En fabricación , el mecanizado de superficies de forma libre se refiere al mecanizado de superficies complejas que no son uniformemente planas. Las industrias que con mayor frecuencia fabrican superficies de forma libre son básicamente la aeroespacial , la automoción , la industria de moldes, la biomédica y el sector energético para la fabricación de álabes de turbinas . Para ello se utilizan generalmente fresadoras CNC de 3 o 5 ejes . El proceso de fabricación de superficies de forma libre no es un trabajo fácil, ya que la generación de trayectorias de herramientas en la tecnología CAM actual se basa generalmente en cálculos geométricos, por lo que las trayectorias de herramientas no son óptimas. La geometría tampoco se puede describir explícitamente, por lo que no se pueden evitar errores y discontinuidades en la estructura sólida. Las superficies de forma libre se mecanizan con la ayuda de diferentes métodos de generación de trayectorias de herramientas, como la generación de trayectorias de herramientas isoplanar adaptativa, la generación de trayectorias de herramientas de festón constante, el método isoparamétrico adaptativo, la isocurvatura, la isófota y otros métodos. Los diferentes métodos se eligen en función de los parámetros que deben optimizarse. [1] [2]
El software CAM generalmente crea una trayectoria de herramienta sin considerar ningún proceso mecánico. Esto provoca riesgo de daños a la herramienta, deflexión de la misma y errores en el acabado de la superficie. Minimizando las fuerzas podemos aumentar la vida útil de la herramienta. Se pueden utilizar diferentes métodos de optimización considerando parámetros del proceso como velocidad de avance, velocidad del husillo, pasos, diámetro de la herramienta, magnitud y fuerza máxima preestablecida. La optimización se puede realizar para lograr un tiempo mínimo de mecanizado, un recorrido mínimo de la herramienta, un coste de producción mínimo o un buen acabado superficial. La eficiencia de la superficie mecanizada también se considera mediante la altura máxima del festón y el ranurado. Las ranuras son la razón principal de las discrepancias en la precisión de la superficie y la especificación de la textura. También causa daños a piezas, superficies y máquinas herramienta. La tolerancia de la altura del festón nos ayuda a medir la calidad de la superficie de forma libre. La selección de la topología adecuada da como resultado una longitud de ruta mínima. En el software CAM , elegir NURBS para crear una superficie se considera un buen método para presentar la superficie, ya que es aceptado por los archivos IGES y STEP del software CAM. [5]