Mecanizado CNC de metal vs. plástico: ¿Cómo elegir entre torneado y fresado?

Primero: Mecanizado CNC de metal vs. plástico: las grandes diferencias que importan

Antes de adentrarnos en el torneado y el fresado, empecemos por lo básico: el metal y el plástico no solo tienen un aspecto diferente, sino que reaccionan de forma distinta al ser cortados, moldeados y acabados. Estas diferencias lo cambian todo, desde las herramientas que utilizamos hasta la velocidad del proceso.

1. Dureza del material y desgaste de la herramienta

Los metales (como el aluminio, el acero inoxidable o el latón) son más duros y abrasivos que los plásticos (como el ABS, el PEEK o el nailon). Esto significa:

• El metal requiere herramientas más resistentes : Utilizamos herramientas de carburo o de acero rápido (HSS) para metal, ya que resisten la fricción. Por ejemplo, fresar aluminio requiere una fresa de carburo que resista temperaturas de 300 a 400 °C (572 a 752 °F).
• El plástico necesita herramientas más afiladas y delicadas : Las herramientas sin filo pueden manchar el plástico en lugar de cortarlo (piense en intentar cortar mantequilla con un cuchillo sin filo). Usamos herramientas de carburo pulido para el plástico; cortan limpiamente sin derretir ni deformar el material.

El desgaste de las herramientas también es un factor de costo importante. Una herramienta de carburo para acero inoxidable puede durar 500 piezas antes de necesitar reemplazo; la misma herramienta para plástico ABS puede durar 2000 piezas. Si usa una herramienta de metal sobre plástico sin ajustarla, está desperdiciando dinero en cambios prematuros de herramientas.

Un cliente nos planteó un problema: usaba una herramienta de acero inoxidable para fresar carcasas de sensores de plástico ABS, y las herramientas se desgastaban en 300 piezas (en lugar de 2000). Cambiamos la herramienta por una herramienta de carburo específica para plástico pulido; su vida útil se multiplicó por seis y ahorraron $800 al mes en costos de herramientas.

2. Riesgos de calor y deformación

Cortar genera calor, y el metal y el plástico manejan el calor de maneras opuestas:

• El metal disipa el calor (en su mayor parte) : El aluminio y el acero soportan altas temperaturas, lo que permite operar las máquinas CNC a mayor velocidad (p. ej., 10 000 RPM para fresado de aluminio) sin deformar la pieza. Seguimos usando refrigerante para evitar el sobrecalentamiento de la herramienta, pero la pieza se mantiene estable.
• El plástico se derrite o deforma fácilmente : el ABS comienza a ablandarse a 105 °C (221 °F), una temperatura muy inferior a la tolerancia del metal. Si la máquina funciona a demasiada velocidad, la fricción de la herramienta derrite el plástico, dejando bordes ásperos o formas distorsionadas. Para el plástico, reducimos la velocidad (p. ej., 5000-7000 RPM para el fresado de ABS) y utilizamos refrigeración por aire (no refrigerante líquido, que puede penetrar el plástico y causar hinchazón).

Un cliente de autopartes intentó fresar clips de plástico a la misma velocidad que los de aluminio; el 80 % de los clips se deformaron y tuvieron que desechar todo el lote. Ajustamos la velocidad y cambiamos a refrigeración por aire; su siguiente proceso tuvo una tasa de éxito del 99,5 %.

3. Necesidades de acabado de la superficie

El acabado que desea a menudo depende del material:

• El metal suele requerir posprocesamiento : el aluminio fresado puede tener un acabado mate (Ra 1,6 μm) al salir de la máquina, pero si se necesita brillo (Ra 0,8 μm) para una pieza visible, será necesario pulirlo o anodizarlo. El acero inoxidable puede requerir pasivación para prevenir la oxidación.
• El plástico puede obtener acabados lisos directamente desde la máquina : Las herramientas pulidas y las velocidades más bajas permiten obtener un acabado liso (Ra 0,8 μm) en ABS o PEEK sin trabajo adicional. Esto ahorra tiempo, ya que no es necesario lijar ni pintar a menos que se desee un color personalizado.

