En este artículo, veremos varias de las tecnologías y materiales utilizados para fabricar piezas para producción, sus beneficios, cosas a considerar y más.
Introducción
La fabricación de piezas para la producción, también conocidas como piezas de uso final, se refiere al proceso de usar materias primas para crear una pieza diseñada y fabricada para ser utilizada en un producto final, a diferencia de un prototipo o modelo.Consulte nuestra guía defabricación de prototipos inicialespara aprender más sobre esto.
Para garantizar que sus piezas funcionen en un entorno real, como piezas de maquinaria, componentes de vehículos, productos de consumo o cualquier otro propósito funcional, la fabricación debe abordarse teniendo esto en cuenta.Para fabricar con éxito y eficiencia piezas para la producción, debe considerar los materiales, el diseño y los métodos de producción para asegurarse de que cumple con los requisitos funcionales, de seguridad y de calidad necesarios.
Selección de materiales para piezas de producción.
Los materiales comunes para piezas destinadas a la producción incluyen metales como acero o aluminio, plásticos como ABS, policarbonato y nailon, compuestos como fibra de carbono y fibra de vidrio y ciertas cerámicas.
El material adecuado para sus piezas de uso final dependerá de los requisitos específicos de la aplicación, así como de su costo y disponibilidad.Aquí hay algunas propiedades comunes a tener en cuenta al seleccionar materiales con los que fabricar piezas para la producción:
❖ Fuerza.Los materiales deben ser lo suficientemente fuertes para soportar las fuerzas a las que estará expuesta una pieza durante su uso.Los metales son buenos ejemplos de materiales fuertes.
❖ Durabilidad.Los materiales deben poder resistir el desgaste con el tiempo sin degradarse ni romperse.Los compuestos son conocidos tanto por su durabilidad como por su resistencia.
❖ Flexibilidad.Según la aplicación de la pieza final, es posible que un material deba ser flexible para adaptarse al movimiento o la deformación.Los plásticos como el policarbonato y el nailon son conocidos por su flexibilidad.
❖ Resistencia a la temperatura.Si la pieza estará expuesta a altas temperaturas, por ejemplo, el material debe poder soportar el calor sin derretirse ni deformarse.El acero, el ABS y la cerámica son ejemplos de materiales que presentan una buena resistencia a la temperatura.
Métodos de fabricación de piezas para la producción.
Se utilizan cuatro tipos de métodos de fabricación para crear piezas para la producción:
❖ Fabricación sustractiva
❖ Fabricación aditiva
❖ Formado de metales
❖ Reparto
fabricación sustractiva
La fabricación sustractiva, también conocida como fabricación tradicional, consiste en eliminar material de una pieza más grande de material hasta lograr la forma deseada.La fabricación sustractiva suele ser más rápida que la fabricación aditiva, lo que la hace más adecuada para la producción por lotes de gran volumen.Sin embargo, puede ser más costoso, especialmente cuando se consideran los costos de herramientas y configuración, y generalmente produce más desperdicio.
Los tipos comunes de fabricación sustractiva incluyen:
❖ Fresado por control numérico (CNC).Un tipo deMecanizado CNC, el fresado CNC implica el uso de una herramienta de corte para eliminar material de un bloque sólido para crear una pieza terminada.Es capaz de crear piezas con altos grados de exactitud y precisión en materiales como metales, plásticos y compuestos.
❖ Torneado CNC.También un tipo de mecanizado CNC, el torneado CNC utiliza una herramienta de corte para eliminar material de un sólido giratorio.Por lo general, se usa para crear objetos que son cilíndricos, como válvulas o ejes.
❖ Fabricación de chapa.Enfabricación de chapa, una hoja plana de metal se corta o se forma de acuerdo con un plano, generalmente un archivo DXF o CAD.
Fabricación aditiva
La fabricación aditiva, también conocida como impresión 3D, se refiere a un proceso en el que se agrega material sobre sí mismo para crear una pieza.Es capaz de producir formas muy complejas que de otro modo serían imposibles con los métodos de fabricación tradicionales (sustractivos), genera menos residuos y puede ser más rápido y menos costoso, especialmente cuando se producen lotes pequeños de piezas complejas.Sin embargo, la creación de piezas simples puede ser más lenta que la fabricación sustractiva, y la gama de materiales disponibles suele ser menor.
Los tipos comunes de fabricación aditiva incluyen:
❖ Estereolitografía (SLA).También conocida como impresión 3D de resina, SLA utiliza láseres UV como fuente de luz para curar selectivamente una resina polimérica y crear una pieza acabada.
❖ Modelado por Deposición Fundida (FDM).También conocido como fabricación de filamentos fusionados (FFF),FDMconstruye partes capa por capa, depositando selectivamente el material fundido en un camino predeterminado.Utiliza polímeros termoplásticos que vienen en filamentos para formar los objetos físicos finales.
