Las mejores técnicas de medición para piezas mecanizadas CNC | MMC, láser, tolerancia

Las micras lo son todo en un negocio de alto riesgo como el mecanizado CNC. La superficie lisa del componente mecanizado oculta los complejos pasos y comprobaciones que determinan el rendimiento, la vida útil y la seguridad. Es lo que se llama la ciencia del brillo. Como maquinista, inspector de calidad o ingeniero, conocer las armas de los métodos de medición contemporáneos no es sólo una ventaja, sino una necesidad.

En esta guía también vamos a desenmascarar a los más fiables, últimos y precisos Técnicas de medición de piezas mecanizadas por CNC. Desde máquinas de medición de coordenadas (MMC) a escáneres láser, pasando por comprobadores de rugosidad superficial y medidores de tolerancia, éste es el manual definitivo para dominar la precisión dimensional.

¿Por qué es importante la medición precisa en el mecanizado CNC?

Piense en construir un motor de avión en el que las piezas sólo quepan dentro de un margen de 0,01 mm. Desastroso, ¿verdad? En sectores como el aeroespacial, la automoción y la fabricación médica, no hay concesiones cuando se trata de precisión. Mediciones precisas:

• Evitar el rechazo de piezas y la repetición de trabajos
• Garantizar la compatibilidad y el montaje de los componentes
• Cumplen las estrictas normas industriales e ISO
• Optimizar el rendimiento y la fiabilidad

Métodos de inspección dimensional: La primera línea de la precisión

Un proceso de mecanizado que proporciona el mayor apoyo a la garantía de calidad es la inspección dimensional. Los mejores métodos son los siguientes:

1. Máquinas de medición por coordenadas (MMC)

Por qué es importante: Las MMC son los titanes de la medición de precisión. Mediante un sistema de palpado, miden la geometría de objetos físicos con extrema precisión.

Tipos de MMC:

• MMC de tipo puente
• MMC de pórtico
• MMC de brazo horizontal
• MMC portátiles (brazos articulados)

Lo que miden:

• Diámetro interior
• Planitud
• Cilindricidad
• Perfil y contorno

Las MMC suelen combinarse con información CAD, lo que permite comparar la pieza y su versión 3D en directo. Proporcionan repetibilidad y precisión de 1 micra.

2. Comparadores ópticos

Proyectan una silueta ampliada de una pieza en una pantalla para inspeccionar su perfil y dimensiones comparándolos con plantillas. Perfectos para analizar piezas planas pequeñas y examinarlas visualmente con rapidez.

3. Micrómetros y calibradores

Herramientas de la vieja escuela para mediciones básicas:

• Micrómetros: Para mediciones exteriores, interiores y de profundidad con gran precisión
• Calibradores: Versátil y rápido para dimensiones interiores y exteriores

4. Medidores de altura

Se utiliza para medir dimensiones verticales y marcar elementos con extrema precisión en una placa de superficie de granito.

Sistemas de medición sin contacto frente a los de contacto

Contacto Sistemas de medición

Estas herramientas entran en contacto físico con la pieza:

• MMC con sondas de contacto
• Micrómetros
• Indicadores

Pros:

• Alta precisión
• Bueno para materiales densos o duros

Contras:

• Puede causar desgaste en superficies blandas o delicadas

Sistemas de medición sin contacto

Entre ellos figuran los escáneres láser, los sistemas de luz estructurada y los sistemas de visión.

Pros:

• Medición rápida
• Ideal para componentes blandos, pequeños o sensibles
• Captura rápidamente toda la geometría de la superficie

Contras:

• Precisión ligeramente inferior a los métodos de contacto
• Equipos más caros

Rugosidad superficial y comprobación de tolerancias

Incluso si una pieza cumple las especificaciones dimensionales, la textura de la superficie puede hacer que funcione o no.

