Por qué el mecanizado CNC es importante para los robots encarnados
Cuando ves a esos robots robóticos haciendo volteretas justo delante de ti, ¿te preocupa que puedan romperse o fallar? Las articulaciones se flexionan. Los brazos se extienden. Toda la estructura experimenta fuerzas reales: gravedad, inercia e impacto.
Por lo tanto, el hardware debe ser rígido, ligero y preciso.
Dos procesos dominan este ámbito para la creación de prototipos y la producción de volúmenes bajos a medios: el mecanizado CNC y la fabricación de chapa metálica. Ambos son accesibles y permiten obtener piezas reales con rapidez, pero cumplen funciones diferentes.
Estos dos procesos también son fundamentales para la creación de robots con cuerpo físico. A continuación, les mostraré paso a paso cómo el mecanizado CNC y la fabricación de chapa metálica se combinan para construir un robot con cuerpo físico.
Componentes mecanizados por CNC (El núcleo de precisión)
Algunas piezas definen el rendimiento del robot. Soportan las cargas. Determinan la precisión. Sin ellas, toda la máquina se desvía y falla.
Carcasas de juntas
Estos soportes se encuentran en los hombros, las caderas, las rodillas y los tobillos. Cada uno puede soportar la fuerza total de un movimiento de balanceo de una extremidad o un cambio de posición del cuerpo. La carcasa requiere orificios precisos. Los cojinetes se insertan a presión. Los sellos se ubican concéntricamente al eje giratorio.
Salvo que el cliente tenga requisitos específicos, solemos utilizar aluminio 6061 o 7075 para fabricar estas piezas. El mecanizado CNC de 5 ejes es la mejor opción. La herramienta puede alcanzar socavados y caras angulares en una sola configuración. Sin embargo, un operario cualificado también puede fabricar la misma pieza en una fresadora de tres ejes. Simplemente requiere varias configuraciones, más sujeción y una cuidadosa recalibración de los puntos de referencia. El proceso de cinco ejes es más rápido y preciso. El proceso de tres ejes es más económico para series pequeñas.
Ejes de transmisión rotativos
Estas piezas giran. Transfieren el par motor a una articulación. Su geometría es algo compleja. Los muñones de los cojinetes requieren un control preciso del diámetro. Las estrías o chaveteros transmiten la rotación sin deslizamiento. Las partes roscadas sujetan las tuercas o poleas de retención. Muchos ejes también tienen orificios pasantes internos. Los cables de los sensores o de alimentación pasan justo por el centro del conjunto giratorio.
Utilizamos tornos CNC con herramientas motorizadas para fabricar estos ejes. El torno se encarga del mecanizado de los diámetros exteriores. Las herramientas motorizadas fresan las caras planas, taladran los orificios transversales y cortan las chaveteras sin necesidad de retirar la pieza del husillo. Para ejes complejos, lo más recomendable suele ser un centro de torneado y fresado de cinco ejes. Estos centros manejan características fuera del eje y puertos angulares en una sola sujeción.
El proceso de fabricación es crucial. Lo primero es desbastar el eje. Asegúrese de tener existencias de diámetros críticos. Luego, envíelo al tratamiento térmico. La dureza objetivo oscila entre HRC 45 y 60, según la aleación y su resistencia al desgaste. Una vez finalizado el tratamiento térmico, es momento de rectificar los muñones de los cojinetes y las superficies de sellado. El rectificado es extremadamente preciso en acero endurecido, algo que el torneado no puede igualar. El resultado es un eje que gira con precisión, se desgasta lentamente y durará tanto como se espera de los robots que lo integran.
Chasis del torso (Placa de montaje principal)
Esta es la columna vertebral del robot. Todo se conecta a ella: ordenadores, baterías, actuadores, sistemas de gestión de cables. La placa proporciona superficies de referencia planas y paralelas. Si la placa se dobla o se tuerce, nada más se alineará correctamente. Tus robots terminarán torcidos.
