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Honscn se centra en servicios profesionales de mecanizado CNC desde 2003.
Fabricante de carcasas premium × Honscn: Carcasas huecas de titanio de grado 5 (TC4) mecanizadas con precisión por CNC
2025-12-11
Antecedentes del cliente: Líder en la fabricación de carcasas de alta gama
Nuestro cliente es un fabricante especializado en carcasas para productos de alta gama, que atiende a sectores como la electrónica de lujo, los dispositivos médicos y los bienes de consumo de alta gama. Su reputación se basa en la creación de carcasas que combinan una funcionalidad excepcional con una estética impecable, donde incluso la más mínima imperfección superficial o desviación dimensional puede comprometer el posicionamiento premium de un producto. Cuando necesitaban una carcasa tubular hueca compleja para una línea de productos estrella, recurrieron a nosotros después de que los fabricantes tradicionales no cumplieran con sus estrictos estándares de complejidad de forma y calidad de superficie.
Su principal exigencia era clara: una carcasa tubular hueca a medida, fabricada en titanio de grado 5 (TC4), con intrincados cortes y curvas, y con un acabado superficial impecable y sin defectos. No se trataba solo de un componente; era la cara visible de su futuro producto, por lo que no había concesiones.
Descripción del proyecto: Creación de una pieza de exhibición de titanio
El proyecto se centró en el desarrollo de un lote prototipo de carcasas tubulares huecas complejas para la línea de productos de alta gama del cliente. A diferencia de las carcasas estándar, este componente requiere patrones de corte precisos (para alojar los componentes internos y la ventilación) y curvas suaves para captar la luz y resaltar la textura del titanio de alta calidad. Al ser la carcasa exterior, su apariencia influyó directamente en el valor percibido del producto final, por lo que la calidad de la superficie y la precisión dimensional fueron cruciales para el éxito del cliente en el mercado.
El cliente ya había contactado con otros dos fabricantes, pero ambos enfrentaban los desafíos inherentes al mecanizado de TC4 y la compleja geometría de la pieza. Necesitaban un socio que combinara la experiencia en materiales con capacidades avanzadas de mecanizado para convertir su diseño en un producto tangible e impecable.
El producto: Carcasa tubular hueca de titanio de grado 5 (TC4)
Cada aspecto del producto fue diseñado para lograr un rendimiento y una estética superiores:
- Material : Titanio de grado 5 (TC4, Ti-6Al-4V). Seleccionado por su inigualable combinación de alta resistencia (cuatro veces más fuerte que el aluminio), resistencia a la corrosión y brillo metálico premium, ideal para cajas de alta gama que exigen durabilidad y atractivo visual.
- Diseño y dimensiones : Estructura tubular hueca compleja con cortes intrincados (de 3 mm a 8 mm de diámetro) y curvas externas contorneadas. Al no tener superficies planas, cada pasada de mecanizado requería un control preciso.
- Requisitos clave : Acabado de la superficie: Ra ≤ 0,4 μm (liso casi como un espejo, sin rayones, rebabas ni marcas de herramientas)
- Tolerancia dimensional: ±0,02 mm (esencial para el montaje de componentes internos)
- Integridad estructural: Sin grietas ni microdefectos en secciones huecas o recortes
Posición en el mercado : Carcasa insignia para la línea de productos de alta gama del cliente, dirigida a consumidores premium y usuarios profesionales donde el diseño y la calidad son las máximas prioridades.
Desafíos principales: Por qué el mecanizado tradicional no fue suficiente
El proyecto presentó tres desafíos interrelacionados que hicieron que los métodos de fabricación estándar fueran poco prácticos; cada uno de ellos estaba vinculado a las propiedades del material y a la complejidad del diseño:
Desafío 1: El titanio de grado 5 (TC4) es inherentemente difícil de mecanizar
El titanio TC4 presenta una alta resistencia a la tracción (hasta 1034 MPa) y baja conductividad térmica, lo que significa que el calor se acumula rápidamente en la interfaz herramienta-pieza durante el mecanizado. Esto provoca un rápido desgaste de la herramienta, astillamiento de la misma y cortes irregulares, problemas que se agravan al trabajar con formas complejas. Los tornos tradicionales o las máquinas CNC de un solo eje no podían mantener parámetros de corte constantes, lo que provocaba defectos superficiales y errores dimensionales.