4. Límites de tolerancia

Ambos materiales pueden alcanzar tolerancias estrictas, pero el plástico tiene un inconveniente:

• El metal mantiene mejores tolerancias a largo plazo : un soporte de aluminio con una tolerancia de ±0,01 mm permanecerá así durante años; el metal no se expande ni se contrae mucho con los cambios de temperatura.
• El plástico se desplaza con la temperatura y la humedad : El ABS puede expandirse entre un 0,2 % y un 0,4 % si absorbe humedad, lo que significa que una tolerancia de ±0,01 mm podría variar a ±0,02 mm en condiciones de humedad. Para piezas de plástico que requieren tolerancias ajustadas (como las carcasas de los sensores), secamos el material antes del mecanizado y utilizamos plásticos termotratados (como el PEEK reforzado con fibra de vidrio), que son más estables.

Torneado CNC vs. Fresado: ¿Cuándo elegir qué proceso?

Ahora que ya sabes en qué se diferencian el metal y el plástico, hablemos de los dos procesos CNC más comunes: torneado y fresado. La diferencia clave radica en la forma : ¿qué aspecto tiene tu pieza?

¿Qué es el torneado CNC? (Ideal para piezas rotacionales y simétricas)

El torneado utiliza una herramienta rotatoria y una herramienta de corte estacionaria (o viceversa) para dar forma a piezas redondas o simétricas alrededor de un eje. Piense en un torno: la pieza gira y la herramienta corta material para crear formas como ejes, manguitos o pernos.

Cuándo utilizar el torneado:

• Piezas redondas o cilíndricas : Ejes para transmisiones de automóviles, bujes de plástico para bisagras de puertas, manguitos metálicos para cableado.
• Características simples y simétricas : ranuras, roscas o conos (por ejemplo, un pasador metálico cónico para alinear dos piezas).
• Rápido y económico para piezas rotacionales : el torneado es más rápido que el fresado para piezas redondas: se puede fabricar un eje de metal en 2 minutos, frente a los 5 minutos que requiere el fresado.

Notas sobre el material para torneado:

• Torneado de metales : Funciona de maravilla con aluminio, latón y acero inoxidable. Utilizamos refrigerante para mantener las herramientas frías y las piezas lisas.
• Torneado de plástico : Posible, pero más complicado. Necesitamos velocidades bajas (3000–5000 RPM) y herramientas afiladas para evitar la fusión. El torneado es útil para bujes o perillas de plástico, pero no para formas complejas.

Un taller mecánico necesitaba 500 ejes metálicos para un kit de reparación de transmisión. Usamos torneado: cada eje tardó 2,5 minutos en fabricarse y entregamos los 500 en 3 días. Si hubiéramos usado fresado, habríamos tardado 6 días y habríamos costado un 30 % más.

¿Qué es el fresado CNC? (Ideal para formas complejas e irregulares)

El fresado utiliza una herramienta de corte giratoria para eliminar material de una pieza fija. Es como usar una fresadora para tallar madera: permite crear superficies planas, agujeros, ranuras y formas complejas (como soportes con múltiples agujeros o bordes curvos).

Cuándo utilizar el fresado:

• Piezas con formas irregulares : Soportes de aluminio para motores de automóviles, carcasas de sensores de plástico, placas de montaje de metal con múltiples orificios.
• Características complejas : ranuras, bolsillos (áreas empotradas) o agujeros no simétricos (por ejemplo, un soporte con agujeros en diferentes ángulos).
• Piezas que necesitan precisión en múltiples direcciones : Las fresadoras (especialmente las fresadoras de 5 ejes) pueden cortar desde múltiples ángulos, lo que permite fabricar piezas que encajan en espacios reducidos (como debajo del tablero de un automóvil).

Notas de material para fresado:

• Fresado de metal : Las fresadoras de 3 ejes funcionan para soportes sencillos; las de 5 ejes, para piezas complejas (como componentes aeroespaciales). Ajustamos la velocidad en función de la dureza del metal: más lenta para acero inoxidable, más rápida para aluminio.
• Fresado de plástico : Ideal para piezas de plástico complejas (como carcasas de sensores ABS). Utilizamos refrigeración por aire y herramientas afiladas para evitar deformaciones. Los plásticos reforzados con fibra de vidrio (como el nailon reforzado con fibra de vidrio) son excelentes para el fresado: son resistentes y mantienen una buena tolerancia.

