MECANIZADO DE PIEZAS PARA SATÉLITES
Al hablar de satélites, hay tres requisitos críticos que nos vienen a la mente: largos períodos de servicio, condiciones extremas, sin fallos de funcionamiento. Estos requisitos hacen que el proceso de mecanizado de piezas para satélites deba ejecutarse con extrema precisión y según se especifique en los planos. Cada satélite está diseñado de forma única para operar en su propia posición y frecuencia. Debido a esto, cada componente debe cumplir su función con una precisión inquebrantable. Esto aplica desde las guías de ondas a los mecanismos de despliegue y posicionamiento (DAPM). Por ello, es importante que los fabricantes cualificados tengan acceso a la maquinaria más sofisticada del mercado. Por último, también es fundamental aplicar los más estrictos controles de calidad mientras las piezas se fabrican.
INTRODUCCIÓN AL MECANIZADO DE PIEZAS PARA SATÉLITES
Podemos decir que el mecanizado desempeña un papel fundamental en la creación de un lanzamiento espacial exitoso. Desde el funcionamiento interno hasta el diseño del cuerpo, el mecanizado sigue ayudando a que los cohetes funcionen correctamente gracias a su precisión. Algo que suele pasar desapercibido es el hecho de que el lanzamiento es sólo una parte del viaje espacial. Las naves espaciales deben ser capaces de soportar el espacio exterior durante largos periodos de tiempo, lo que significa que las piezas mecanizadas también deben ser capaces de soportar las condiciones.
El mecanizado industrial CNC se utiliza para las naves espaciales debido a la precisión y eficacia de las piezas fabricadas para los viajes espaciales. Las máquinas CNC están informatizadas para conseguir piezas mecanizadas más precisas. Sabemos que los viajes espaciales necesitan las naves más duraderas y funcionales para que los astronautas lleven a cabo largas misiones. Esto nos hace realizarnos la siguiente pregunta:
¿POR QUÉ RAZONES PRINCIPALES SE UTILIZA EL MECANIZADO DE PIEZAS PARA SATÉLITES?
- Velocidad y producción general – El beneficio del mecanizado CNC es la capacidad de producción en masa de una manera precisa y eficiente. Muchos negocios y empresas dependen de la eficiencia para sus clientes a un nivel más pequeño. Cuando se tienen máquinas manuales, se está disminuyendo la eficiencia.
- Precisión – Las máquinas CNC reducen los errores humanos. Todavía se necesitan empleados para el mecanizado CNC porque la máquina no es automática. Es necesario que haya observación y trabajadores capacitados para operar las máquinas computarizadas, pero la precisión que tienen las máquinas CNC es mucho más beneficiosa.
- Demanda de piezas duraderas – Los materiales utilizados en el sector aeroespacial requieren durabilidad y funcionamiento a largo plazo. Todo lanzamiento espacial es un logro increíble, e indirectamente es el resultado de las piezas mecanizadas con eficacia a partir de las capacidades de mecanizado CNC.
¿QUÉ PIEZAS DE SATÉLITE SE FABRICAN POR MECANIZADO?
En Indaero Grupo Emergy llevamos años proporcionando hardware espacial individual a nuestros clientes desde Andalucía. Por otro lado, servimos subconjuntos pequeños que incluyen remaches, placas de tuerca e insertos. Así, algunos de los componentes que se fabrican por mecanizado para la industria espacial más comúnmente son:
- Carcasas de satélites y piezas de chasis
- Válvulas y boquillas para vehículos de lanzamiento
- Paneles, soportes y raíles
- Bridas y accesorios
- Plantillas, accesorios y herramientas complejas
- Componentes para bancos ópticos y sustratos de paneles solares
- Piezas estructurales de naves espaciales
- Componentes CNC de 5 ejes para montajes complejos de cargas útiles
- Hardware utilizado para reflectores de antena y paneles de radiación
- Piezas estructurales de telescopios y cámaras
- Componentes complejos de guía de ondas para satélites / Mecanizado de guía de ondas
- Elementos para paneles solares modulares
- Componentes complejos de vehículos de lanzamiento
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¿QUÉ ES EL MECANIZADO CNC?
El mecanizado es un proceso de fabricación flexible basado en la eliminación de material de una pieza con una forma elemental (habitualmente un bloque o cilindro) hasta crear una forma deseada. El mecanizado CNC (control numérico por ordenador) es un proceso de mecanizado en el que un software informático programado dirige los movimientos de la maquinaria y las herramientas de la planta. Este software puede utilizarse para automatizar una serie de técnicas de fabricación, como el fresado, el corte por chorro de agua y el corte por láser de materiales. Las instrucciones se introducen en la máquina CNC a través de un archivo CAD y se transponen en un conjunto preciso de instrucciones secuenciales.
La máquina CNC utiliza estos comandos programados para funcionar automáticamente sin un operador físico. Los fabricantes obtenemos varios beneficios mediante la aplicación del mecanizado CNC, como la reducción de gastos, la mejora de la velocidad, la mayor precisión y el aumento de los niveles de productividad. Estos beneficios son obligatorios cuando se trata de ser competitivo en el sector del mecanizado de piezas para satélites.
¿QUÉ DIFERENCIAS HAY ENTRE TORNEADO Y FRESADO?
Es una pregunta que habitualmente nos realizan muchos de nuestros clientes. Dicen algo así como: «Ayúdenme a entender qué es torneado y qué es fresado, porque para mí todo es mecanizado». El torneado y el fresado CNC son dos tipos de mecanizado de precisión, pero ¿cuál es exactamente la diferencia cuando se trata de mecanizado de precisión? La respuesta breve es que:
- El torneado hace girar la pieza contra una herramienta de corte. Utiliza principalmente barras redondas para el mecanizado de componentes.