Fabricamos esta pieza a partir de una placa de aluminio. El grosor varía entre 12 y 25 milímetros, según el tamaño y la construcción del robot. El mecanizado es sencillo, pero laborioso. Hay cientos de orificios roscados, todos taladrados y roscados con una precisión milimétrica. Si se coloca un orificio en el lugar equivocado, puede resultar muy costoso. En los talleres se utilizan centros de mecanizado CNC con ciclos de palpado para verificar la posición de los orificios antes de roscarlos.
Piezas pequeñas de precisión
No todos los componentes son mamparos estructurales. Algunas piezas son diminutas. Requieren maquinaria y enfoques diferentes.
Los huesos de los dedos y las articulaciones de la mano son pequeños, complejos y numerosos. Una mano humanoide podría tener entre quince y veinte articulaciones. Cada una cuenta con superficies de apoyo, orificios de pivote y guías para cables. Los tornos tipo suizo son la opción ideal en este caso. Utilizan máquinas para cortar piezas largas y delgadas a partir de barras de material con una concentricidad excepcional. Para detalles aún más pequeños, las microfresadoras son la solución. Las herramientas que utilizamos tienen un diámetro inferior a un milímetro. La velocidad de avance se mide en micras por diente.
Las flexiones de los sensores de fuerza/torque representan un desafío completamente diferente. Se trata de estructuras elásticas de paredes delgadas, que se deforman ligeramente al aplicarles presión. Los extensómetros miden esta deformación, y la pieza debe recuperar su forma original a la perfección en cada ocasión. Si hay demasiado material, el sensor puede volverse insensible, sin generar la deformación suficiente para producir un cambio permanente. Si se mecanizan estas piezas en aluminio o acero inoxidable 17-4PH, es fundamental controlar cuidadosamente la trayectoria de la herramienta. Cualquier marca de corte se convierte en una concentración de tensiones. Muchos talleres terminan desechando la mitad de su primer lote al descubrir este problema.
Las placas de retención de cojinetes y los soportes del codificador son más sencillos, pero igualmente precisos. Se fijan axialmente a los cojinetes y mantienen los cabezales de lectura del codificador con holguras de aire exactas. Las tolerancias son importantes, pero la geometría suele ser bastante simple.
Reglas de diseño para el mecanizado CNC (lista con viñetas)
¿Quieres saber mi opinión? ¿A qué deberías prestar especial atención? He recopilado algunos puntos que espero te sean útiles.
- Intente evitar cavidades estrechas y angostas siempre que sea posible. Cualquier cavidad cuya profundidad sea cuatro veces mayor que su anchura representa un problema. Las virutas no se eliminan fácilmente. El refrigerante no puede llegar a la zona de corte. Las fresas largas y delgadas pueden vibrar o romperse. Rediseñe la pieza o añada un orificio pasante para facilitar la evacuación de las virutas.
- Para las esquinas internas, utilice radios de fresa estándar. Los radios más comunes son 1.5 mm, 3 mm y 6 mm, que se ajustan a las herramientas disponibles en el mercado. Si necesita un radio no estándar, por ejemplo, de 4.2 mm, el taller tendrá que fabricar una herramienta a medida o realizar varias pasadas para solucionar el problema de la esquina. Ambas opciones aumentan el costo y el tiempo de entrega.
- Especifica tolerancias estrictas solo cuando sea realmente necesario. Un muñón de cojinete o una superficie de montaje de engranajes requieren una tolerancia de ±0.005 mm. Un perfil exterior estético no. Muchos diseñadores establecen tolerancias estrictas en todas las dimensiones. Esto solo termina costando más sin mejorar el rendimiento. Ten cuidado al elegir a quién contratar.
- La idea es diseñar para minimizar las configuraciones. Cada vez que retiramos una pieza de la máquina y la volvemos a colocar, la precisión disminuye y el tiempo de ciclo aumenta. Si una pieza se mecaniza en una o dos configuraciones, costará la mitad que una que requiera cinco. Las características de orientación solo son accesibles desde una dirección. Intente evitar socavados a menos que sea estrictamente necesario. Diseñe para la máquina, no solo para la función.
Fabricación de chapa metálica Componentes (El marco ligero)
Los robots corporales son muy complejos, pero aún así, algunos componentes deben ser rígidos, ligeros y económicos. Aquí es donde la chapa metálica demuestra su valía. Se utiliza para crear la piel y las estructuras secundarias del robot.
