El principio de la naturaleza materna en las máquinas CNC

• Limitaciones de la transferencia de precisión : Ninguna máquina puede producir piezas que sean más precisas que la misma. Esto se debe a que los errores inherentes a la máquina en sí se transferirán a las piezas que se procesan, evitando así que las piezas logren una precisión más alta que la máquina misma.
• Acumulación de errores : Durante el proceso de mecanizado, los errores de la máquina herramienta, las herramientas de corte y los procedimientos operativos contribuyen a una disminución en la precisión en parte. Esta acumulación de errores significa que la precisión de las piezas no puede exceder la de la máquina madre.

El impacto del principio de la naturaleza materna

• Dificultad técnica y costo : Para fabricar piezas de alta precisión, se requieren máquinas madre de mayor precisión, lo que aumenta significativamente la dificultad y el costo técnico. Por ejemplo, para producir una mesa de trabajo de la máquina de litografía con una precisión de 0.1 micrómetros, pueden ser necesarias al menos cinco generaciones de actualizaciones de la máquina herramienta.
• Degradación de precisión : La precisión se degrada exponencialmente. La precisión de las piezas producidas en cada generación de mecanizado disminuirá. Por ejemplo, los ingenieros de Makino, una compañía de máquinas herramienta japonesa, realizaron una prueba de límite y descubrieron que después de usar la misma máquina para replicar un huso tres veces seguidas, la precisión del huso de tercera generación se desplomó en un 40%.

Métodos para abordar el principio de naturaleza materna

• Máquinas iterativas de alta precisión : Iterando y actualizando continuamente las máquinas herramientas de alta precisión para mejorar gradualmente la precisión del mecanizado. Por ejemplo, el uso de centros de mecanizado de ultra precisión para fabricar piezas más precisas.
• Compensación de procesos : Emplear técnicas de proceso y herramientas especializadas para compensar las deficiencias de la máquina herramienta. Por ejemplo, Okuma, una compañía de máquinas herramienta japonesa, utiliza un proceso de raspado que aprovecha la tensión de la película de aceite para compensar los errores geométricos, mejorando significativamente la precisión de la máquina.
• Sistemas de compensación inteligente : Utilización de sensores avanzados y sistemas de compensación para monitorear y ajustar los errores en tiempo real durante el proceso de mecanizado. Por ejemplo, el sistema de compensación de acoplamiento de tri-campo térmico, vibratorio y de fuerza en las máquinas de corte láser Trumpf puede predecir tendencias de deformación con hasta 15 minutos de anticipación y ajustar dinámicamente la ruta de la herramienta.

Rompiendo el principio de la naturaleza materna

• Principios creativos de mecanizado : Adoptar un principio de mecanizado "evolutivo" para romper las limitaciones del principio tradicional de la naturaleza materna a través de métodos y técnicas de mecanizado innovadores. Por ejemplo, al diseñar procesos especiales y seleccionar materiales apropiados, es posible fabricar piezas que sean más precisas que la máquina madre.
• Mejoras en materiales y procesos básicos : Lograr avances en los procesos básicos de ciencia de materiales y mecanizado para mejorar el rendimiento general de las máquinas herramientas y las piezas. Por ejemplo, utilizando tecnologías de rodamiento hidrostáticas y hidrostáticas hidrostáticas de alta precisión para lograr un mecanizado a nivel de micrómetro e incluso a nivel nanométrico.