Tot i que a dia d’avui donem per sentada la mecanització en molts processos de fabricació, la veritat és que, per arribar al punt en que ens trobem avui en dia, s’ha hagut de probar i innovar (i fallar) durant motes dècades, entre d’altres coses, en els tipus de mecanitzat.
L’ésser humà, a més d’haver sigut capaç de ‘domesticar’ el metall, també ha creat aliatges, barreges de metalls amb altres elements, buscant unes característiques concretes. Tot i així, tots aquests materials necessiten tenir una forma concreta per complir amb el propòsit pel qual han estat dissenyats. Se es fabricarà en massa, com és el cas de moltes peces metàl·liques d’avui en dia, el mecanitzat tindrà una precisió molt major a la fabricació a mà. Per això, existeixen diversos tipus de mecanitzat en els processos indsutrials, ja que depenent del propòsit de la peça, se li haurà de donar una forma o una altra. Sí, ho has esbrinat. El post d’avui va sobre el procés de mecanitzat i els seus tipus. Però, abans d’adentrar-nos directament en tecnicismes, veiem com sorgeix tot.
L’origen del mecanitzat
A la Prehistòria, ja podem trobar alguns indicis de mecanització tot i que no com la coneixem a dia d’avui: els humans d’aquell temps utilitzaven processos de pedra i fusta per fabricar components. Fins i tot a l’Antic Egipte, veiem rastres del que es convertiria en la futura mecanització, gràcies a forats amb mecanismes rotatoris integrats per pals i cordes per tallar, foradar i donar forma a pedres i fusta.
No obstant, per coneixer l’origen del mecanitzat hem de traslladar-nos a l’època de la revolució industrial i les màquines de vapor, allà pel segle XVIII a Gran Bretanya. Va ser en aquesta època quan John Wilkinson i la seva mandrinadora, construïda al 1774, van revolucionar la mecanització. Alguns historiadors expliquen que aquest invent constitueix la primera màquina-eina de la història, sense la que, segurament, no s’hauria produit la Primera Revolució Industrial. Per fabricar la superfície interior del cilindre d’aquest mitjà de transport, es necessitava una tolerància en el mecanitzat molt estreta. El vapor no podia escapar en cap concepte pel lateral del pistó. La màquina de Watt va aconseguir solucionar aquest problema, ja que va ser capaç d’aportar un tall molt més precís en les peces de metall.
Aquest va ser el primer avanç de molts en el sector de la mecanització. L’aparició de noves màquines (torns, fresadores, trepants) va fer possible que es pogués seguir avançant i facilitant els processos. A això se li van sumar els molts estudis científics sobre el tall de metalls. Es van estudiar en relació a l’energia consumida i material separat en el trepant. També van començar a realitzar-se, fruit de la investigació, els primers experiments que establien les velocitats de tall i angles de fil recomanables pels processos de mecanitzat.
Tots aquests experiments i estudis van donar lloc, amb el temps, a totes les millores que s’han aplicat amb els anys. Volem mencionar aquelles que tenen a veure amb la formació i la geometria de la viruta i sobre la força de tall i sobre la influència dels lubricants, decisius pel desenvolupament de la mecanització moderna, tal com la coneixem a dia d’avui.
De fet, la majoria de les màquines de mecanitzat que s’utilitzen a l’actualitat estan basades en els mateixos principis que les versions antigues. S’han realitzat, per suposat, algun canvi que altre, petit però crucial, com per exemple la inclusió del control numèrico. Aquest permitiria realitzar diverses operacions de talls a la vegada en una mateixa màquina.
Com hem comentat al principi, la creació d’aliatges, cada un d’ells amb característiques pròpies, va fer que fos necessari un mecanitzat no convencional. Aquest permet obtenir geometries complexes per les que no es poden utilitzar processos de mecanitzat tradicional. Un exemple d’aquest nou tipus serien el mecanitzat per electroerosió, ultrasònic i per doll abrasiu.
Actualmente, l’objectiu, o un d’ells, del mecanitzat és millorar la productivitat i els temps de fabricació sense que afecti a la qualitat del producte o del metall. L’acabat de les superfícies mecanitzades ha de seguir sent impecable.
Què és el mecanitzat?
Tot i que potser tinguis alguna idea del que és exactamente, explicarem què és el mecanitzat: es tracta de tot aquell procés industrial (foradat, marcat, prensat, tall…) que es realitza en una peça de matèria primera generalment metàl·lica (també pot ser de ceràmica, fusta, plàstic, etc.). El propòsit de la mecanització és donar-li a aquella peça la forma i tamany desitjats, llimant el material restant.
El primer ‘mecanitzat’ era completament a ma, en tallers de fusta, de forja o ceràmics. No es coneixeria com mecanitzat fins el segle XIX, quan la paraula es va generalitzar per discriure el que avui coneixeríem com processos ‘tradicionals’ de mecanitzat (un torn amb un paper que permetia mecanitzar, roscar, tallar, foradar… peces de diversos material, fent-los girar sobre el seu eix).
La definició de mecanitzat actual fa referència a totes les tècniques de tall de metalls. Aquestes han experimentat una gran evolució des de torns tradicionals fins ‘màquines-eina’ amb control numèric que utilitzem a dia d’avui. Són capaces de realitzar operacions de tall molt complexes gràcies a un programa.