Cajas y paneles para torsos
Piensa en los paneles laterales, las cubiertas traseras y las plataformas superiores. Estos elementos evitan la entrada de polvo y mantienen los cables en su lugar. Además, le dan al robot un aspecto más profesional. Todos sabemos que un enredo de cables colgando de un prototipo es antiestético.
Utilizamos una cortadora láser para fabricar nuestros productos. La máquina corta láminas planas de aluminio de 1.5 a 2 milímetros de espesor. Presenta orificios para la circulación del aire y aberturas para el paso de cables. Posteriormente, la pieza pasa a una prensa plegadora, que dobla, rebordea y da forma al diseño tridimensional.
Las tuercas PEM son un detalle estándar aquí. Se trata de insertos roscados a presión. Un taller los instalará después de doblarlos. El inserto queda al ras con la superficie de la lámina. Ahora, puede usar un panel delgado de aluminio con un perno de acero sin dañar las roscas. ¡Así de fácil! Funciona de maravilla.
Enlaces de piernas y brazos
Las extremidades de un robot corpóreo no tienen por qué ser de metal macizo. Los perfiles en C y las cajas cerradas funcionan bien. Ambos se obtienen a partir de láminas de metal dobladas.
Un método común utiliza dos perfiles en U. Cada perfil tiene una forma curvada sencilla. Un operario los coloca espalda con espalda y remacha las bridas. El resultado es una sección de caja cerrada. Rígida a la flexión. Rígida a la torsión. Ligera porque la mayor parte del material se encuentra en las superficies exteriores. Este es el mismo principio que el de una viga en I o un tubo de cuadro de bicicleta.
Estos eslabones de chapa metálica se atornillan o remachan directamente a las carcasas de las juntas mecanizadas. La carcasa proporciona las superficies de apoyo de precisión. El eslabón de chapa metálica proporciona el soporte estructural. Cada material cumple mejor su función.
Cajas de batería
Las celdas de iones de litio necesitan protección. Una perforación puede provocar un incendio. Una abolladura puede causar un cortocircuito interno. Las carcasas de las baterías son simplemente cajas curvadas con tapas extraíbles. La chapa metálica proporciona resistencia a los impactos. Además, evita que las celdas entren en contacto accidentalmente con herramientas o residuos durante el mantenimiento.
Los diseñadores han añadido pestañas curvadas a estas carcasas. Estas pestañas tienen orificios que coinciden con las inserciones roscadas del chasis. Unos pocos tornillos sujetan la batería. Se retira en cuestión de segundos y se reemplaza fácilmente. La carcasa de chapa metálica es bastante sencilla. Simplemente funciona, y funciona de forma fiable.
Soportes de montaje para componentes electrónicos
Los sensores y las placas de circuitos necesitan soportes. No es necesario que sean complicados. Los soportes en forma de L y de Z son muy útiles. Se utilizan para cámaras, unidades LiDAR y microcontroladores.
El proceso es bastante rápido. Consigue una plantilla plana de una lámina de aluminio de entre 1 y 1.5 mm de grosor. Simplemente dóblala con una plegadora. ¡Listo! El tiempo de producción se mide en días, no en semanas. Esta rapidez es crucial al crear la primera versión de un producto. ¿Necesitas reposicionar un sensor? Diseña un nuevo soporte. Córtalo. Dóblalo. Pruébalo. Todo el proceso dura una tarde.
Placas para los pies (versión simple)
La placa del pie es la que transfiere las fuerzas de reacción del suelo a la estructura de la pierna. La versión básica es simplemente una placa plana.
El corte por chorro de agua es la mejor opción. No hay zona afectada por el calor ni imperfecciones que requieran un acabado posterior. La placa permanece plana y sin tensiones. Posteriormente, tras el corte, se taladran y roscan los orificios de montaje para el sensor de fuerza/par.
Nuestros ingenieros suelen usar acero para muelles en lugar de aluminio para una mayor durabilidad. La placa se dobla ligeramente al aplicarle presión, pero luego recupera su forma plana. Esto prolonga su vida útil antes de que se agriete. La desventaja radica en el peso y la resistencia a la corrosión. El acero para muelles es más pesado y se oxida si no está recubierto.
