Un centro de maquinado es una máquina herramienta programable que puede hacer diferentes procesos de corte de materiales de manera automática.
Los centros de maquinado son máquinas CNC utilizadas principalmente para el trabajo de metales por arranque de viruta, operación conocida como “maquinado” o “mecanizado”, razón por la que también se les llama centros de mecanizado.
Existen muchas operaciones de maquinado como el fresado, taladrado, torneado, roscado, mandrinado, etc. y existen máquinas especializadas para dichas operaciones como fresadoras, taladros verticales, tornos, roscadoras, rectificadoras y más.
Una característica que distingue al centro de maquinado de otras máquinas simples de arranque de viruta es que cuenta con un cambiador automático de herramienta, lo que lo hace sumamente versátil pues puede realizar distintas operaciones de mecanizado sobre una misma pieza de manera secuencial automatizada, sin necesidad de intervención humana.
En general, al hablar de un centro de maquinado, se sobreentiende que es una máquina de control numérico computarizado o “CNC”, por lo que a veces se refiere a ellos como “centro de maquinado CNC” de forma redundante.
¿Cuáles son los tipos de Centros de Maquinado?
El tipo más popular de centro de maquinado es el centro de maquinado vertical de columna fija, que tiene una estructura mecánica similar a la de las fresadoras de bancada fija, con una AMPLIA base o bancada que soporta todo el resto de la máquina y sobre la que se desliza un carro hacia el frente y hacia atrás, llamada dirección transversal y denominada “eje Y”; sobre el carro se desliza hacia la izquierda y derecha, en dirección longitudinal, denominada “eje X”, la mesa sobre la que se montan las piezas a mecanizar. En la parte posterior de la bancada está la columna a lo largo de la cual se desliza el cabezal de la máquina en dirección vertical, denominada “eje Z”. En el cabezal se encuentra el husillo (“spindle” en inglés), que es el elemento que gira y sostiene a la herramienta de corte. Al bajar el eje Z, la herramienta de corte taladra o barrena, y al mover en la mesa y el carro en las direcciones X e Y, hace la operación de fresado (careado, ranurado, etc.).
Existen varias formas de clasificar a los centros de maquinado. La más común es por la orientación del eje de la herramienta. Según la orientación general de la herramienta, se clasifican en:
- Centros de maquinado verticales, VMC (vertical machining center), en los que el eje de la herramienta de corte (eje Z) se mueve en la dirección vertical.
- Centros de maquinado horizontales, HMC (horizontal machining center), en los que el eje de la herramienta de corte (eje Z) se mueve en dirección horizontal.
Por el número de ejes, pueden ser centros de maquinado de tres ejes (X, Y, Z), cuatro (tres de traslación, X, Y, Z y uno de rotación, A), centros de maquinado de cinco ejes (tres de traslación, X, Y, Z y dos de rotación A y B), o más ejes (por ejemplo, varios cabezales móviles, o varias mesas giratorias).
Por la estructura de columna, pueden ser
- Centros de maquinado tipo “C”
Son los más conocidos. En este tipo de centros de maquinado el recorrido del eje “Y” normalmente no es más grande de 1,000 mm. - Centros de maquinado tipo puente, centros de maquinado de doble columna o centros de maquinado tipo pórtico
En estos la mesa se mueve sobre guías lineales. El cabezal tiene movimientos en los ejes X y Z. - Centros de maquinado de columna viajera y mesa fija (tipo “gantry”)
Este tipo se utiliza para maquinar piezas de grandes dimensiones o sumamente pesadas, por lo que la mesa es fija y el cabezal se mueve en X, Y y Z.
Mención especial merecen los centros de maquinado universales, que suelen ser centros de maquinado verticales de 5 ejes en los que la mesa gira en 2 ejes que se intersectan (A y B) y el cabezal hace los tres movimientos de traslación (X, Y, Z). Algunos de estos centros de maquinado universales son capaces de hacer incluso operaciones de torneado utilizando motores “direct drive” de alto par.
¿Para qué sirve un centro de maquinado?
Los centros de maquinado se utilizan en gran número de aplicaciones en los que se requiere fabricar una pieza a partir de un bloque de material (típicamente aceros especiales). Los centros de maquinado verticales son utilizados para la fabricación de moldes de inyección, moldes de soplado, moldes de termoformado y otros; troqueles y herramentales de corte; maquinado de partes de maquinaria, piezas para la industria automotriz, industria aeroespacial, industria electrónica, industria del calzado como modelos o maquetas, industria ferretera y de la construcción, entre otras muchas.
Los centros de maquinado horizontales en muchas ocasiones cuenta con una mesa giratoria sobre la que se monta una columna o “lápida” en la que se colocan las piezas a maquinar en las cuatro caras de la lápida. De esta forma se puede maquinar la pieza en cinco de sus lados (five face machining), además de maquinar una pieza tras otra sin necesidad de detenerse.
¿Cuándo elegir un centro de maquinado y cuándo una fresadora CNC?
Una fresadora CNC es capaz de hacer la mayor parte de las operaciones que hace un centro de maquinado, aunque con rapidez y eficiencia menor. Un factor importante es el económico, ya que un centro de maquinado es significativamente más costoso que una fresadora CNC debido al cambiador de herramienta y la estructura del cabezal de mayores prestaciones y la bancada más robusta. En general, si los procesos de maquinado requieren pocos cambios de herramienta, la fresadora CNC puede ser una mejor opción que un centro de maquinado. Donde brillan los centros de maquinado es en la fabricación de piezas repetitivas que requieren varias herramientas cada una. En Viwa podemos ayudarte a elegir el equipo que más te conviene con base en tu presupuesto y tomando en cuenta la aplicación y resultado que quieres lograr.
¿Cuánto cuesta un centro de maquinado?
El precio de un centro de maquinado varía ampliamente, siendo factores principales el tamaño, la distancia máxima que recorre cada eje, la potencia del motor principal, la potencia de los ejes, las revoluciones del husillo, el número de herramientas del cambiador, la precisión de la máquina en general. Un centro de maquinado pequeño de uso general puede comenzar en los 29,900 dólares, y pueden llegar a costar varios cientos de miles de dólares.
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Dr. Ing. Roberto F. Jacobus
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