- El fresado hace girar la herramienta de corte contra una pieza fija. Utiliza principalmente barras cuadradas o rectangulares para producir componentes.
¿QUÉ SIMILITUDES HAY ENTRE TORNEADO Y FRESADO?
- Tanto torneado como fresado utilizan un proceso controlado para eliminar el material no deseado del material en bruto: la fabricación sustractiva.
- Ambos procesos producen virutas de material de desecho mientras las herramientas mecanizan las características requeridas.
- Además, los dos procesos utilizan lo último en tecnología de control numérico por ordenador (CNC).
- Al igual que muchos tipos de mecanizado CNC, el torneado y el fresado son adecuados para metales como el aluminio, el acero, el latón, el cobre y el titanio, así como para una serie de termoplásticos. Los materiales inadecuados son el caucho y la silicona (demasiado blandos) y la cerámica (demasiado dura).
- Por último, y como la mayoría de las técnicas de fabricación sustractiva, el torneado y el fresado generan calor y suelen emplear fluidos de corte para mitigar este problema.
¿QUÉ ES EL TORNEADO?
En los tornos CNC, un plato (mecanismo de sujeción) sujeta una barra redonda de materia prima. Entonces, un husillo hace girar el plato (y la barra) a una velocidad preestablecida. La velocidad de este movimiento varía según la máquina, el material utilizado y las características del componente. Entonces, una herramienta de corte estacionaria es presionada continuamente contra la superficie de la barra en rotación (girando), «afeitando» el material no deseado. Varias herramientas de corte, de distintos materiales y formas, se emplean sobre barra para crear las características necesarias en el componente.
¿QUÉ OPCIONES OFRECE EL TORNEADO?
Hay muchos tipos de tornos CNC, con varias opciones de herramientas, de husillo y limitaciones de diámetro exterior. Los tornos CNC suelen producir formas redondas, aunque también se pueden tornear algunas barras de forma hexagonal. Algunos centros de torneado CNC tienen un solo husillo, lo que permite realizar el trabajo desde un solo lado, mientras que otros centros de torneado tienen un husillo principal y uno secundario. En esta configuración, una pieza puede ser parcialmente mecanizada en el husillo principal, trasladada al subhusillo y tener características adicionales añadidas en el otro extremo del componente. Esto permite sacar una pieza «completa» de la máquina, sin necesidad de equipos adicionales para mecanizar todas las características. Algunas máquinas de torneado CNC utilizan herramientas «vivas», que pueden detener la rotación para añadir características adicionales como taladros, ranuras y pequeñas características fresadas. Esta técnica permite una mayor variedad de formas, tamaños y tipos de materiales.
¿POR QUÉ SE USA EL TORNEADO COMO PROCESO DE MECANIZADO DE PIEZAS PARA SATÉLITES?
La producción de las piezas torneadas suele ser más rápida y eficaz que la de las piezas fresadas. También suelen ser más pequeñas que las piezas fresadas. Dado que producen piezas de precisión de manera muy competitiva, la utilización de este proceso en el mecanizado de piezas para satélites es muy habitual.
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¿QUÉ ES EL FRESADO?
En las fresadoras CNC, una brida (mecanismo de sujeción) sujeta un bloque de materia prima en la mesa. Entonces, un husillo hace girar una herramienta llamada fresa a una velocidad preestablecida. La velocidad de este movimiento también varía según la máquina, el material utilizado y las características del componente. Entonces, la herramienta de corte es presionada continuamente contra la superficie del bloque, retirando el material no deseado. Los ejes que tiene una fresadora, determinan el tipo de trabajo y los lugares en los que se puede realizar en la pieza.
¿QUÉ OPCIONES OFRECE EL FRESADO?
El proceso de fresado CNC utiliza máquinas de fresado horizontales o verticales con CNC y herramientas de corte rotativas con varios dientes, como fresas y taladros. Cuando la máquina está preparada, el operario lanza el programa a través de la interfaz de la máquina y le pide que ejecute la operación de fresado. A diferencia de los procesos de fresado manual, en el fresado CNC la máquina suele alimentar las piezas móviles con la rotación de la herramienta de corte y no en contra de ella. Las operaciones de fresado que se rigen por esta convención se conocen como procesos de fresado ascendente, mientras que las operaciones contrarias se conocen como procesos de fresado convencional.
Generalmente, el fresado es más adecuado como proceso secundario o de acabado para una pieza ya mecanizada, proporcionando definición o produciendo las características de la pieza, como agujeros, ranuras y roscas. Sin embargo, el proceso también se utiliza para dar forma a una pieza de material en bruto de principio a fin. En ambos casos, el proceso de fresado elimina gradualmente el material para dar la forma deseada a la pieza. En primer lugar, la herramienta corta pequeños trozos -es decir, virutas- de la pieza para darle la forma aproximada. A continuación, la pieza se somete al proceso de fresado con una precisión mucho mayor para terminar la pieza con sus características y especificaciones exactas.
¿POR QUÉ SE USA EL FRESADO COMO PROCESO DE MECANIZADO DE PIEZAS PARA SATÉLITES?
Normalmente, una pieza terminada requiere varias pasadas de mecanizado para lograr la precisión y las tolerancias deseadas. En el caso de las piezas más complejas desde el punto de vista geométrico, pueden ser necesarias varias configuraciones de la máquina para completar el proceso de fabricación. Esto es frecuente cuando se realiza el mecanizado de piezas para satélites, dada su complejidad geométrica y requisitos de acabados.