Reglas de diseño para la fabricación de chapa metálica
Estas normas ayudan a que las piezas sean fabricables. Si no se cumplen, el taller podría volver a llamar para solicitar cambios o cobrar más.
- Asegúrese de que el diámetro del orificio sea al menos igual al grosor del material. Deberá asegurarse de que haya al menos un orificio de 1 mm en cada lámina de 1 mm. Los orificios más pequeños requieren herramientas especiales o perforación adicional, lo que incrementa el costo.
- Asegúrese de mantener la distancia entre el orificio y la curva. La regla general es 2.5 veces el grosor del material más el radio de curvatura. Si el orificio está demasiado cerca de la curva, se deformará. El material se estira hacia afuera en la curva, el orificio adquiere una forma más ovalada y los sujetadores ya no encajan.
- El diseño debe tener una altura de brida que sea al menos cuatro veces el espesor del material. Si la brida es demasiado corta, no será posible darle forma con precisión. La matriz de la plegadora necesita suficiente material para sujetarse. Además, las bridas cortas carecen de rigidez y se tambalean bajo carga.
- Añade redondeos a las esquinas internas. Las esquinas afiladas pueden ejercer mucha presión sobre una superficie. Si tienes una pieza doblada, una esquina interna afilada es un riesgo de que se produzca una grieta. Un redondeo distribuye la carga, lo que prolonga la vida útil de la pieza. Esta regla se aplica tanto al patrón plano como a la forma final.
- Para que lo sepas, es importante especificar la dirección de doblado con respecto a la dirección de la fibra del material, especialmente en el caso del aluminio. La chapa metálica tiene una dirección de fibra definida por el proceso de laminación. Doblarla transversalmente a la fibra la hace más resistente. Doblarla en la misma dirección de la fibra puede provocar grietas en la parte exterior del doblez. Los diseñadores experimentados lo indicarán en el plano. Si no tienes experiencia, probablemente lo descubrirás después de que falle tu primer lote de piezas.
Ensamblajes híbridos (mecanizados + conformados)
Es imposible construir un robot completo utilizando un solo proceso de fabricación. El proceso es extremadamente complejo, pero nuestro enfoque general consiste en utilizar el mecanizado CNC para las piezas donde la precisión y la resistencia son fundamentales, y la fabricación de chapa metálica para las piezas donde el peso y el coste son más importantes. Posteriormente, ensamblamos estas piezas.
Patrón de construcción de la pierna
Observemos la pierna de un robot, desde la cadera hasta el pie. Tiene tres articulaciones: cadera, rodilla y tobillo. Cada articulación requiere una carcasa mecanizada. Los orificios de los cojinetes deben ser concéntricos. Las superficies de montaje deben ser paralelas. Las ranuras de sellado deben estar limpias. Este es el ámbito del mecanizado CNC.
Ahora bien, consideremos las uniones entre esas articulaciones: el muslo y la pantorrilla. Se trata de cuerpos estructurales largos que necesitan rigidez a lo largo de toda su extensión. Sin embargo, no requieren la densidad de un bloque sólido de aluminio. Los perfiles de chapa metálica son ideales para este propósito. Un perfil en U o una sección de caja cerrada proporcionan rigidez a la flexión con un peso considerablemente menor.
El operario atornilla o remacha la carcasa mecanizada al perfil de chapa metálica. La carcasa sujeta la unión de precisión. El perfil mantiene las dos carcasas separadas a una distancia fija. Cada pieza cumple su función. Juntas, funcionan como una unidad.
Patrón de construcción del torso
El torso está diseñado siguiendo una lógica similar, pero con proporciones diferentes.
Una placa central, mecanizada a partir de una sola pieza de metal, recorre el centro. Esta forma la estructura rígida. Los actuadores se montan directamente sobre ella. Los ordenadores y las baterías se atornillan a sus superficies. La placa central debe ser plana, resistente y perforada con precisión. El mecanizado CNC a partir de una placa gruesa de aluminio es el método idóneo.
