Consejos para trabajar con aluminio en la mesa de la fresadora CNC

El aluminio se utiliza en todo el mundo en diversas aplicaciones, desde la construcción naval hasta los utensilios de cocina, gracias a su combinación única de propiedades como ligereza, resistencia, resistencia a la corrosión y (relativa) facilidad de fabricación. 

Hoy vamos a hablar de esa parte "(relativa)". 

Las brocas de corte de aluminio están diseñadas para máquinas CNC

Todos los metales tienen un "punto dulce" (la gama de avances y velocidades en la que se puede obtener la carga de viruta necesaria) más pequeño que la madera. El aluminio es aún más quisquilloso que, por ejemplo, el acero. Tendrías que ser una máquina humana para mantener el avance preciso necesario para evitar el roce, el sobrecalentamiento, la soldadura de virutas y, sí, la rotura de la herramienta. 

No lo hagas. 

¿Qué es el aluminio?

El aluminio es un metal relativamente blando en comparación con muchos otros metales comunes como el acero, el acero inoxidable y el titanio.

Tiene un nivel moderado de dureza, lo que la hace adecuada para diversas aplicaciones en las que se requiere resistencia y durabilidad pero no es necesaria una dureza extrema.

El aluminio puede mecanizarse, cortarse y conformarse fácilmente con las herramientas y técnicas adecuadas. Pero....

El aluminio es pegajoso

El aluminio puede "pegarse" a las fresas CNC durante el mecanizado debido a un fenómeno conocido como soldadura de virutas o borde acumulado (BUE). Esto ocurre principalmente al mecanizar aluminio y algunos otros metales y es el resultado de la combinación de calor, presión y fricción que intervienen en el proceso de mecanizado. Así es como ocurre:

• Generación de calor: Cuando una fresa CNC corta aluminio, genera calor debido a la rotación a alta velocidad y a la fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo. Este calor puede hacer que el aluminio se ablande y se vuelva algo dúctil.
• Presión y contacto: La fresa CNC ejerce presión sobre el aluminio a medida que corta el material. Esta presión puede hacer que el aluminio reblandecido se deforme y se adhiera al filo de corte de la herramienta.
• Transferencia de material: A medida que el aluminio se ablanda y se adhiere al filo de la herramienta, pequeños trozos de aluminio pueden soldarse o adherirse a la superficie de la fresa.
• Formación de virutas: Idealmente, al mecanizar, las virutas de material deberían desprenderse limpiamente de la pieza. Sin embargo, en los casos de soldadura de virutas, es posible que éstas no se desprendan limpiamente, sino que queden adheridas a la herramienta, lo que provoca malos acabados superficiales, un mayor desgaste de la herramienta y una menor eficacia del mecanizado.

Para evitar que el aluminio se adhiera a las fresas CNC y se produzcan soldaduras de virutas, los maquinistas suelen utilizar diversas técnicas y estrategias, como la selección de las fresas adecuadas, el ajuste de la velocidad de corte y el avance, y la evacuación correcta de las virutas.

Inspeccionar y limpiar periódicamente las fresas para eliminar cualquier residuo de material o filo acumulado puede ayudar a mantener su eficacia de corte.

10 consejos para trabajar el aluminio

1. Elija la fresa adecuada: Utilice fresas diseñadas específicamente para cortar aluminio. Estas fresas tienen una geometría que permite una evacuación eficaz de la viruta y reduce el riesgo de que el material se pegue a la fresa.
   Una fresa con más canales tiene menos espacio para la evacuación de la viruta, así que elija una fresa con 1 ó 2 canales. Una broca de corte ascendente en espiral proporciona un buen acabado superficial y una gestión eficaz de la viruta.
   
   Además, las brocas para fresado de corte de aluminio de Amana tienen un recubrimiento de ZrN (nitruro de zirconio) sobre una base de carburo de submicrograno de la más alta calidad, tienen un sistema especial de procesamiento de filo patentado y presentan un filo de corte súper pulido con un exclusivo "acabado espejo", lo que da como resultado cortes limpios, menos posibilidades de re-soldadura de la viruta, un acabado superficial superior y una mayor vida útil de la herramienta. El proceso de afilado/acabado del filo en espiral en forma de "O" aumenta las velocidades de avance, lo que permite fresar más pies lineales en menos tiempo.
   