❖ Sinterización Selectiva por Láser (SLS).EnImpresión 3D SLS, un láser sinteriza selectivamente las partículas de un polímero en polvo, fusionándolas y construyendo una pieza, capa por capa.
❖ Fusión Multi Chorro (MJF).Como tecnología de impresión 3D patentada de HP,MJFpuede entregar piezas de manera constante y rápida con alta resistencia a la tracción, resolución fina de características y propiedades mecánicas bien definidas
Formación de metales
En la formación de metales, el metal se moldea en la forma deseada mediante la aplicación de fuerza a través de métodos mecánicos o térmicos.El proceso puede ser en caliente o en frío, según el metal y la forma deseada.Las piezas creadas con conformado de metal suelen presentar buena resistencia y durabilidad.Además, normalmente se genera menos desperdicio de material que con otras formas de fabricación.
Los tipos comunes de conformado de metales incluyen:
❖ Forja.El metal se calienta y luego se le da forma aplicándole una fuerza de compresión.
❖ Extrusión.El metal se fuerza a través de un troquel para crear la forma o el perfil deseado.
❖ Dibujo.El metal se tira a través de un troquel para crear la forma o el perfil deseado.
❖ Flexión.El metal se dobla a la forma deseada a través de una fuerza aplicada.
Fundición
La fundición es un proceso de fabricación en el que un material líquido, como metal, plástico o cerámica, se vierte en un molde y se deja solidificar en la forma deseada.Se utiliza para crear piezas que cuentan con altos grados de precisión y repetibilidad.La fundición también es una opción rentable en la producción de lotes grandes.
Los tipos comunes de fundición incluyen:
❖ Moldeo por inyección.Un proceso de fabricación utilizado para producir piezas porinyectando fundidomaterial, a menudo plástico, en un molde.Luego, el material se enfría y solidifica, y la pieza terminada se expulsa del molde.
❖ Fundición a presión.En la fundición a presión, el metal fundido se introduce a presión en una cavidad del molde a alta presión.La fundición a presión se utiliza para producir formas complejas con alta precisión y repetibilidad.
Diseño para la fabricación y piezas para la producción.
Diseño para fabricación o factibilidad de fabricación (DFM) se refiere a un método de ingeniería para crear una pieza o herramienta con un enfoque de diseño primero, lo que permite un producto final que es más efectivo y más barato de producir.El análisis DFM automático de Hubs permite a los ingenieros y diseñadores crear, iterar, simplificar y optimizar piezas antes de fabricarlas, lo que hace que todo el proceso de fabricación sea más eficiente.Al diseñar piezas que son más fáciles de fabricar, se pueden reducir el tiempo y los costos de producción, al igual que el riesgo de errores y defectos en las piezas finales.
Sugerencias para usar el análisis DFM para minimizar los costos de su ciclo de producción
❖ Minimizar componentes.Por lo general, cuantos menos componentes tenga una pieza, menor será el tiempo de ensamblaje, el riesgo o error y el costo total.
❖ Disponibilidad.Las piezas que se pueden fabricar con los métodos y equipos de producción disponibles, y que cuentan con diseños relativamente simples, son más fáciles y económicas de producir.
❖ Materiales y componentes.Las piezas que utilizan materiales y componentes estándar pueden ayudar a reducir costos, simplificar la gestión de la cadena de suministro y garantizar que las piezas de repuesto estén fácilmente disponibles.
❖ Orientación de piezas.Tenga en cuenta la orientación de la pieza durante la producción.Esto puede ayudar a minimizar la necesidad de soportes u otras características adicionales que pueden aumentar el tiempo y el costo total de producción.
❖ Evite socavaduras.Las socavaduras son características que impiden que una pieza se retire fácilmente de un molde o accesorio.Evitar socavaduras puede ayudar a reducir el tiempo y los costos de producción y mejorar la calidad general de una pieza final.
El costo de fabricar piezas para la producción.
Lograr un equilibrio entre calidad y costo es clave en la fabricación de piezas destinadas a la producción.Aquí hay varios factores relacionados con los costos a considerar:
❖ Materiales.El costo de las materias primas utilizadas en el proceso de fabricación depende del tipo de material utilizado, su disponibilidad y la cantidad requerida.
❖ Utillaje.Incluido el costo de maquinaria, moldes y otras herramientas especializadas utilizadas en el proceso de fabricación.
❖ Volumen de producción.En general, cuanto mayor sea el volumen de piezas que produzca, menor será el costo por pieza.Esto es especialmente cierto demoldeo por inyección, que ofrece importantes economías de escala para volúmenes de pedidos más grandes.
❖ Plazos de entrega.Las piezas producidas rápidamente para proyectos sensibles al tiempo a menudo incurren en un costo más alto que aquellas con plazos de entrega más largos.
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La fuente del artículo:https://www.hubs.com/knowledge-hub/?topic=CNC+maquinado
Hora de publicación: 14-abr-2023