El mecanizado CAM: qué es y qué ventajas aporta

El mecanizado CAM es un término inglés que define la fabricación asistida por ordenador (computer-aided manufacturing) para controlar, entre otras aplicaciones, máquinas-herramienta CNC (por ejemplo un torno o una fresadora) en la fabricación de piezas manufacturadas, como puede ser un perfil de tubo o una plancha de metal, y prototipos.

Se trata de software que hace de puente entre la tecnología CAD (computer-aided design, responsable de los diseños de planos 2D y 3D de piezas que conocemos) y el lenguaje de programación de las máquinas-herramienta (las líneas de palabras CNC que dan instrucciones cuando forman frases) para fabricar las piezas diseñadas. El CAM utiliza los modelos y ensamblajes creados en el software CAD para generar las trayectorias de las herramientas dirigidas por las máquinas, y así convertir los diseños en planos virtuales en partes físicas.

El CAM y el CAD

El CAM existe prácticamente desde que existen ordenadores. Sin él, habría que transformar el diseño CAD en líneas de palabras CNC a mano, directamente en la máquina (qué eje debe trabajar, con qué velocidad de avance, con qué velocidad de cabezal, etc. para llevar a cabo el diseño) De poco serviría una cosa sin la otra. El CAD es un software que hace esa conversión automáticamente, de un modelo 2D o 3D en CAD a g-code (el lenguaje de la máquina). Es por este motivo, al no entenderse el CAM sin el CAD, normalmente se habla de mecanizado CAD/CAM.

Tanto el CAM como el CAD se engloban en el proceso de mecanizado CNC, es decir, el control de todo el proceso de mecanizado por medio de un ordenador, aunque también tienen otras muchas aplicaciones.

Antes de la tecnología CAD/CAM, el diseño de las piezas se llevaba a cabo a mano, con lápiz, en planos de papel, y posteriormente se ejecutaba la pieza también de forma manual, colocando la broca en el eje, activándolo, situando la pieza bajo la broca, taladrando y apagando el eje para volver a repetir la operación. Este sistema tenía un margen de error muy elevado, una alta intervención del operario (con el riesgo que el tedio suponía para su seguridad) y una gran limitación para llevar a cabo tiradas grandes y trabajos complejos.

Prácticamente todos los productos que conocemos hoy en día se diseñan y fabrican usando software CAD/CAM, desde la producción de móviles hasta el trazado de trayectorias de herramientas en aplicaciones de matrices y moldes.

Las ventajas de trabajar con mecanizado CAM

El mecanizado CAM ha simplificado mucho el proceso de programación en el mecanizado, al requerir solamente que el operario especifique en el software las opciones de mecanizado a llevar a cabo para volcar las frases y programas en código g-code. Esto ha supuesto numerosas ventajas para las empresas de mecanizado:

• Intervención mínima del operario, algo que revierte en un ahorro en costes de personal (aunque requerirá formación adicional) y una mayor seguridad (al intervenir menos en el funcionamiento mecánico de la máquina, se reduce el riesgo de accidentes).
• Mayor precisión en la pieza terminada, ya que, al contar con la precisión del diseño CAD y de la ejecución del CAM, hay menos margen de error que haciéndolo a mano como se hacía antes. Se pueden hacer trabajos complejos.
• Menor desperdicio de material, al usar muchas veces sólo la cantidad justa y necesaria de materia prima en la ejecución del diseño, algo que también revierte en un mayor ahorro energético y por lo tanto económico y medioambiental.
• Mayor flexibilidad en los proyectos, al permitir cambiar proyectos sólo cargando los cambios de un documento modificado con CAD.
• Mayor automatización y rentabilidad, al ocasionar una mayor producción en un tiempo menor, por requerir menos intervención del operario.

Software de mecanizado CAM y CAD

Hay una gran variedad de software de mecanizado CAM, que generalmente incluye también la parte de diseño CAD o integración con ella, que se puede usar con cualquier máquina herramienta de la actualidad.

Elegir un software adecuado

¿Qué máquinas herramienta son compatibles con el software CAD/CAM? Muchas empresas de mecanizado sólo llevan a cabo un tipo de mecanizado, y a veces sólo con una máquina herramienta determinada, con lo que el software, por encima de todo, debe ser compatible con ese mecanizado y esa máquina herramienta. Por ejemplo, si sólo ofrecemos corte de tubo láser, debemos asegurarnos de que el software sea compatible con esa máquina herramienta en concreto, y si ofrecemos corte de tubo láser y también por disco, debemos priorizar, a ser posible, un software que se compatible con ambos.

• ¿Cómo es su interfaz? Es otra pregunta muy importante. El software puede tener interfaz de AutoCAD, de SolidWorks, etc.
• ¿Qué capacidades adicionales tiene? Hay softwares que ofrecen una estimación de costes, planificación de recursos (ERP), planificación de recursos de fabricación (MRP), etc.
• ¿Qué opciones ofrece el CAD? La parte de diseño asistido puede permitir tratar diseños 2D, 3D Wireframe, 3D Solid Modelling (modelado de sólidos en 3D), diseños plegados y desplegados, etc.
• ¿Qué formato de intercambio de archivos con el CAM acepta? Normalmente este tipo de software acepta por lo menos formato IGES y STEP, y son muy usuales también el DWG y DXF.
• ¿Qué opciones ofrece el CAM? Normalmente las máquinas de mecanizado asistidas por CAD/CAM suelen nidificar piezas, troquelarlas o cortarlas, y dentro de estas opciones, el software puede comprender varias opciones, como manejar material y sobrantes, seleccionar y dirigir herramientas, etc.

Software CAD/CAM para mecanizado de tubo

El mecanizado de tubo requiere un software CAD/CAM de tubo específico, que permita diseñar, nidificar (simular la optimización del tubo) y cortar partes finales. Existen varias opciones, como Lantek Flex3d Tubes, un programa que proviene del diseño y programación de máquinas de corte, punzonado y doblado de chapa, que ha adaptado su software al mecanizado de tubos y tuberías, cncKad y SolidWorks/TubeWorks. Sin embargo, uno de los más utilizados, con miles de clientes en el mundo, es Artube.

Artube es un software de BLM Group específicamente concebido para el mecanizado de tubo, sea mediante láser, curvado, sierra o hilo. Trabaja con tubos de sección cuadrada, redonda, rectangular, ovalada y perfiles. Es uno de los softwares más usados en corte de tubo láser con máquinas Adige y similares. Permite:

• Guiar al operario a elegir las soluciones técnicas adecuadas según el trabajo.
• Mostrar en todos los pasos sólo las operaciones aplicables.
• Transformar los diseños de piezas individuales y cuadros enteros en programas perfectamente optimizados para las máquinas sólo unos clicks.
• Conectarse fácilmente con otros programas CAD para importar modelos 2D y 3D en los formatos más comunes (STEP, IGES, XT e IFC), incluso de otros software, y convertirlos en modelos nativos.
• Aplicar ajustes hasta el final sin necesidad de editar el diseño original, en el tamaño, forma, radio o grosor del tubo.

El CAD/CAM para mecanizado de otro tipo de piezas

Algunos de los fabricantes más importantes de software CAD/CAM para todo tipo de piezas son:

• VisualMill
• Vectric
• BobCAD-CAM