Alrededor de este núcleo denso, se añaden paneles laterales, frontales y traseros de chapa metálica. Estos cumplen dos funciones. En primer lugar, protegen los componentes internos, evitando que queden cables expuestos. En segundo lugar, impiden que los dedos introduzcan los cables en las piezas móviles. Además, aumentan la rigidez torsional. Una caja cerrada de chapa metálica resiste la torsión con mucha más eficacia que una simple placa plana.
Esta combinación resulta eficiente. Un núcleo mecanizado puede soportar cargas concentradas e interfaces de precisión. Una carcasa de chapa metálica puede soportar superficies amplias y cumplir con los requisitos de cerramiento. En conjunto, pesan y cuestan menos que un torso completamente mecanizado.
Patrón de construcción manual
Aunque las manos son pequeñas, el patrón se mantiene constante.
Las características de precisión se logran mediante huesos de dedos robóticos metálicos mecanizados por CNC. Cuentan con orificios para pasadores en las articulaciones, guías para cables en los tendones y superficies planas para la fijación de los mecanismos de articulación. Si bien cada hueso es pequeño, las tolerancias son muy estrictas. Estos huesos se pueden producir en serie utilizando un torno tipo suizo o una microfresadora.
La palma puede estar hecha de placas de chapa metálica. Material delgado. Bridas dobladas. Estas forman la curvatura de la palma. También sirven como puntos de anclaje para los huesos de los dedos.
Pequeños remaches o tornillos mantienen el conjunto unido. Los huesos de los dedos, mecanizados, pivotan sobre pasadores de precisión. La palma, de chapa metálica, proporciona soporte. El resultado es una mano que se mueve con fluidez, pesa poco y es mucho más económica que una alternativa totalmente mecanizada.
Mecanizado CNC vs. Fabricación de chapa metálica
La gente pregunta qué método es mejor. Esa es la pregunta equivocada. Cada proceso resuelve un problema diferente. La siguiente tabla muestra en qué se diferencian.
| Aspecto | Mecanizado CNC | Fabricación de chapa |
| Ideal para | Agujeros para cojinetes, orificios roscados de precisión, geometría 3D compleja. | Placas planas o curvas, soportes sencillos, cerramientos y revestimientos estructurales. |
| Volumen típico | Bajo volumen. De 1 a 100 unidades. | Volumen bajo a medio. De 10 a 500 unidades. |
| Costo de herramienta | Ninguno. Sin moldes ni troqueles. | Bajo. Herramientas sencillas para la plegadora. El corte por láser no requiere herramientas complejas. |
| Costo por pieza | Alto. El desperdicio de material es significativo. | Precio bajo para series de 10 o más unidades. |
| Plazo de entrega (prototipos) | 1 2 de semanas. | 3 a 7 días. |
| Relación fuerza-peso | Bueno, pero denso. | Excelente. El material delgado soporta la carga de manera eficiente. |
| Complejidad geométrica | Muy alto. Socavados, cavidades profundas, ángulos compuestos. | Bajo. Limitado a formas flexibles. |
Cuándo elegir el mecanizado CNC
Elija el mecanizado CNC para piezas que requieran orificios para cojinetes. Estos orificios deben ser perfectamente redondos y con una tolerancia de unas pocas micras respecto al tamaño requerido. Elija esta opción para orificios roscados de precisión que se alineen exactamente con los componentes de acoplamiento. Elija esta opción para geometrías tridimensionales complejas que no se pueden aproximar con una lámina plana. Carcasa de junta. Un soporte de sensor con ángulos compuestos. Un engranaje en bruto a medida.
El coste inicial es bajo. No hay que comprar herramientas. Sin embargo, el coste por pieza es alto. Una pieza mecanizada comienza como un bloque sólido. La mayor parte de ese bloque se convierte en virutas en la planta de producción. Para series de producción de entre una y cien piezas, esta compensación resulta razonable. Sin embargo, para volúmenes mayores, empezamos a considerar otros métodos.
Cuándo elegir la fabricación de chapa metálica
Elija el mecanizado CNC para piezas de robots que requieran orificios para cojinetes. Estos orificios deben ser perfectamente redondos y con una tolerancia de unas pocas micras respecto al tamaño requerido. Elija esta opción para orificios roscados de precisión que se alineen exactamente con los componentes de acoplamiento. Elija esta opción para geometrías tridimensionales complejas que no se pueden aproximar con una lámina plana. Carcasa de articulación. Un soporte de sensor con ángulos compuestos. Un engranaje en bruto a medida.