Rugosímetros

Pueden denominarse perfilómetros y miden la rugosidad (Ra, Rz, etc.) escaneando la superficie. La razón por la que es esencial:

• Influye en la fricción, el desgaste y la lubricación
• Influencias en la adherencia del revestimiento
• Imprescindible para sellar superficies

Inspección de tolerancia

Las piezas CNC suelen tener tolerancias de ±0,005 mm. Para comprobarlo se utilizan herramientas especializadas:

• Tolerancia posicional
• Planitud y rectitud
• Redondez y concentricidad

Herramientas incluidas:

• Calibres
• Calibradores de enchufe
• Galgas de presión
• Medidores de anillo

Herramientas ópticas y digitales avanzadas

La tecnología ha redefinido la precisión. Exploremos algunas herramientas futuristas que ya son habituales:

1. Sistemas de escaneado láser

Utilizan rayos láser de alta velocidad para capturar millones de puntos en la superficie de una pieza. La nube de puntos resultante se compara con los datos CAD para detectar defectos al instante.

2. Escáneres 3D de luz estructurada

Proyectan un patrón conocido sobre la superficie de la pieza y analizan la deformación para calcular la geometría.

3. Sistemas de medición de visión (VMS)

Las cámaras y objetivos de alta resolución realizan 2D y 3D mediciones sin contacto.

4. Microscopios digitales

Con aumentos de hasta 5000x, ayudan en la microinspección de pequeñas piezas mecanizadas o defectos superficiales.

Integración de CAD/CAM para la inspección durante el proceso

Modernas máquinas CNC suelen venir equipados con sistemas de palpado y software de inspección en tiempo real. La integración con CAD/CAM permite:

• Ajustes en curso
• Corrección automática de errores
• Reducción de los índices de rechazo

Incertidumbre de medición y calibración: Los factores no mencionados

La incertidumbre y la calibración frecuente faltan en cualquier régimen de medición.

• Incertidumbre: La duda cuantificada en la medición. Conocerla ayuda a definir los rangos de aceptación.
• Calibración: Todas las herramientas de medición deben calibrarse rutinariamente utilizando patrones trazables (certificados NIST o ISO).

Cómo elegir el método de medición adecuado

Pregúntatelo a ti mismo:

• ¿Cuál es la tolerancia crítica?
• ¿La superficie es delicada o reflectante?
• ¿Necesita alta velocidad o ultraprecisión?
• ¿Se trata de una geometría simple o geometría compleja?

Uso industrial de las piezas mecanizadas por CNC

• Aeroespacial: Las turbinas de los reactores, los trenes de aterrizaje y los fuselajes requieren componentes de gran precisión (ultraligeros).
• Industria médica: Los implantes médicos y el instrumental quirúrgico requieren una precisión micrométrica y acabados de espejo.
• Automoción: Los componentes que intervienen en la transmisión y los motores tienen que trabajar con tolerancias estrechas y deben alisarse

Todas estas industrias dependen de una combinación de estrategias con y sin contacto, basadas en la geometría y el material de las piezas.

Conclusión

Mecanizado CNC cortar metal, pero la verdadera artesanía consiste en técnicas de medición de piezas mecanizadas con CNC. Impide el rendimiento, la seguridad y la reputación. Desde el humilde calibre hasta las avanzadas máquinas de medición de coordenadas (MMC), pasando por los escáneres láser y los sistemas de imágenes 3D, estas máquinas de precisión se utilizan en todo el mundo. herramientas de medición en el mecanizado han evolucionado para responder a las exigencias cada vez mayores de la industria moderna.

Así que la próxima vez que se maraville ante el brillo de un componente mecanizado, recuerde que su perfección no es accidental, sino el resultado de un riguroso proceso de fabricación. métodos de inspección dimensionalLa medición no es algo secundario; es el héroe oculto de la excelencia del CNC. La medición no es algo secundario; es el héroe oculto de la excelencia en CNC.

Preguntas frecuentes sobre las técnicas de medición de piezas mecanizadas por CNC