   Son simplemente las mejores brocas para cortar aluminio. 
2. Optimice las velocidades de corte y los avances: El aluminio requiere diferentes velocidades y avances en comparación con materiales como la madera o el plástico. Si las velocidades son demasiado lentas, se corre el riesgo de atascar la herramienta, pero si son demasiado rápidas pueden provocar un calentamiento excesivo y el desgaste de la herramienta. Consulte las directrices del fabricante de la fresa para conocer las velocidades y avances recomendados.
3. Utilice un lubricante/refrigerante adecuado: Aplicar un refrigerante o lubricante puede evitar que el aluminio se pegue a la fresa y ayudar a disipar el calor. Existen refrigerantes específicos para el aluminio, pero también pueden ser eficaces soluciones sencillas como rociar con agua o utilizar un chorro de aire.
4. Sujeción segura: Asegúrese de que el aluminio está bien sujeto. El aluminio es más blando que el acero y puede doblarse o alabearse si no está bien sujeto.
5. Pasadas poco profundas: Realice varias pasadas poco profundas en lugar de un único corte profundo. Este enfoque es más sencillo para la máquina y la herramienta, y ayuda a controlar el calor y la eliminación de virutas. 
6. Cuidado con la acumulación de virutas: Las virutas de aluminio pueden obstruir la cortadora y afectar a la calidad del corte. Retire regularmente las virutas de la zona de corte y considere la posibilidad de utilizar un sistema de recogida de polvo.
7. Utilice una máquina robusta y estable: Asegúrese de que su fresadora CNC es robusta y estable. Cualquier flexión en la máquina puede provocar imprecisiones al trabajar con metales.
8. Tenga cuidado con el desgaste de la herramienta: El aluminio puede ser abrasivo. Compruebe regularmente el desgaste de las fresas y sustitúyalas cuando sea necesario para mantener la calidad y la precisión del corte.
9. La seguridad ante todo: Lleve siempre el equipo de seguridad adecuado, incluyendo protección ocular y auditiva. Tenga cuidado con los bordes afilados del aluminio cortado, ya que pueden cortar fácilmente la piel.
10. Cortes de prueba: Antes de empezar con la pieza final, haga cortes de prueba en trozos de aluminio. Esto le permitirá ajustar la configuración y el enfoque sin arriesgar el material principal.

Recuerde que cada fresadora CNC y cada grado de aluminio pueden comportarse de forma diferente, por lo que a menudo es necesario experimentar y realizar ajustes en función de su configuración específica.

Retos especiales del aluminio

1. Suavidad y ductilidad: El aluminio es más blando y dúctil que otros metales como el acero. Esto puede dar lugar a problemas como que el material se pegue a la herramienta de corte o que ésta se atasque. Esto requiere una cuidadosa selección de las herramientas de corte y de los parámetros de funcionamiento.
2. Sensibilidad al calor: El aluminio conduce el calor con eficacia, lo que puede ser un arma de doble filo. Por un lado, ayuda a disipar el calor de las operaciones de corte, pero, por otro, la herramienta y la pieza pueden calentarse demasiado, lo que afecta al proceso de corte y puede dañar el material.
3. Vibraciones: Debido a su naturaleza relativamente blanda, el aluminio puede ser más propenso a vibraciones durante el proceso de corte. Esto puede dar lugar a un acabado superficial deficiente y a imprecisiones en el producto final. Una máquina CNC más pesada y más rígida mitigará esto, pero cualquiera que sea la máquina que está utilizando, tómese el tiempo para obtener sus avances y velocidades correctas. 
4. Gestión de la viruta: El aluminio tiende a producir virutas largas y fibrosas durante el mecanizado. Estas virutas pueden enredar la herramienta u obstruir la máquina, afectando al proceso de corte y pudiendo provocar la rotura de la herramienta.
5. Oxidación superficial: El aluminio puede formar una fina capa de óxido en su superficie, que es más dura que el material subyacente. Esto puede desgastar las herramientas más rápidamente y afectar a la calidad del corte.
6. Selección de herramientas: Las herramientas estándar utilizadas para trabajar la madera o el plástico no son adecuadas para el aluminio. Se requieren herramientas de corte especializadas diseñadas para metales no ferrosos.
7. Tendencia al alabeo: Al mecanizar chapas finas de aluminio, existe el riesgo de alabeo debido a la rigidez relativamente baja del material y al calor generado durante el proceso de mecanizado.
8. Reactividad química: El aluminio puede reaccionar con ciertos productos químicos utilizados como refrigerantes o lubricantes, lo que puede provocar corrosión u otros efectos indeseables.

Para trabajar eficazmente con aluminio en una fresadora CNC, es importante afrontar estos retos utilizando las herramientas, velocidades de corte, avances, refrigerantes y métodos de evacuación de virutas adecuados. El mantenimiento regular de las herramientas, el uso de una máquina CNC con suficiente rigidez y la aplicación de estrategias de sujeción y apoyo adecuadas también pueden mitigar estas dificultades.