Las máquinas herramienta dan forma a materiales sólidos como metales y plásticos con precisión. Conoce sus funciones, propiedades y tipos.
Actualmente constituyen la base de sectores como el automotriz, aeroespacial, metalmecánico, médico y de manufactura, donde permiten fabricar piezas complejas mediante procesos manuales o automatizados como el mecanizado CNC
Las máquinas herramientas dan forma a materiales sólidos, sobre todo metales, de modo que cada pieza se realiza con determinado grado de rugosidad superficial y precisión.
Este proceso se lleva a cabo con la eliminación de una parte del material, ya sea por arranque de viruta -ya sea por fundición, forja, laminación o por pulvimetalurgia-, corte, deformación o electroerosión -que se aplica en materiales eléctricamente conductores.
¿Qué son las máquinas herramientas?
Las máquinas herramienta son fundamentales para transformar materias primas en componentes de alta calidad utilizados en múltiples industrias. Su principal función es realizar operaciones de mecanizado de precisión como cortar, perforar, fresar, rectificar o tornear materiales con altos niveles de exactitud y repetibilidad.
Gracias a su versatilidad, intervienen en la fabricación de piezas para sectores como el automotriz, aeroespacial, energético y metalmecánico, además de facilitar la producción en serie de componentes con dimensiones uniformes. También desempeñan un papel clave en el desarrollo de prototipos, permitiendo validar diseños antes de su fabricación a gran escala, así como en la fabricación de moldes utilizados en procesos de fundición, inyección y estampado.
Asimismo, son esenciales para la reparación industrial, ya que permiten recuperar o reconstruir piezas desgastadas, reduciendo tiempos de inactividad y costos operativos. En conjunto con programas de mantenimiento industrial, las máquinas herramienta contribuyen a prolongar la vida útil de los equipos, optimizar la productividad y garantizar la calidad de los procesos de manufactura en entornos industriales modernos.
¿Para qué sirven las máquinas herramienta?
Las máquinas herramienta sirven para dar forma, medida y acabado a piezas de metal, plástico de ingeniería y otros materiales sólidos, ya sea quitando material, cortándolo o deformándolo.
Su función principal es transformar una materia prima en un componente útil con una precisión que el trabajo manual no alcanza, y por eso son la base de cualquier proceso de fabricación. En la práctica se usan para mecanizar piezas de precisión, producir en serie con resultados repetibles, fabricar prototipos y moldes, y reparar o reemplazar refacciones en el mantenimiento industrial.
La versatilidad explica su presencia en sectores como el automotriz, el aeroespacial, el médico y la metalmecánica, donde una pieza fuera de tolerancia puede detener una línea completa.
Según la tarea, el taller recurre a un torno para piezas cilíndricas, a una fresadora para ranuras y cavidades, a un taladro para agujeros o a una rectificadora para el acabado fino. Las versiones con control numérico por computadora (CNC) automatizan esos movimientos y reducen el error humano, lo que las vuelve la opción habitual cuando hay volumen o geometrías complejas.
Para elegir bien, conviene partir del material, la tolerancia requerida y la cantidad de piezas, porque esos tres datos definen qué máquina rinde más por cada peso invertido.
| Grupo | Ejemplos de máquinas | Operación que realiza | Cuándo conviene |
|---|---|---|---|
| Máquinas cartesianas o multieje | Centros de torneado, centros de maquinado, máquinas híbridas (torno-fresado) y máquinas transfer. | Combinan varias operaciones de corte, desbaste y acabado con control numérico en una misma máquina o línea. | Series medianas o largas, piezas complejas y trabajos que exigen alta precisión y pocos cambios de montaje. |
| Máquinas básicas convencionales | Tornos, taladros, fresadoras y pulidoras. | Giran la pieza o la herramienta para cilindrar, taladrar, fresar y pulir, con el operador controlando cada movimiento. | Piezas únicas, reparaciones, mantenimiento y talleres que empiezan con una inversión moderada. |
| Máquinas de movimiento principal alternativo | Perfiladoras (limadoras), cepilladoras, sierras y biseladoras. | Mueven la herramienta o la pieza en vaivén para cortar, aplanar o preparar bordes en línea recta. | Superficies planas, cortes rectos y preparación de piezas grandes o de bordes biselados. |
| Máquinas no convencionales | Electroerosión (EDM), corte por plasma, máquinas láser y ultrasonido. | Cortan o erosionan el material con chispas eléctricas, arco de plasma, luz láser o vibración ultrasónica, sin cortar con filo. | Materiales muy duros o frágiles, formas intrincadas y cortes finos que una herramienta de filo no logra. |
Propiedades de las máquinas herramientas
Entre las propiedades con las que cuentan las máquinas herramientas están los siguientes:
– Rigidez. Para soportar el peso propio y las fuerzas generadas durante el proceso.