El coste inicial es bajo. No hay que comprar herramientas. Sin embargo, el coste por pieza es alto. Una pieza mecanizada comienza como un bloque sólido. La mayor parte de ese bloque se convierte en virutas en la planta de producción. Para series de producción de entre una y cien piezas, esta compensación resulta razonable. Sin embargo, para volúmenes mayores, se empiezan a considerar otros métodos.
Consideraciones sobre costos y plazos de entrega
El plazo de entrega para prototipos mecanizados por CNC es de 1 a 2 semanas. El principal obstáculo reside en la programación y la configuración. Una vez en funcionamiento, la máquina produce piezas rápidamente. Sin embargo, cada pieza requiere un tiempo de mecanizado considerable, lo que se refleja en el elevado coste por pieza.
La fabricación de chapa metálica es más rápida. El proceso, desde el diseño hasta la pieza terminada, dura entre tres y siete días. El corte por láser es rápido, al igual que el doblado. Para pedidos de diez o más unidades, el coste unitario disminuye considerablemente. La primera pieza se fabrica en el mismo tiempo que la décima.
El enfoque híbrido es la solución más rentable para robots completos. Se mecanizan las articulaciones de precisión, se forman los eslabones estructurales y se atornillan. El coste total es inferior al de un robot totalmente mecanizado. El peso total también es menor que el de un robot fabricado completamente en chapa metálica. Quienes comprenden ambos procesos pueden construir mejores máquinas con mayor rapidez.
Elige NOBLE para lo encarnado fabricación de robots
¿Quiénes somos?
NOBLE es una empresa de mecanizado CNC de precisión. Contamos con una amplia experiencia en la producción de robótica, automatización y dispositivos médicos.
Cerramos la brecha entre el prototipado y la producción. Muchas empresas se especializan en proyectos únicos o en producción a gran escala. Nosotros nos encargamos de ambos. Producimos series de una sola unidad para pruebas. También gestionamos la producción de volumen medio, desde 1 hasta más de 1,000 unidades. Utilizamos la misma maquinaria para ambos casos. Mantenemos los mismos estándares de calidad. Prestamos la misma atención al detalle.
Capacidades de mecanizado de núcleos
CNC fresado
Ofrecemos fresado CNC de tres, cuatro y cinco ejes . Mantenemos tolerancias de ±0.005 mm (±0.0002 pulgadas) para características críticas. Nuestras capacidades de mecanizado de alta velocidad permiten procesar componentes de aluminio y de paredes delgadas sin vibraciones ni deformaciones.
Torneado CNC
Disponemos de tornos automáticos con eje Y. Los tornos automáticos tipo suizo se utilizan para piezas pequeñas y complejas, como huesos de dedos, microejes y componentes de sensores. El torno suizo procesa barras de material y produce piezas terminadas en un solo ciclo.
Procesos de apoyo
Tanto el rectificado superficial como el cilíndrico producen acabados de calidad para rodamientos. Logramos un valor Ra de 0.4 micrómetros o mejor en las superficies rectificadas.
El tratamiento térmico se realiza internamente o a través de socios cualificados. Ofrecemos recocido, endurecimiento y alivio de tensiones. NOBLE gestiona tanto el proceso como la documentación.
El acabado posterior al mecanizado incluye el desbarbado, el anodizado (transparente y de capa dura tipo III), la pasivación del acero inoxidable y el pulido por vibración para crear una textura superficial uniforme.
Certificaciones
ISO 9001:2015
NOBLE ha obtenido la certificación del sistema de gestión de calidad, lo que garantiza que todos los procesos, desde la fabricación y la inspección hasta el envío, se gestionan de acuerdo con los estándares establecidos. La certificación ISO 9001:2015 garantiza la calidad constante, la trazabilidad y la mejora continua de nuestras piezas. Esto significa que nuestros clientes pueden tener la seguridad de recibir siempre piezas que cumplen con las especificaciones.
