CNC - trabajo de la madera asistido por ordenador

No hace mucho escribía sobre Alexander Grabovetskiy y cómo talla la madera con un cincel como lo hacía su bisabuelo, creando verdaderas obras de arte. Cuando no se pretende hacer obras únicas, todo este trabajo se puede hacer con la ayuda de máquinas que pueden producir dibujos y esculturas y reproducirlos de forma idéntica en cualquier momento. Son las CNC, es decir, las máquinas de control numérico tal y como las conocemos, o las fresadoras CNC, por utilizar un término internacional.

El nombre CNC significa Control Numérico por Ordenador y se refiere al hecho de que las herramientas para trabajar la madera se controlan mediante órdenes numéricas de un ordenador. Las máquinas no son específicas de la industria de la madera, ya que también se utilizan para cortar metales, plásticos, espuma de poliuretano, etc. La idea de enviar órdenes a una máquina se remonta a mucho tiempo atrás, siendo los primeros dispositivos de este tipo un telar de la década de 1720 que utilizaba tarjetas de papel perforadas para bordar o la flauta mecánica, inventada en 1860, que utilizaba un rollo de papel agujereado. La tecnología evolucionó y en 1955 se comercializaron las primeras máquinas CNC industriales. Con la llegada y el desarrollo de los ordenadores y las tecnologías informáticas, las máquinas CNC han alcanzado un rendimiento notable.

Cualquier CNC utiliza un programa informático para accionar un sistema mecánico. El mecanizado se realiza con gran precisión, se reproduce de forma idéntica y la máquina realiza el trabajo mejor que un operario. En general, el ordenador coordina los movimientos del sistema mecánico en las 3 direcciones cartesianas x, y y z, es decir, longitud, anchura y altura, creando una imagen en 3D. La dirección x es responsable del movimiento delante-detrás de la herramienta de mecanizado, la dirección y del movimiento izquierda-derecha y la dirección z del movimiento arriba-abajo. Además de estas direcciones estándar, también existen máquinas con movimientos de 4 o incluso 5 direcciones. Además de las direcciones de la herramienta, el movimiento de rotación también se realiza en uno o dos planos. Las máquinas pueden realizar trabajos muy finos, incluso esculturas.

Las máquinas CNC son muy diversas, desde modelos de alto rendimiento, alta productividad y gran eficacia diseñados para la industria a gran escala hasta diseños que encajan perfectamente en un taller. Independientemente de su tamaño o prestaciones, todos tienen unos pocos componentes principales:

• Ordenador y controlador CNC es básicamente el cerebro de la máquina que transmite a la herramienta las órdenes necesarias para realizar el movimiento. Básicamente, todo parte de un dibujo digital que un programa transforma en códigos que se transmiten a la herramienta. El ordenador convierte las órdenes en señales digitales y el controlador CNC en impulsos que controlan el sistema mecánico.
• Router es el conjunto que contiene la herramienta (fresa, taladro, cuchilla, etc.) y el dispositivo que la hace girar. La velocidad de rotación es ajustable, en el caso de las herramientas para trabajar la madera, de 8.000 a 30.000 rpm. Las máquinas para trabajar la madera también pueden procesar metales no férreos (aluminio). Los sistemas de refrigeración son necesarios para los objetos de hierro, ya que las herramientas se calientan como consecuencia de la fricción. Según el modelo y sus prestaciones, el ordenador puede variar la velocidad de giro en función del material, controlar el cambio automático de herramientas o los sensores de herramientas.
• El sistema de sujeción, que tiene por objeto sujetar la pieza y fijarla para su mecanizado. Existen varias formas o sistemas de sujeción, siendo los más importantes la sujeción con pinzas o la succión (vacío). Los sistemas modernos utilizan una combinación de ambos.
• Sistema de guiado lineal es lo que mueve la fresadora en los 3 ejes de movimiento. El movimiento se realiza con la ayuda del motor, que es el enlace entre la electrónica y la mecánica.

Por tamaño, capacidad de mecanizado y eficacia, las máquinas CNC pueden dividirse en 4 grandes categorías:

• Industrial - son máquinas grandes y bastante caras, diseñadas para largas jornadas de trabajo y condiciones de trabajo duras. Están equipadas para ser principalmente eficientes, tienen alta velocidad de mecanizado, cambio automático de herramientas, sistema de aspiración de polvo de madera, sistema de sujeción avanzado. Pueden equiparse para muchos tipos de materiales. En la industria de la madera se pueden utilizar tanto para la producción de muebles, como para puertas o para la realización de logotipos, diseños o rótulos especiales.

• Clase media (para talleres) - son más pequeñas y ligeras. En cuanto a tamaño, pueden ir desde pequeños CNC que se pueden colocar en el escritorio, hasta máquinas medianas de 1,5/3 metros. Básicamente pueden realizar el mecanizado que hacen las industriales, pero con menos prestaciones (sin sistema de aspiración, sensores especiales en la herramienta, etc.). Algunos fabricantes también ofrecen CNC, centros de mecanizado CNC de clase media con las máximas facilidades. Yo maquinaria adecuada para pequeños productores de instrumentos musicales o fabricantes de rótulos y logotipos de madera.

• Multiax - son máquinas a las que se añaden ejes adicionales cuando se mecaniza sobre los 3 ejes cartesianos. Pueden ser de 4 - rotación en un plano o de 5 - rotación en 2 planos. Se utilizan para fabricar esculturas, placas o trofeos.
• Hobby - coches fabricados por entusiastas. Son coches únicos que llevan el sello del fabricante. Se fabrican según las necesidades de cada propietario, por lo que no se pueden clasificar ni agrupar.

El uso de CNC en la producción tiene muchas ventajas: velocidad de producción, flexibilidad, reproducibilidad, eficacia, mayor calidad, menor necesidad de mano de obra. Las desventajas no son muchas, pero tampoco desdeñables: inversión elevada, mayores costes de mantenimiento, mayor cualificación de los operarios (programadores), costes de producción elevados para series pequeñas. Sólo hay que sopesar las ventajas y los inconvenientes para ver si merece o no la pena la inversión.

El polvo y las virutas de la madera y los tableros derivados de la madera siempre han sido un problema, pero hay herramientas inteligentes que pueden aumentar la eficacia de la eliminación de polvo reducir el consumo de energía.