Un cliente de electrónica de consumo necesitaba 1000 carcasas de plástico para un GPS de coche. La carcasa tenía un borde curvo, dos orificios para el montaje y un hueco para la pantalla, ideal para fresado de 3 ejes. Entregamos las 1000 en 5 días, sin deformaciones.

La zona gris: cuándo utilizar ambos (procesos híbridos)

Algunas piezas requieren torneado y fresado. Por ejemplo:

• Un perno de metal: girar el eje cilíndrico (torneado), luego fresar la cabeza hexagonal (fresado).
• Una perilla de plástico: gire la base redonda (torneado) y luego fresa una ranura para un destornillador (fresado).

La clave aquí es realizar los procesos en el orden correcto: generalmente, primero el torneado (para crear la forma base) y luego el fresado (para añadir características complejas). Esto ahorra tiempo y garantiza la precisión.

Honscn gestiona piezas híbridas internamente, sin necesidad de enviar su pieza a dos talleres diferentes. Torneamos la forma base y luego la llevamos a una fresadora (generalmente en la misma línea de producción) para añadir las características finales.

Cómo Honscn le ayuda a elegir (y ejecutar) el proceso adecuado

El mayor error que cometen nuestros clientes es elegir un proceso basándose en lo que ya han usado en lugar de en lo que necesita la pieza. Un cliente podría intentar fresar un eje redondo (perdiendo tiempo) porque nunca ha torneado, o usar el torneado para una carcasa de plástico compleja (lo que resulta en una pieza desequilibrada).

Honscn elimina las conjeturas con tres ventajas clave:

1. Adecuación entre materiales y procesos (no imponemos una solución única)

Comenzamos con el diseño y el material de su pieza y luego recomendamos el mejor proceso, sin preferencia por una máquina u otra. Así funciona:

• Paso 1: Revisión de diseño gratuita : nos envía su archivo CAD (incluso un boceto funciona) y nosotros revisamos:
  • Material (¿aluminio? ¿ABS? ¿PEEK?)
  • Forma (¿redonda? ¿irregular? ¿simétrica?)
  • Tolerancias (±0,01 mm? ±0,1 mm?)
  • Cantidad (¿10 prototipos? ¿10.000 unidades de producción?)
• Paso 2: Recomendación de proceso : Le indicamos exactamente qué proceso utilizar y por qué. Por ejemplo:
  • “Su eje de aluminio es redondo: tornearlo será un 30 % más rápido y más barato que fresarlo”.
  • “Su carcasa de ABS tiene bordes curvos y múltiples orificios; el fresado de tres ejes es la mejor opción, con refrigeración por aire para evitar deformaciones”.
• Paso 3: Estimación de costo y cronograma : Le brindamos una cotización y un cronograma claros, para que sepa qué esperar.

Una startup que fabrica una herramienta de diagnóstico para coches nos contactó con el diseño de una sonda metálica. Querían fresarla (ya que ya habían fresado piezas de plástico), pero la sonda tenía una forma cilíndrica sencilla. Les recomendamos tornearla: ahorraron un 25 % y recibieron las piezas dos días antes.

2. Equipos propios para ambos procesos (sin externalización)

Contamos con 12 máquinas CNC en total: 6 centros de torneado (para piezas rotativas) y 6 fresadoras (de 3 y 5 ejes para piezas complejas). Esto significa:

• Sin traspasos a otros talleres : Si su pieza necesita torneado y fresado, lo hacemos todo internamente. No tendrá que coordinarse con dos proveedores ni preocuparse por la pérdida de piezas durante el transporte.
• Calidad constante : El mismo equipo gestiona su pieza de principio a fin. Conocen las particularidades del material (p. ej., "este ABS necesita 5000 RPM") y los requisitos del proceso (p. ej., "este eje de aluminio necesita refrigerante a 20 °C").
• Entrega rápida : Podemos cambiar de proceso rápidamente. Por ejemplo, fabricamos 200 piezas híbridas (eje torneado + cabezal fresado) en 4 días; si hubiéramos externalizado un proceso, habríamos tardado 8 días.

