Centro de mecanizado

Los requisitos de los materiales a fabricar son:

• Baja densidad para minimizar las fuerzas de inercia.
• Rigidez.
• Baja dilatación térmica.
• Alta conductividad térmica.
• Capacidad de absorber vibraciones.
• Bajo costo.

Los materiales más comunes para estructuras de soporte o armazón de la bancada son:

• hierro colado o fundición gris, dúctil o modular.
• Acero forjado.
• Concreto de polímero.

Entre los desarrollos más recientes se incluye el uso de cerámicos y de compuestos de granito y epóxico.

• El hierro gris o de fundición tiene un bajo costo y buena absorción de vibraciones, pero las partes resultan muy pesadas en relación con sus capacidades mecánicas.
• Los cerámicos se usan en máquinas herramientas de avanzada, sus ventajas son la resistencia específica, rigidez, resistencia a la corrosión, buen acabado superficial y estabilidad térmica.
• Los materiales compuestos pueden estar formados por una gran variedad y combinación de matrices y materiales de refuerzo, presentan buenas propiedades mecánicas.
• El concreto de polímero es una mezcla de concreto triturado y plástico, puede ser fundido fácilmente para tomar diferentes formas. Tiene buena capacidad de absorber vibraciones pero baja rigidez y baja conductividad térmica.
• El compuesto granito epóxico consiste de 93% de granito triturado y 7% de aglomerante epóxico.

Las distorsiones térmicas en las máquinas herramientas contribuyen significativamente a la imprecisión de la operación de mecanizado. Se estima que un 50% del error final tiene esta causa. Las fuentes de temperatura pueden ser internas o externas. Las primeras son rozamientos provocados en todas las juntas y los actuadores eléctricos y el calor producido gracias al corte, las segundas son los fluidos de corte, y en cualquier causa de las variaciones de temperatura en el ambiente que rodea a la máquina. Las soluciones implementadas para minimizar los efectos de las dilataciones térmicas son:

• Rodamientos de gas o fluido.
• Utilización de fluido de corte para refrigerar la zona de trabajo.
• Implementación de materiales con bajo coeficiente de dilatación térmica.
• Compensación de errores por software.

Torno CNC.

Estos dos aspectos son funciones de:

• a) Propiedades mecánicas de los materiales empleados: módulo de elasticidad, densidad.
• b) La geometría de las partes de la máquina.
• c) los tipos y cantidades de juntas usadas.

Hay un compromiso entre la ligereza de los componentes, importante para obtener menores fuerzas de inercia y mayores velocidades de maquinado, y la rigidez, que se logra con componentes grandes y pesados.

Con respecto a las vibraciones, es importante notar que cuanto mayor es el número de junturas, mejor es la capacidad de amortiguar vibraciones.

Es el corazón del sistema. Está compuesto por una estructura informática donde el microprocesador determina la capacidad real de la máquina CNC. Entre las funciones que tiene que realizar se encuentran:

• Calcular la posición de los ejes y los desplazamientos de la máquina.
• Controlar los diferentes modos de funcionamiento de la máquina.

Son todos los elementos que sirven para suministrar la información a la CPU. Entre los más importantes están los siguientes:

• Reglas ópticas y posicionadores.
• Conexión con el ordenador.
• Teclado y panel de mandos.

Actualmente los tipos más utilizados son:

• Disco duro.
• Conexión RS232 con ordenador.

Son todos aquellos elementos que sirven para recibir la información que suministra la CPU. Entre los más importantes se destacan:

• Comunicaciones RS232.
• Monitor.
• Control de movimiento de los ejes y demás elementos de la máquina.

El monitor le informa al operario todos los sucesos que se están produciendo entre los diferentes procesos de comunicación, tanto los datos de entrada como los de salida.

Una vez procesados los datos por la CPU, se transmite la información a los diferentes órganos de la máquina, para que se proceda a la ejecución. Estos datos no los envía directamente a la máquina sino que lo hace a través de la PLC, también llamado autómata programable.

Los rangos de velocidades de corte se clasifican en:

• High speed: 600-1800 m/min.
• Very high speed: 1800-18000 m/min.
• Ultrahigh speed: >18000 m/min.

Se debe tener en cuenta que el maquinado de alta velocidad cobra importancia cuando el tiempo de corte es grande frente a otros tiempos de operaciones sobre la pieza. Se debe estudiar cuidadosamente en qué aplicaciones se justifica la implementación de las altas velocidades de corte. Algunos ejemplos son:

• Motores para vehículos.
• Componentes de estructuras de aviones en aluminio.

Un aspecto positivo del maquinado a altas velocidades es la rápida remoción del calor debido a la cantidad de chips que salen de la pieza.

Las características de las máquinas de herramientas que funcionan a alta velocidad son:

• Rodamientos especiales.
• Grandes fuerzas de inercia.
• Diseño especial del husillo.
• Herramientas de corte especiales.
• Alta capacidad de procesamiento y control computacional.

La demanda de mayor precisión surge de las aplicaciones en computación, electrónica y nuclear entre otras. Algunos productos son espejos ópticos, discos de memoria para computadoras y tambores para máquinas fotocopiadoras. Los requerimientos de terminación superficial son del orden de decenas de nanómetros.

El CAD (computer-aided design) - CAM (computer-aided manufacturing) es un sistema que permite diseñar mediante un programa de ordenador las piezas dentales que se colocan después en la boca del paciente.

El uso de esta tecnología conlleva un importante ahorro para el paciente, tanto del coste económico como del tiempo empleado en el tratamiento. Así mismo, la fidelidad, exactitud y precisión con las que hace posible la creación de las piezas dentales no tienen comparación con ningún otro sistema

Se trata de una réplica creada informáticamente en 3 dimensiones que hace posible llevar a cabo un trabajo más preciso, más ágil y más rápido que con los métodos tradicionales de toma de medidas en la boca del paciente a través de siliconas y fabricación artesanal en moldes.

La tecnología CAD-CAM parte de un escáner que obtiene una imagen perfectamente fiel de la boca del paciente. De este modo, se evita la realización de varias tomas de medidas que alargan innecesariamente el proceso.

A partir de ahí, el protésico obtiene un archivo digital de la boca y a través del programa de software proyecta la pieza en 3D. Ese archivo se envía a nuestro proveedor español de implantes dentales que conoceremos en más detalle en próximos posts, y en un periodo aproximado de 48 a 72 horas se elabora digitalmente la pieza dental a medida.