Tipus de mecanitzat en processos industrials
Ara que coneixem l’objectiu del mecanitzat i els seus orígens, explicarem els tipus de mecanitzat en processos industrials que s’han creat fins el dia d’avui. S’utilitzarà un tipus o un altre depenent de com s’operi sobre el material.
- Mecanitzat sense arrencada d’encenall Les peces metàl·liques (a excepció de les foses) passen, almenys una vegada, per un procés de conformat en la seva fabricació (sovint diverses vegades). Com el propi nom indica, no genera encenall, pel que s’estalvia una quantitat elevada de material. 2 exemples d’aquest tipus de mecanització serien el premsat i el roscatge. Els tubs, per exemple, també solen emplear aquesta tècnica, ja que poder forjar-se o laminar-se diverses vegades, modelar-se en forma tubular, refredar-se, etc.
- Mecanitzat amb arrencada d’encenall En aquest procés de mecanitzat, el material s’arrenca o talla amb una eina, per la qual cosa genera un malbaratament o ferritja, a diferència de la tècnica anterior. Per això, s’utilitzen uns talls o fulles molt esmolades. Hi ha molts mecanitzats amb arrencada de ferritja, com el trepatge, la serrada o el fresat. Depenent del que s’utilitzi, es generarà més o menys viruta, sent necessari, potser, un procés de rectificat posterior (com el desbarbat).
- Mecanitzat per abrasió. Aquest tipus de mecanització de procés industrial elimina el material sobrant desgastant-lo en petites quantitats. El material va desprendent-se en petites partícules. La màquina que s’utilitza per aquest procés és el queixal abrasiu, un tipus de disc amb una superfície fabricada amb material abrasius de gran duresa. Aquests eliminen petites quantitats del material ratllant la seva superfície. Amb això, s’aconsegueixen límits de toleràncies i acabats superficials que amb altres processos de mecanitzat no es podrien obtenir. S’ha de tenir en compte, tot i així, que es tracta d’un procés que requereix molt més temps que altres.
Tipus de mecanitzat segons el tipus de màquina.
Ara que ja sabem quin són els tipus de mecanitzat industrials més habituals, podem explicar que màquines que s’utilitzen en cadascun d’ells, i el procés que es duu a terme:
Mecanitzat sense arrencada d’encenall
Dins aquest procés podem trobar 3 tipus:
- Forjat. S’apliquen forces de compressió localitzades (mitjançant cops amb un martell) perquè el material es vagi deformant. És un procés de deformació plàstica que pot realitzar-se en fred o calent. Les peces que s’obtenen solen requerir d’un processament addicional per deixar la peça llesta per la fabricació.
- Laminat. Aquest procés, també de deformació plàstica, es produeix introduint el material entre un o més parells de rodets per reduir-ne el gruix i fer-lo més uniforme. Normalment aquest pas precedeix altres per arrencada d’encenall o per abrasió i, com el forjat, es pot realitzar en fred o en calent.
- Extrusió. Serveix per crear peces de secció transversal definida i fixe. Es crea empenyent-lo o extraient-lo a través d’un encuny que té la secció transversal que es vol. Les peces que s’aconsegueixen poden tenir formes molt complexes, fins i tot amb materials molt trencadissos.
Mecanitzat amb arrencada d’encenall
Aquests tipus de mecanitzat estan caracteritzats pel moviment de la peça a mecanitzar contral el tall o la fulla de l’eina. Existeixen 4 grans tipus:
- Aserrat. És el tipus de mecanitzat per arrencada d’encenall més comú. Es fa avançar i retrocedir l’eina de tall en contacte amb la peça. En aquest procés intervenen la serra, el disc i el làser, entre d’altres.
- Trepat. Es posen en contacte una fresa giratòria amb talls esmolats en l’extremitat inferior de la màquina amb la peça a mecanitzat perquè es produeixin forats. Les màquines que duen a terme aquesta tasca són, normalment, les trepants, però també es poden utilitzar torns i molins.
- Fresat. Es gira l’eina de tall perquè les vores del tall es recolzin sobre la peça de treball. La fresadora és l’encarregada de dur a terme aquesta operació.
- Tornejat. La peça de treball es gira contra l’eina de tall com forma principal de moviment del metall. La màquina encarregada d’aquest procediment és el torn.
Tot i que menys populars, el brotxatge, el mortajat i el llimat, també són tipus de mecanitzat per arrencada d’encenall pràctics i utilitzats.
Mecanitzat per abrasió.
En la mecanització per abrasió podem trobar el desbarbat. Consisteix en l’eliminació de l’excedent de material en peces mecanitzades. Poden fer-se amb queixals abrasius, amb doll abrasiu (arenat), amb pedres abrasives (brunyit), amb electropulit, etc.
Initube i els tipus de mecanitzat en processos industrials
Els nostres més de 40 anys d’experiència en el sector ens han ensenyat, entre d’altres coses, a estar pendents de tots els avanços en el món del metall, els seus aliatges i els seus mecanitzats. Només així podem oferir els serveis més innovadors i l’assistència que et mereixes. A Initube treballem en més de 13 sectors diferents, innovant per cada empresa i sent part de la seva cadena productiva. Si necessites pressupost o tens cap pregunta, no dubtis en posar-te en contacte amb nosaltres. Els nostres professionals estudiaran, dissenyaran i desenvoluparan el teu projecte de forma personalitzada per respondre a qualsevol de les teves exigències.