Un distribuidor de autopartes necesitaba 500 pernos metálicos híbridos (eje torneado + cabeza hexagonal fresada). Primero realizamos el torneado (2 minutos por eje) y luego pasamos los pernos a una fresadora de 3 ejes (1 minuto por cabeza). Los 500 pernos se fabricaron en 3 días, con un control de calidad exhaustivo.

3. Experiencia en materiales delicados (plásticos, metales tratados térmicamente, etc.)

No solo trabajamos con materiales “fáciles”, nos especializamos en aquellos que otras tiendas evitan:

• Plásticos termosensibles : Dominamos el mecanizado de PEEK (que se funde a 343 °C/649 °F) y PVC (que libera gases tóxicos si se calienta demasiado). Utilizamos controles especializados de ventilación y temperatura para garantizar la seguridad de las piezas y de los trabajadores.
• Metales duros : El acero inoxidable (316L) y el titanio son difíciles de mecanizar, pero nuestras fresadoras de 5 ejes y herramientas de carburo los procesan con facilidad. Hemos fabricado soportes de titanio para sistemas de escape de automóviles con tolerancias de ±0,005 mm.
• Materiales compuestos : El nailon reforzado con fibra de vidrio o los plásticos reforzados con fibra de carbono (PRFC) son excelentes para las piezas de automóviles (resistentes y ligeros), pero son abrasivos. Utilizamos herramientas con recubrimiento de diamante para evitar el desgaste, algo que la mayoría de los talleres no ofrecen.

Un fabricante de coches de lujo necesitaba 100 soportes de plástico reforzado con fibra de carbono (PRFC) para los paneles de las puertas. Otros talleres los rechazaron porque el PRFC es abrasivo y difícil de mecanizar. Utilizamos fresadoras con recubrimiento de diamante y velocidades lentas; los 100 soportes superaron las pruebas de tolerancia, y el cliente ahora pide 1000 cada trimestre.

Historias de clientes reales: Cómo Honscn solucionó errores de procesos y materiales

Veamos el caso de dos clientes que empezaron con el proceso o material equivocado, hasta que intervenimos.

Historia 1: Taller de reparación de automóviles (Proceso incorrecto para ejes metálicos)

Un taller mecánico de Texas necesitaba 200 ejes metálicos para reparar la transmisión de un coche clásico. Habían contratado un taller que utilizaba fresado (ya que no contaban con torneado) para fabricar los ejes.

El problema :

• El fresado tomó 6 minutos por eje (en comparación con los 2 minutos del torneado), por lo que el taller no cumplió con el plazo de 5 días.
• El 30% de los ejes estaban desequilibrados (el fresado no consigue la misma simetría que el torneado), por lo que no podían encajar en las transmisiones.
• El costo fue de $15 por eje (en comparación con $10 por eje con torneado), lo que representa un sobrepago de $1,000.

Solución de Honscn :

• Recomendamos tornear (ya que los ejes eran cilíndricos, sin características complejas).
• Utilizamos una herramienta de torneado de carburo y refrigerante para mantener lisos los ejes de aluminio.
• Fabricamos 200 ejes en 3 días (2 minutos por eje) y comprobamos la simetría de cada uno.

Resultados :

• El 100% de los ejes encajan en las transmisiones.
• La tienda ahorró $1,000 (el costo se redujo a $10 por eje).
• Ahora nos piden todos sus ejes de metal: hemos hecho cinco lotes más y cero defectos.

Historia 2: Cliente de electrónica (proceso incorrecto para carcasas de plástico)

Una empresa de electrónica de California necesitaba 500 carcasas de plástico ABS para la cámara de marcha atrás de un coche. Habían recurrido a un taller que intentó tornear las carcasas (ya que el torneado es más rápido para piezas redondas).

El problema :

• La carcasa tenía un hueco cuadrado para la lente de la cámara; el torneado no puede crear características cuadradas, por lo que el taller tuvo que fresar el hueco por separado (lo que agregó 3 minutos por pieza).
• El 25% de las carcasas se deformaron durante el torneado (el taller utilizó una velocidad demasiado alta: 8.000 RPM en lugar de 5.000 RPM).
• El tiempo total fue de 8 días (frente al plazo de 5 días que necesitaban).