Desafío 2: El diseño complejo de tubos huecos exige control multieje
La combinación de tubos huecos, superficies curvas y cortes precisos de la carcasa impedía que un único ángulo de mecanizado pudiera acceder a todas las características. Las máquinas CNC tradicionales de 3 ejes requerían múltiples configuraciones, lo que generaba errores de alineación entre características. Incluso pequeñas desalineaciones (de tan solo 0,03 mm) arruinaban la simetría de la pieza y su ajuste con los componentes internos.
Desafío 3: La estética premium no deja lugar a la imperfección
Como carcasa visible, la pieza necesitaba una superficie impecable, sin marcas de herramientas, rebabas ni decoloración. La tendencia del TC4 a "agarrar" las herramientas de corte (causando desgarros superficiales) y la decoloración inducida por el calor lo convertían en un obstáculo importante. El posprocesamiento tradicional (como el lijado o el pulido) corría el riesgo de alterar las dimensiones, por lo que el acabado debía lograrse durante el mecanizado.
Nuestra solución a medida: mecanizado CNC multieje + ingeniería de precisión
Para superar estos desafíos, combinamos tecnología de mecanizado avanzada, herramientas especializadas y un estricto control del proceso, centrándonos en la "perfección del mecanizado" en lugar de en las correcciones posteriores al procesamiento:
Solución 1: Mecanizado CNC de 5 ejes para geometría compleja
Implementamos nuestros centros de mecanizado CNC de 5 ejes de alta precisión, que ofrecen control simultáneo sobre todos los ejes. Esto nos permitió mecanizar las superficies curvas, el núcleo hueco y los recortes de la carcasa en una sola configuración, eliminando así los errores de alineación causados por los múltiples cambios de herramienta. La capacidad del sistema de 5 ejes para ajustar el ángulo de la pieza en tiempo real garantizó el acceso a cada detalle con la orientación óptima de la herramienta, reduciendo su desgaste y mejorando la calidad de la superficie.
Solución 2: Herramientas especializadas y parámetros de corte para TC4
Para abordar los desafíos de mecanizado de TC4, optimizamos nuestras herramientas y parámetros de proceso:
- Selección de herramientas : Utilizamos fresas de carburo ultraduro con recubrimientos de TiAlN, diseñadas específicamente para el mecanizado de titanio. Estas herramientas resisten el calor y el desgaste, manteniendo los filos de corte afilados durante más tiempo que las herramientas estándar.
- Parámetros de corte : Nuestros ingenieros ajustaron con precisión la velocidad del husillo (1500–2000 RPM) y la velocidad de avance (50–80 mm/min) para equilibrar la extracción de material con la disipación de calor. También utilizamos un sistema de refrigeración de alta presión para eliminar las virutas y enfriar la interfaz herramienta-pieza, evitando así la decoloración y el desgarro superficial inducidos por el calor.
Solución 3: Control de calidad durante el proceso para una estética impecable
Integramos controles de calidad en cada etapa del mecanizado para garantizar la perfección:
- Inspección previa al mecanizado : la materia prima TC4 se inspeccionó mediante pruebas ultrasónicas para detectar defectos internos que pudieran causar grietas durante el mecanizado.
- Controles a mitad de proceso : después del desbaste (eliminación del 70 % del material) y antes del acabado, utilizamos una máquina de medición de coordenadas (CMM) para verificar las dimensiones, ajustando la trayectoria de corte según sea necesario para permanecer dentro de las tolerancias.