ISO 13485:2016
Además de la certificación ISO 9001, hemos obtenido la certificación para la gestión de la fabricación de dispositivos médicos. Esto es especialmente relevante en el contexto de instrumentos quirúrgicos robóticos, exoesqueletos médicos y robots de rehabilitación. La norma exige una documentación más rigurosa, una gestión de riesgos más formal y una validación de procesos más exhaustiva que la ISO 9001 por sí sola. Cumplimos con todos estos requisitos.
Preguntas Frecuentes
¿Qué tipos de componentes robóticos son más adecuados para el mecanizado CNC que para la impresión 3D o el procesamiento de chapa metálica?
Carcasas de juntas. Ejes giratorios. Cualquier pieza que requiera orificios para cojinetes o tolerancias estrictas de ±0.005 mm. Estas piezas soportan cargas y fijan componentes móviles. La impresión 3D es adecuada para soportes complejos de baja carga donde la resistencia es secundaria. La chapa metálica es adecuada para carcasas y elementos estructurales con geometría sencilla.
¿Qué materiales recomiendan para los componentes estructurales de los robots?
El aluminio 6061-T6 es el material más utilizado. Ofrece buena resistencia, es fácil de mecanizar y tiene un precio razonable. Para mayor resistencia, se recomienda el 7075-T6, que se mecaniza fácilmente pero es más caro. Para carcasas de juntas que requieren dureza superficial y resistencia al desgaste, se suele usar acero inoxidable 17-4PH. Se somete a un tratamiento térmico para obtener alta resistencia y resiste el agarrotamiento. Para componentes ligeros no metálicos, el PEEK y el Delrin (acetal) funcionan bien. Son rígidos, estables y fáciles de mecanizar, sin problemas de corrosión.
¿Cómo eligen las personas entre el mecanizado CNC y el mecanizado de chapa metálica para una pieza determinada?
Una regla sencilla sirve para la mayoría de los casos. Si la pieza tiene orificios para cojinetes, geometría tridimensional compleja o requiere tolerancias estrictas, elija el mecanizado. Si la pieza es una placa plana o doblada con orificios para sujetadores y sin interfaces de precisión, elija chapa metálica. Cuando una pieza tiene ambos tipos de características, a menudo se diseña como un ensamblaje. Mecanice el núcleo de precisión. Dé forma a la carcasa de chapa metálica. Atornille las piezas.
¿Qué características de diseño aumentan el coste de una pieza mecanizada?
Las cavidades profundas y estrechas son problemáticas. Cuando la profundidad de la cavidad supera cuatro veces el diámetro de la herramienta, la evacuación de las virutas se dificulta. Aumenta la probabilidad de rotura de la herramienta. El tiempo de ciclo se incrementa drásticamente.
Las esquinas internas afiladas son otro problema. Una esquina interna cuadrada requiere una herramienta especial o una operación secundaria. Una esquina redondeada permite usar una fresa estándar. Se recomienda añadir chaflanes siempre que sea posible.
Las tolerancias excesivamente estrictas en cada detalle aumentan el costo sin aportar valor. Un orificio de rodamiento requiere una tolerancia de ±0.005 mm. Un perfil exterior no. Especifique tolerancias estrictas solo cuando la función lo requiera.
¿Es posible fabricar piezas para robots médicos o dispositivos quirúrgicos a partir de componentes NOBLE?
Sí. NOBLE cuenta con la certificación ISO 13485:2016, el estándar de gestión de calidad para dispositivos médicos. Esta certificación demuestra nuestra capacidad para mecanizar componentes para aplicaciones sanitarias. Para estos trabajos, mantenemos una trazabilidad completa: certificaciones de materiales, registros de inspección y documentación de procesos. Los clientes reciben un paquete completo que cumple con los requisitos para la presentación de documentación regulatoria.
¿Cuál es el proceso de control de calidad?
Las inspecciones en proceso se realizan durante el mecanizado. Los operarios comprueban las características críticas a intervalos definidos y registran los resultados en la documentación del taller.
La inspección final utiliza equipos calibrados. Máquina de medición por coordenadas (CMM) para la precisión dimensional. Calibradores de orificios para diámetros internos. Calibradores de roscas para elementos roscados. Comparadores ópticos para perfiles complejos y elementos pequeños.
