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, realizando verdaderas obras de arte. Cuando no se pretende hacer obras únicas, todo este trabajo se puede hacer con la ayuda de máquinas que pueden hacer dibujos y tallas y reproducirlos de forma idéntica en cualquier momento. Se trata de 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 hace referencia al hecho de que las herramientas para trabajar la madera se controlan mediante órdenes numéricas procedentes de un ordenador. Las máquinas no son específicas de la industria de la madera y también se utilizan para cortar metal, plástico, 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 industriales CNC. 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 hacer funcionar un sistema mecánico. El mecanizado se realiza con gran precisión, reproducido de forma idéntica, la máquina hace 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, produciendo una imagen en 3D. La dirección x es responsable del movimiento de vaivén de la herramienta que realiza el mecanizado, la y del movimiento de izquierda a derecha y la z del movimiento de arriba abajo. Además de estas direcciones estándar, existen máquinas con 4 o incluso 5 direcciones de movimiento. Además de las direcciones de la herramienta, también existe el movimiento de rotación en uno o dos planos. Las máquinas pueden realizar trabajos muy finos e incluso reproducir esculturas.

Las máquinas CNC son muy diversas, con modelos tanto de alto rendimiento y productividad como altamente eficientes, diseñados para la gran industria y la modelos que encajan perfectamente en un taller. Independientemente de su tamaño o prestaciones, todos tienen unos pocos componentes principales:

• El ordenador y el controlador CNCes 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 es transformado por un programa en códigos que se transmiten a la herramienta. El ordenador transforma los comandos 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 regulable, oscilando las de la madera entre 8.000 y 30.000 rpm. Las máquinas para trabajar la madera también pueden procesar metales no férreos (aluminio). Para los objetos de hierro se requieren sistemas de refrigeración, ya que las herramientas se calientan como consecuencia de la fricción. Según el modelo y sus prestaciones, el ordenador puede variar la velocidad de rotación 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 o la succión (vacío). Los sistemas modernos utilizan una combinación de ambos.
• Sistema de guiado lineal es el que mueve la fresadora sobre los 3 ejes de movimiento. El movimiento se consigue gracias al motor, que es el nexo de unión entre la parte electrónica y la mecánica.

Según su tamaño, capacidad de procesamiento y eficacia, las máquinas CNC pueden dividirse en 4 categorías principales:

• Industrial - son máquinas grandes y bastante caras, diseñadas para largas jornadas de trabajo y duras condiciones de funcionamiento. Están equipadas para ser principalmente eficientes, con alta velocidad de procesamiento, cambio automático de herramientas, sistema de aspiración de polvo de madera, sistema de sujeción avanzado. Pueden equiparse para varios tipos de material. En la industria de la madera pueden utilizarse para la producción de muebles, puertas o para la fabricación de logotipos, diseños o rótulos especiales.

• Clase media (para talleres) - son más pequeños y ligeros. En tamaño pueden ir desde pequeños CNC que pueden colocarse sobre un escritorio hasta medianos de 1,5/3 m. Básicamente pueden realizar los mismos mecanizados que las máquinas industriales, pero con menos prestaciones (sin sistema de aspiración, sensores especiales en las herramientas, etc.). También hay fabricantes que ofrecen CNC,centros de mecanizado CNC de clase media con las máximas facilidades. Son máquinas adecuadas para pequeños productores de instrumentos musicales o fabricantes de rótulos y logotipos de madera.

• Multiax - son máquinas a las que, cuando se mecaniza sobre los 3 ejes cartesianos, se añaden ejes adicionales. Puede haber 4 - movimiento de rotación en un plano o 5 - movimiento de rotación en 2 planos. Se utilizan para fabricar esculturas, placas o trofeos.
• Hobby - máquinas fabricadas por entusiastas. Son coches únicos que llevan la impronta del fabricante. Están hechos para las necesidades de cada propietario, por lo que no se pueden clasificar en categorías o grupos.

El uso de CNC en la producción tiene muchas ventajas: velocidad de producción, flexibilidad, reproducibilidad, eficacia, mayor calidad, menor necesidad de mano de obra. Los inconvenientes no son muchos, pero tampoco desdeñables: inversión elevada, mayores costes de mantenimiento, mayor cualificación de quienes los manejan (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.