- Monitoreo del acabado superficial : Durante el proceso de acabado, utilizamos un probador de rugosidad superficial portátil para verificar el valor Ra en tiempo real y ajustar la velocidad de la herramienta y la velocidad de avance para mantener el valor objetivo de 0,4 μm.
Cómo fabricamos las carcasas de titanio: un flujo de trabajo paso a paso
La consistencia y la calidad requerían un proceso estructurado y rastreable: así es como transformamos el TC4 crudo en carcasas impecables:
- Preparación del material : Se obtuvo material en barra de titanio (TC4) de grado 5 certificado (Ti-6Al-4V) y se cortó en piezas cilíndricas. Cada pieza se sometió a pruebas ultrasónicas para garantizar la ausencia de grietas internas o impurezas.
- Mecanizado de desbaste : El exceso de material se elimina mediante una máquina herramienta CNC de cinco ejes para formar una estructura tubular hueca básica. Para garantizar la precisión dimensional durante el proceso de acabado, hemos reservado una tolerancia de acabado de 0,1 mm.
- Acabado de precisión : Se cambió a herramientas de acabado de carburo recubierto para mecanizar curvas, cortes y el núcleo hueco interno. Se utilizó refrigerante a alta presión de forma continua para mantener la calidad de la superficie. Este paso requería 2,5 horas por pieza, un proceso lento y preciso para evitar defectos.
- Desbarbado y pulido : Se realizó un desbarbado manual con herramientas de punta de diamante (para evitar rayaduras) y una pasada final de pulido de precisión con una rueda de pulido con compuesto compatible con titanio. Esto llevó el acabado superficial a Ra ≤ 0,4 μm sin alterar las dimensiones.
- Auditoría de calidad final : Cada prototipo se sometió a una inspección de 3 pasos: Verificación dimensional con CMM (verificando una tolerancia de ±0,02 mm)
- Prueba de acabado superficial con un perfilómetro
- Inspección visual bajo iluminación LED (para detectar rayones o imperfecciones microscópicas)
Resultados: Prototipos impecables y compromiso con la producción
Entregamos el lote de prototipos a tiempo y la reacción del cliente fue inmediata. Su equipo de ingeniería realizó rigurosas pruebas, que incluyeron verificación dimensional, comprobaciones de ajuste con componentes internos y evaluaciones de la calidad de la superficie. Los prototipos superaron sus expectativas:
Estas carcasas de titanio son impecables: cada curva es precisa, la superficie es impecable y se ajustan perfectamente a nuestros componentes internos. Ya hemos trabajado con fabricantes de titanio, pero este nivel de detalle es un referente en la industria. Estamos listos para avanzar con la producción.— Director de I+D del cliente
Impulsado por el éxito del prototipo, el cliente confirmó un pedido de producción de prueba de 100 unidades, previsto para enero. También han compartido planes para ampliar nuestra colaboración a otras carcasas complejas de titanio y aluminio para su línea de productos de 2025, convirtiendo un proyecto de prototipo en una colaboración a largo plazo.
Valor para el cliente: más allá de una pieza: un diferenciador competitivo
Nuestra solución proporcionó un valor que se extendió mucho más allá de una carcasa de alta calidad:
- Mejora de la marca : la impecable carcasa de titanio elevó el producto estrella del cliente, fortaleciendo su posición en el mercado premium.
- Ahorro de tiempo : al entregar prototipos listos para producción (sin necesidad de rediseños ni reelaboraciones), reducimos el tiempo de comercialización del cliente en 6 semanas.
- Reducción de riesgos : Nuestro control de calidad durante el proceso eliminó el riesgo de piezas defectuosas, algo fundamental para un material de alto costo como el TC4.
- Escalabilidad : nuestra configuración CNC de 5 ejes está lista para escalar desde prototipos hasta producción de alto volumen, lo que garantiza la consistencia cuando el cliente aumenta la demanda.
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