Lección 5.2CortarCapítulo 5 · Mecanizado

Fresado

Un cortador giratorio de varios filos se mueve sobre una pieza fija

El fresado talla una pieza con un cortador giratorio de varios dientes, mientras la pieza se desplaza junto a él. Hace caras planas, ranuras, cajeados y casi cualquier forma 3D: las caras de bloques de motor, los moldes de inyección de plástico y las carcasas de aluminio de muchos portátiles se fresan. Es el proceso de mecanizado más versátil.

Foto: Impressionmanufacturer, CC BY-SA 4.0, vía Wikimedia Commons

Fresado · vista lateral y trayectoria de herramienta vista desde arriba, 5 pasosLos números en círculo corresponden a los pasos de abajo. La vista de la izquierda muestra el corte de lado; la de la derecha muestra cómo se dirige el cortador, visto desde arriba.

Fresado en un minuto, por MecMade

Cómo funciona

Sujeta el bloque. Un tornillo de banco (una mordaza accionada por husillo) o unos pernos sujetan la pieza con firmeza a la mesa de la máquina, porque las fuerzas de corte son grandes.
Haz girar el cortador. El husillo hace girar un cortador con varios filos (dientes). Las velocidades van desde unas pocas centenas de rpm (revoluciones por minuto) para cortadores grandes en acero hasta 20.000 o más para los pequeños en aluminio.
Fija la profundidad. El cortador se baja a la profundidad de corte, desde unas pocas décimas de milímetro para el acabado hasta varios milímetros para el desbaste.
Avanza la pieza. La mesa mueve la pieza bajo el cortador. Cada diente da un pequeño mordisco, normalmente de 0,05–0,2 mm de espesor, y lo lanza como una viruta.
Sigue una trayectoria. Un programa CNC (control numérico por ordenador: la máquina sigue coordenadas codificadas) dirige el cortador en X, Y y Z. Traza contornos y vacía cajeados en muchas pasadas, desbastando primero y acabando al final, y cambia de cortador automáticamente.

Datos clave

Materiales: Metales (aluminio, acero, titanio, latón), plásticos, madera, composites
Piezas típicas: Soportes, carcasas, bloques de motor, moldes y matrices, cárteres de cajas de cambios, prototipos
Tamaño de pieza: Desde unos pocos milímetros hasta varios metros en grandes máquinas de pórtico (piezas de ala de avión)
Precisión: Normalmente ±0,01–0,05 mm; unos ±0,005 mm en máquinas precisas
Acabado superficial: Normalmente Ra 0,8–3,2 µm (Ra = rugosidad media; 1 µm es una milésima de milímetro), con líneas de trayectoria visibles
Tamaño de lote adecuado: De piezas únicas y prototipos a miles de piezas
Coste de utillaje y máquina: Los cortadores cuestan de decenas a cientos de dólares; las máquinas van desde unos pocos miles de dólares (manuales) hasta cientos de miles o más (CNC de 5 ejes)
Velocidad: De minutos a horas por pieza, según cuánto material haya que arrancar

Ventajas y límites

Ventajas

Hace casi cualquier forma: caras planas, ranuras, cajeados, superficies 3D
Sin utillaje específico de la pieza: un diseño nuevo solo necesita un programa nuevo
Preciso y repetible, fácil de automatizar
Funciona con la mayoría de los materiales sólidos

Límites

Más lento y caro por pieza que la fundición o el moldeo a gran volumen
Puede convertir la mayor parte del bloque inicial en virutas
Las esquinas interiores siempre conservan un radio, porque el cortador es redondo
Las cavidades profundas y estrechas son difíciles: los cortadores largos y finos se doblan y vibran

Dónde se usa

AeroespacialNervios y largueros de ala, carcasas de motor, soportes mecanizados a partir de aluminio o titanio macizo
AutomociónBloques de motor y culatas (caras planas), carcasas de cajas de cambios, prototipos
UtillajeMoldes de inyección, matrices de fundición a presión, matrices de estampado
ElectrónicaCuerpos de portátiles y móviles, disipadores de calor, carcasas
MedicinaImplantes de rodilla y cadera, instrumental quirúrgico

Cómo reconocerlo

Líneas paralelas finas o arcos solapados en las caras planas: las trayectorias del cortador.
Esquinas interiores redondeadas en los cajeados, que coinciden con el radio del cortador.
Grandes remolinos circulares en caras planas grandes, y diminutas crestas (festones) en superficies 3D curvas.

Compáralo con

Torneado5.1la pieza gira en lugar de la herramienta, así que el torneado hace piezas redondas más rápido y barato.Taladrado5.3una broca solo se hunde recta para hacer agujeros; una fresa también se mueve de lado.Electroerosión por penetración6.6erosiona con chispas en vez de cortar, llegando a esquinas interiores vivas y a acero templado con los que el fresado tiene problemas.

Míralo

Autodesk Fusion · Fundamentos del fresado para principiantes

Sandvik Coromant · Un primer plano de un cortador de fresado en acción

DMG MORI · Un centro de mecanizado de 5 ejes (una fresadora CNC que también puede inclinar la pieza), mostrado por su fabricante

Practical Machinist · Cortes reales de 5 ejes tallando piezas complejas

Ver fotos reales

Wikipedia: Fresado — cortadores, fresadoras y centros de mecanizado
Búsqueda de fotos en Wikimedia Commons

Recuerda

En el fresado el cortador gira y la máquina mueve la pieza o el cortador siguiendo una trayectoria programada.
Cada diente da un pequeño mordisco, así que un cortador con más dientes puede avanzar más rápido.
Las esquinas interiores redondeadas y las finas líneas de trayectoria son la firma de una pieza fresada.