchas empresas están utilizando tecnologías como la fabricación aditiva y la mecanización por láser para mejorar la eficiencia y la precisión del proceso. También se está utilizando la robótica para realizar tareas de mecanizado.

Existen muchas organizaciones y asociaciones que representan al sector de empresas de mecanizado en España. Algunas de las más destacadas incluyen la Asociación Nacional de Fabricantes de Maquinaria (AFM) y la Asociación Española de Fabricantes de Máquinas Herramienta (AFMA).

En términos de datos macroeconómicos, el sector de empresas de mecanizado en España ha visto un crecimiento constante en los últimos años. Según datos de la AFM, las exportaciones de maquinaria herramienta en España aumentaron un 6,5% en 2020 y se espera que sigan aumentando en los próximos años.

En cuanto al futuro del sector en España, se espera que la demanda de mecanizado siga creciendo debido a la necesidad de fabricar piezas y componentes de precisión para una amplia variedad de industrias.

Se espera que la digitalización y la automatización continúen siendo importantes tendencias y que el uso de tecnologías como la fabricación aditiva y el mecanizado por láser también siga aumentando. También se espera que la robótica siga siendo una parte importante del proceso de mecanizado.