Las máquinas actuales, radiografía actual
Finalizado este recorrido histórico, dedicamos las siguientes líneas a describir las máquinas actuales en sus distintos aspectos.
La estructura
Siempre es difícil generalizar y resumir pero podríamos afirmar que son tres las estructuras fundamentales que puede presentar una fresadora: estructura de pórtico, de columna o de hexápodo. Si bien durante los años 90 se dio un equilibrio entre máquinas en estructura de pórtico y máquinas en estructura de columna, la llegada del nuevo siglo ha convertido las máquinas de columna en la estructura predominante en la actualidad para fresadoras de media y gran dimensión. En lo que respecta al caso de los centros de mecanizado, la solución más habitual dispone de un carnero horizontal incluido en una estructura de “box in the box” para desplazarse en vertical sobre una columna apoyada tanto por la parte inferior como por la superior en una bancada vertical, situándose la pieza sobre una mesa con movimiento lineal en un eje o una mesa roto-basculante. Por otra parte, la nueva estructura que pretendía postularse como la gran protagonista del futuro, la estructura en hexápodo, no ha generado soluciones comerciales más que para un número muy reducido de nichos de mercado.
En lo relativo al binomio pórtico frente a columna, el auge de la estructura de columna hay que buscarlo en las necesidades del cliente final, como se analizará en detalle más adelante. El cliente ha centrado su demanda en productos con gran flexibilidad en cuanto al tamaño máximo de la pieza que puede ser mecanizada. Esta variable beneficia claramente a las máquinas de columna frente a las de pórtico.
La masa
Una vez seleccionada la estructura más adecuada para un nuevo producto, los fabricantes han enfocado sus esfuerzos a reducir la masa de la máquina y, en especial, la de sus partes móviles. Para ello la mayoría de ellos han integrado completa o parcialmente en su proceso de diseño el cálculo mediante elementos finitos de los componentes estructurales de máquina. Se calculan así sistemáticamente:
- La rigidez mecánica en punta de herramienta.
- Las frecuencias naturales de los principales modos de vibración, su forma espacio-temporal y el amortiguamiento relativo de los mismos. Si bien existe todavía camino que recorrer en el cálculo preciso del amortiguamiento introducido por las uniones entre componentes de máquina, los modelos por elementos finitos se pueden considerar ya una tecnología ampliamente integrada en el sector.
La técnica de elementos finitos (MEF) ha permitido reducir significativamente el peso total de las partes móviles optimizando el espesor de paredes y la distribución de nervios, guías y soportes de los accionamientos.
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