DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE FRESADORA CNC 3 EJES PARA UTILIZACIÓN DOCENTE

Abstract

El desarrollo exponencial que han tenido en las últimas décadas la electrónica y los softwares informáticos, han motivado una serie de innovaciones relacionadas con máquinas herramientas, como, por ejemplo, máquinas de impresión en 3D, máquinas de corte laser y gravado, tornos y fresadoras, todas comandadas por modernas tarjetas electrónicas y softwares informáticos controlados por computadora, y especializados en control de movimiento de los motores eléctricos que accionan estos equipos. El uso masivo de estos aparatos comandados por computadora, ha llegado al punto de encontrar, comercialmente, “Kit CNC” que consisten en componentes electrónicos (tarjetas controladoras, drivers de motores, motores eléctricos, fuentes de poder, husillos eléctricos de fresado, equipos de extrusión de plástico, láser para corte, entre otros) que dan la posibilidad de armar una máquina de forma casera, y poder imprimir o cortar figuras en los más diversos materiales. En el ámbito docente, especialmente en universidades, se han creados nuevos laboratorios denominados Fab Lab (Frabrication Laboratory), que son talleres de fabricación digital de objetos físicos a menor escala que la industria, que agrupa máquinas controladas por computadores. Su particularidad reside en su tamaño a menor escala que la industria y su fuerte vinculación con la enseñanza y aprendizaje entre pares, donde los usuarios deben compartir y contribuir con sus conocimientos. Una de las debilidades de los FabLab es que las máquinas que poseen son diseñadas principalmente para mover mecanismos pequeños, cortar materiales blandos y desplazar objetos de peso reducido, lo que representa una dificultad si es que se desea fabricar algún producto en materiales con mayor resistencia al corte o de peso mayor. Dada esta oportunidad de mejora, se propone el diseño y construcción de una máquina Fresadora de tres ejes, comandada por control numérico que sea capaz de cortar materiales resistentes como aluminio, bronce e incluso acero al carbono mediante el arranque de viruta para la obtención de piezas terminadas. Este equipo será incorporado como herramienta docente al taller metalmecánico de la Universidad Técnica Federico Santa María Campus San Joaquín, con el objetivo de modernizar los métodos de enseñanza y adaptarse a las nuevas tecnologías disponibles.The exponential development that electronics and computer software have had in the last decades have motivated a series of innovations related to machine tools, such as, for example, 3D printing machines, laser cutting and engraving machines, lathes and milling machines, commanded by modern control cards and computer-controlled computer software, and specialized in motion control of the electric motors that drive these equipment. The massive use of computer-controlled devices has reached the point of commercially finding "CNC Kit" consisting of electronic components (controller cards, motor drivers, electric motors, power supplies, electric milling spindles, extrusion equipment plastic, laser cutting, among others) that give the possibility of assembling a machine in a homemade way, and be able to print or cut figures in the most diverse materials.In the field of teaching, especially in universities, new laboratories called Fab Lab (Frabrication Laboratory) have been created, which are workshops for the digital fabrication of physical objects on a personal or local scale that group computers controlled machines. Its particularity lies in its size on a smaller scale than the industry and its strong link with teaching and learning among peers, where users must share and contribute their knowledge. One of the weaknesses of the FabLab is that the machines they own are designed mainly to move small mechanisms, cut soft materials and move objects of reduced weight, which represents a difficulty if you want to manufacture a product in materials with greater resistance to cut or of considerable weight.Given this opportunity for improvement, the design and construction of a three-axis milling machine commanded by numerical control that is capable of cutting resistant materials such as aluminum, bronze and carbon steel through the removal of chips to obtain finished parts is proposed. This equipment will be incorporated as a teaching tool to the metalworking workshop of the Federico Santa María Technical University San Joaquín Campus, with the objective of modernizing the teaching methods and adapting to the new available technologies.