¿Cómo influye la elección del material en el DFM para el mecanizado CNC?

Las propiedades del material definen la estrategia de mecanizado

En el Diseño para la Fabricabilidad (DFM), la selección del material es una de las decisiones más críticas que influyen en el tiempo de mecanizado, el costo y la estabilidad dimensional. La dureza, la conductividad térmica y el comportamiento de formación de virutas de cada material afectan la eficiencia con la que puede procesarse durante el mecanizado CNC. Por ejemplo, las aleaciones más blandas como el aluminio 6061-T6 permiten velocidades de corte más altas y ciclos más cortos en el fresado CNC o el torneado CNC, mientras que los metales más duros como el Inconel 718 o el Ti-6Al-4V requieren avances más lentos y herramientas especializadas. El proceso DFM evalúa estos parámetros desde las primeras etapas para equilibrar rendimiento, tiempo de entrega y costo.

Optimización de tolerancias y trayectorias de herramienta según el comportamiento del material

Los distintos materiales se expanden, contraen o deforman bajo cargas de corte, por lo que las reglas DFM ajustan las tolerancias y estrategias de herramienta en consecuencia. Por ejemplo, los aceros inoxidables como el SUS 304 o el SUS 316L generan calor que puede deformar paredes delgadas si no están bien soportadas. Aplicando DFM, los diseñadores pueden modificar los espesores de pared o los radios de filete para mantener la precisión sin requerir pasadas adicionales de mecanizado. Para aplicaciones de alto volumen o precisión, el uso de mecanizado multieje reduce los tiempos de configuración y garantiza ángulos de corte consistentes adaptados a la rigidez de cada material.

Compatibilidad del acabado superficial y el posprocesamiento

La elección del material también determina qué tratamientos superficiales pueden aplicarse de manera eficiente. El DFM integra los requisitos de acabado —como el anodizado para el aluminio o la pasivación para el acero inoxidable— dentro del diseño, para preservar la integridad dimensional. Las aleaciones duras suelen requerir electropulido o recubrimiento PVD para lograr acabados suaves y duraderos sin necesidad de un remecanizado agresivo. Al planificar los recubrimientos y tratamientos térmicos en el modelo CAD, el DFM evita ajustes posteriores que alargarían los plazos del proyecto.

Impactos específicos por industria de la selección de materiales

Cada industria se beneficia de una planificación de materiales DFM personalizada. En el sector aeroespacial y de aviación, los materiales ligeros pero resistentes al calor como el titanio y el Inconel se optimizan mediante DFM para reducir el desgaste de las herramientas y el tiempo de ciclo. Los programas de automoción combinan aluminio y acero al carbono para lograr alta productividad y tolerancias consistentes en la producción en masa. Para los dispositivos médicos, el DFM garantiza que los materiales biocompatibles, como el SUS 316L o el PEEK, mantengan bordes suaves y limpieza después del mecanizado y el acabado. En todos los sectores, el DFM transforma los desafíos de los materiales en resultados de mecanizado predecibles y repetibles.