Una característica que distingue a una fresadora CNC a gran escala de sus competidores es el pórtico, una estructura que se extiende sobre la pieza de trabajo a modo de puente. Al permitir que la herramienta de corte se mueva sobre una superficie considerable, el diseño hace posible mecanizar piezas grandes, pesadas o complejas con una precisión y estabilidad excepcionales.
Las primeras fresadoras horizontales y universales, fabricadas a finales del siglo XIX, fueron las precursoras de esta tecnología. Dado que producen piezas demasiado grandes para máquinas más pequeñas, las fresadoras de pórtico son fundamentales en sectores como la maquinaria pesada, la automoción, la industria aeroespacial, la construcción naval y la energía.
Estructura y componentes principales
Bastidor y puente del pórtico
El pórtico está formado por dos columnas verticales robustas unidas por una viga horizontal. Durante los cortes de alta intensidad, esta disposición proporciona una mayor rigidez y menos vibraciones.
Husillo y cabezal de fresado
El husillo ofrece un agarre firme de la herramienta de corte y puede girar rápidamente para permitir una eliminación eficiente del material. Los husillos de alta rigidez, que pueden soportar cortes fuertes sin sacrificar la calidad de la superficie, se utilizan ampliamente en los diseños modernos.
Mesa de trabajo y bancada
Sostenida por una mesa de trabajo amplia y robusta, la pieza puede mecanizarse con un pórtico móvil y mesa fija, o viceversa. Tanto la mesa como la bancada están preparadas para soportar cargas pesadas.
Sistema de control CNC
Los sistemas CNC, a la vanguardia del avance tecnológico, garantizan un rendimiento fiable y constante. Además, automatizan los cambios de herramienta y permiten un control suave de los movimientos multieje. La integración de estas máquinas con el software CAD/CAM facilita el mecanizado eficiente de geometrías complejas.
Cómo funciona una fresadora de pórtico
Una fresadora de pórtico funciona coordinando el movimiento a lo largo de los ejes X, Y y Z:
- Eje X: desplazamiento del pórtico a lo largo de la longitud de la bancada.
- Eje Y: movimiento del carro del husillo a lo largo del puente.
- Eje Z: movimiento vertical del husillo.
Los ejes se pueden utilizar para permitir la inclinación o la rotación en situaciones que requieren mayor complejidad, como en trabajos tridimensionales (3D). La pieza de trabajo debe estar firmemente sujeta para que el programa CNC funcione según lo previsto. Esto garantiza que los avances, las velocidades y las trayectorias de la herramienta se controlen adecuadamente.
Los sistemas de cambio rápido de herramientas, que han demostrado mejorar la eficiencia operativa y reducir el tiempo de inactividad no programado, son una característica de las fresadoras de pórtico modernas. Esta característica es especialmente útil en entornos de producción en los que la rentabilidad y la eficiencia están directamente relacionadas.
Fresadora de pórtico frente a fresadora de puente
| Característica | Fresadora de pórtico | Fresadora de puente |
|---|---|---|
| Estructura | Dos columnas verticales con viga transversal sobre la mesa | Columnas en los extremos de la mesa con soporte de puente |
| Capacidad de pieza | Piezas extremadamente grandes y pesadas | Piezas medianas y grandes |
| Rigidez | Control superior de las vibraciones para cortes pesados | Alta rigidez, inferior a la de los pórticos para trabajos pesados |
| A | Estructuras aeronáuticas, secciones de barcos, moldes grandes | Herramientas y matrices, moldes medianos, mecanizado general. |
Aplicaciones en diferentes sectores
Aeroespacial: mecanizado de largueros de alas, estructuras de fuselaje y componentes de titanio para motores.
Automoción: matrices grandes, moldes y herramientas para paneles de carrocería.
Construcción naval: secciones de cascos, mamparos y componentes de hélices.
Energía: cubos de turbinas eólicas, piezas para centrales nucleares y estructuras de plataformas petrolíferas.
Maquinaria pesada: Estructuras de equipos mineros, brazos de excavadoras y carcasas de trituradoras.
Fabricación de herramientas y matrices: matrices de estampación y conformado de gran tamaño.
Ventajas de las fresadoras de pórtico
Gran capacidad para piezas de trabajo: Capaces de alojar piezas con medidas en metros y un peso de varias toneladas.
Alta precisión y rigidez: la estabilidad estructural garantiza tolerancias estrictas en distancias prolongadas.
Productividad y versatilidad: se pueden realizar operaciones de taladrado, roscado, fresado y mandrinado con la misma configuración.
Capacidad multieje: permite geometrías complejas con un mínimo de reajustes.
Rentabilidad: reduce la mano de obra, el desperdicio de material y el tiempo de producción.
Posibles inconvenientes
Coste y mantenimiento: Requiere una inversión inicial significativa, así como un mantenimiento continuo.
Requisitos de tamaño y espacio: Requiere una gran cantidad de espacio en el suelo, así como una base reforzada.
Curva de aprendizaje: Es imprescindible contar con operadores y programadores cualificados.
Consumo energético: Los motores y sistemas de gran tamaño consumen mucha energía.
Factores clave a la hora de elegir una fresadora de pórtico
Las dimensiones, el peso y la forma máximos forman parte de las especificaciones de la pieza de trabajo.
Compruebe que la máquina cumple con los estándares de tolerancia y calidad de la superficie para garantizar la precisión y la exhaustividad.
Las características del husillo incluyen la capacidad de modificar la potencia, el par y la velocidad en función de los materiales y los cortes.
Número de ejes: un mayor número de ejes equivale a una mayor flexibilidad y menos configuraciones.
Su proceso CAD/CAM debe ser compatible con el sistema de control.
Las deficiencias de las instalaciones son la preparación de los cimientos, el suministro eléctrico y el espacio.
Presupuesto y retorno de la inversión: tenga en cuenta los aumentos previstos en la inversión y la productividad.
Conclusión
Debido a que puede proporcionar la precisión, la capacidad y la adaptabilidad necesarias para el mecanizado de componentes grandes y complejos, la fresadora de pórtico es una parte esencial de la fabricación pesada moderna. Junto con sus capacidades de control CNC, la estructura en forma de puente de la máquina permite a las industrias producir proyectos de una calidad constante que es imposible de lograr con máquinas más pequeñas. A pesar de la importante inversión, la fresadora de pórtico es una herramienta útil para los fabricantes debido a sus capacidades, precisión y eficiencia mejoradas.
