Por qué las piezas de metal raras necesitan diseño para su fabricación
Dejar un mensaje
Un buen diseño también debe ser práctico de fabricar
Un componente puede cumplir sus requisitos funcionales en un dibujo y aun así ser difícil de fabricar. Esto se vuelve más importante cuando la pieza está hecha de tantalio, niobio, hafnio, tungsteno o sus aleaciones, donde las características del material y las condiciones de mecanizado pueden influir en el comportamiento de un diseño durante la producción.
Para piezas de metales raros personalizadas, se debe considerar la capacidad de fabricación mientras se desarrolla la geometría, en lugar de después de que ya se haya publicado el dibujo. Un pequeño cambio en el espesor de la pared, la esquina interna, la geometría del orificio o la tolerancia a veces puede marcar una diferencia significativa en el proceso de fabricación.
Las paredes delgadas y las características complejas requieren más atención
Las secciones delgadas pueden ser necesarias por peso, espacio libre, respuesta térmica u otras razones funcionales, pero también reducen la rigidez del componente durante el mecanizado. Una pared delgada puede moverse bajo las fuerzas de corte o cambiar ligeramente después de que la pieza de trabajo se suelta de su soporte.
Las características internas complejas pueden crear dificultades similares. Los agujeros profundos, las ranuras estrechas, los radios internos pequeños y las áreas de difícil acceso para una herramienta de corte pueden requerir operaciones de mecanizado adicionales o una secuencia de producción diferente. La cuestión no es que estas características no puedan producirse, sino que su diseño debe considerarse junto con el proceso de fabricación disponible.
Por esta razón, los ingenieros deben prestar especial atención a las funciones que son funcionalmente necesarias pero de difícil acceso durante el mecanizado.
Las tolerancias deben reflejar la función de la pieza.
Pueden ser necesarias tolerancias estrictas para el montaje o el rendimiento, pero aplicar tolerancias muy estrictas a cada dimensión no siempre es beneficioso.
Una tolerancia que tiene poco efecto sobre la función de un componente puede aumentar los requisitos de mecanizado e inspección sin mejorar el producto final. En una pieza compleja de metal raro, varias dimensiones innecesariamente ajustadas pueden dificultar considerablemente la producción.
Es más útil identificar las dimensiones que afectan directamente el ensamblaje, el sellado, el movimiento, la alineación u otros requisitos funcionales y asignar un control más estricto donde realmente se necesita.
La secuencia de mecanizado puede influir en el diseño
La geometría final de un componente no cuenta toda la historia de la fabricación. El orden en que se elimina el material puede afectar el comportamiento de la pieza de trabajo durante el mecanizado.
Cuando se elimina una gran cantidad de material de un área, la estructura restante puede responder a cambios en la tensión interna o las condiciones de soporte. Esto puede ser particularmente notable en componentes-de paredes delgadas o asimétricos.
Un diseño que permite un mecanizado de desbaste, operaciones intermedias y acabado final razonables puede ser más fácil de controlar que uno que requiere que las dimensiones finales se alcancen en una sola operación. Los ingenieros no necesariamente necesitan diseñar en torno a una máquina específica, pero deben dejar suficiente flexibilidad para una ruta de mecanizado práctica.
Pequeños cambios de diseño pueden reducir la dificultad de fabricación
La capacidad de fabricación no siempre requiere cambios importantes en un componente.
A veces, una pequeña modificación puede hacer que una característica difícil sea más fácil de producir. Un radio interno que coincida con una herramienta de corte práctica, un orificio ligeramente más accesible o una tolerancia más realista pueden reducir dificultades innecesarias de mecanizado sin modificar el diseño funcional.
Aquí es donde la comunicación entre ingeniería y fabricación resulta útil. El objetivo no es cambiar el diseño simplemente porque una característica sea difícil. El objetivo es determinar si la característica es esencial y, si lo es, cómo se puede producir de manera confiable.
Diseño para la primera parte y las siguientes.
Un prototipo puede justificar un enfoque de fabricación más complicado porque el objetivo inmediato es verificar el diseño. Sin embargo, una vez que el mismo componente entra en producción repetida, el tiempo de mecanizado, el acceso a las herramientas, la fijación, la inspección y la estabilidad del proceso se vuelven más importantes.
Un diseño que es técnicamente posible pero muy sensible a las condiciones de mecanizado puede resultar difícil de reproducir de forma consistente. Por lo tanto, los ingenieros que desarrollan componentes para la producción-a largo plazo deben considerar no solo si un proveedor puede fabricar la primera pieza, sino también si la geometría admite un proceso de fabricación repetible.
Revisar la capacidad de fabricación antes de publicar el dibujo
Para piezas de metales raros personalizadas, es mejor considerar la capacidad de fabricación durante la etapa de revisión del diseño. La selección de materiales, la geometría, las tolerancias, los requisitos de superficie, la secuencia de mecanizado y los requisitos de inspección están estrechamente relacionados y cambiar uno de ellos puede afectar a los demás.
El objetivo no es simplificar todos los componentes ni reducir todas las tolerancias. Es para garantizar que cada requisito de diseño tenga un propósito de ingeniería claro y que la geometría terminada pueda producirse e inspeccionarse de manera confiable.
Para componentes exigentes de metales raros, un diseño fabricable puede ahorrar un tiempo considerable en el mecanizado, inspección, modificación y repetición de la producción.