– Plataforma cinemática. Pues aporta los ejes necesarios para que el proceso se lleve a cabo.
– Amortiguamiento. Por el dinamismo de las fuerzas de soportan.
– Precisión. Para realizar cada movimiento con la exactitud que se requiere.
Las herramientas intercambiables y estáticas se construyen según las especificaciones del constructor de máquinas herramienta para cada uno de los modelos que producen.
Tipos de máquinas herramientas
Existen muchos tipos de máquinas herramientas, cada una diseñada para un tipo de operación o proceso.
Entre los factores que determinan que existan distintos tipos se encuentran:
- El tamaño y complejidad de las piezas
- El volumen de producción o tamaño de los lotes
- El grado de automatización que se desea incorporar
- La disponibilidad de superficie en planta.
Máquinas herramientas convencionales y no convencionales
Podemos dividirlas en cuatro tipos principales: máquinas herramientas cartesianas de arquitectura cartesiana -el caso más común-, máquinas convencionales básicas, máquinas con movimiento principal alternativo y máquinas no convencionales.
- Máquinas cartesianas ó multi-ejes
• Centros de torneado: Tornos de control numérico con herramientas intercambiables automáticamente.
• Centros de mecanizado: Fresadoras de control numérico con cambiador automático de herramientas. Tienen una gran variedad de ejes y se utilizan indistintamente para realizar operaciones de fresado y taladrado.
• Máquinas híbridas: Estas máquinas combinan características de distintas herramientas.
Por ejemplo, una torno fresadora es una máquina de control numérico con cargadores de estas herramientas, que permite mecanizar piezas sin necesidad de combinar varias máquinas.
- Máquinas transfer. Son máquinas de una única pieza orientadas a la alta producción, que combinan operaciones de mecanizado, medición, montaje y embalaje, basándose en una secuencia de estaciones.
- Máquinas convencionales básicas
- Tornos paralelos, tornos de control numérico, tornos de levas o decoletaje y tornos revólver.
- Taladros para perforación y punteadoras para operaciones de gran precisión y velocidades elevadas de giro.
- Fresadora, utilizada para lograr superficies lisas o de una forma concreta.
- Pulidora, que trabaja con un disco abrasivo que va comiendo el material de la pieza.
- Máquinas con movimiento principal alternativo
- Perfiladora. La pieza permanece fija y el útil, normalmente una cuchilla, tiene un movimiento que en cada ida come un poco a la pieza a trabajar. Se usa para lograr superficies lisas.
- Cepilladora. En este caso, la pieza es la que se mueve, y permite realizar tanto superficies lisas, como diferentes cortes. Permite poner varios útiles a la vez.
- Sierra. En este caso es la hoja de corte la que gira o se mueve y la pieza la que se acerca a la misma.
- Máquina biseladora. Existen biseladoras de varios tipos: de vaivén, circulares o de banda.
- Máquinas no convencionales
- Máquinas electroerosionadoras. Una forma de mecanizado sin contacto que dispara chispas desde un electrodo o alambre para vaporizar material de cualquier dureza.
- Arco de plasma. En él se utiliza un chorro de gas a gran temperatura y presión para el corte del material.
- Láser. Realiza el corte con un rayo láser que vaporiza el material a eliminar.
- Ultrasónica. Hace vibrar un útil a velocidades por encima de los 20.000 Hz. También es para materiales muy duros como el vidrio y el diamante.
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Fuentes:
Ecured