Solución de Honscn :

• Recomendamos un fresado de 3 ejes (ya que la carcasa tenía características cuadradas y necesitaba precisión en múltiples direcciones).
• Utilizamos una herramienta de carburo pulido y refrigeración por aire (5.000 RPM) para evitar deformaciones.
• Fresamos toda la carcasa en una sola configuración, sin necesidad de un segundo proceso.

Resultados :

• 500 viviendas entregadas en 4 días (superando el plazo establecido).
• Sólo se rechazaron 2 viviendas (tasa de defectos del 0,4%).
• El cliente ahorró $800 (ningún paso de fresado adicional significó menores costos de mano de obra).

Cómo elegir: una lista de verificación rápida para su parte

¿No está seguro de si necesita torneado, fresado, metal o plástico? Utilice esta lista de verificación para reducir sus opciones:

1. ¿Cuál es la forma de tu pieza?

• Redondo/cilíndrico/simétrico → Torneado (más rápido, más barato).
• Irregular/tiene agujeros/ranuras/bordes curvos → Fresado (más flexible).
• Tanto redondo como irregular → Híbrido (primero torneado, luego fresado).

2. ¿Qué material estás utilizando?

• Metal (aluminio, acero inoxidable, latón):
  • Pieza redonda → Torneado (utilizar refrigerante, herramientas de carburo).
  • Pieza compleja → Fresado (3 ejes para simple, 5 ejes para complicado).
• Plástico (ABS, PEEK, nailon):
  • Pieza redonda → Torneado (velocidad lenta, refrigeración por aire, herramientas pulidas).
  • Pieza compleja → Fresado (velocidad lenta, refrigeración por aire, evitar refrigerante líquido).
• Compuesto (CFRP, nailon reforzado con fibra de vidrio):
  • Pieza compleja → Fresado (herramientas diamantadas, baja velocidad).

3. ¿Cuál es tu tolerancia?

• Ajustado (±0,01 mm a ±0,05 mm):
  • Metal → Torneado o fresado de 5 ejes (el metal mantiene mejor las tolerancias).
  • Plástico → Fresado de 5 ejes con plástico tratado térmicamente (por ejemplo, PEEK).
• Suelto (±0,1 mm a ±0,5 mm):
  • Metal → Fresado o torneado de 3 ejes (cualquiera funciona).
  • Plástico → Fresado de 3 ejes (ABS o nailon están bien).

4. ¿Cuántas piezas necesitas?

• 10–500 piezas (lote pequeño):
  • Torneado o fresado (cualquiera funciona, elija según la forma).
• Más de 1000 piezas (producción en masa):
  • Torneado (más rápido para piezas redondas) o fresado automatizado (para piezas complejas).

Conclusión: El proceso correcto = mejores piezas, menores costos

Elegir entre metal y plástico, torneado y fresado, no tiene por qué ser una simple suposición. Se trata de adecuar las propiedades del material a las fortalezas del proceso:

• Utilice el torneado para piezas redondas (de metal o plástico) para ahorrar tiempo y dinero.
• Utilice el fresado para piezas complejas (de metal o plástico) para obtener la forma que necesita.
• Deje que la dureza del material y la tolerancia al calor guíen su elección de velocidad y herramientas.

En Honscn, te facilitamos las cosas. No solo mecanizamos piezas, sino que te ayudamos a elegir el camino correcto desde el primer día. Ya sea que fabriques 10 ejes metálicos para la reparación de un coche o 10 000 carcasas de plástico para un producto nuevo, te recomendaremos el mejor material, proceso y herramientas para que el trabajo se realice correctamente (y dentro del presupuesto).

¿Listo para dejar de adivinar? Envíanos el diseño de tu pieza (incluso un boceto) y dinos para qué la necesitas. Te daremos una recomendación de proceso gratuita, un presupuesto claro y un plazo, sin compromiso. Nos aseguramos de que tu próximo proyecto CNC sea un éxito.