Un modelo que parece estar terminado en CAD no es automáticamente un modelo para el que un taller pueda ofrecer un presupuesto. Cada semana, los operarios de máquina abren archivos sin tolerancias indicadas, mallas exportadas en lugar de sólidos, radios de esquina más pequeños que cualquier fresa existente y elementos situados en lugares a los que ninguna herramienta puede llegar. Cada uno de estos casos supone un día de intercambio de correos electrónicos antes de que se pueda empezar a mecanizar.
Esta guía explica qué ocurre con tu archivo una vez que sale de tu pantalla. Compara Onshape y Fusion 360 específicamente en lo que respecta a los trabajos que se llevan a una máquina de 5 ejes, explica qué formatos de archivo contienen los datos que necesita un taller y enumera las decisiones de modelado que, de forma discreta, determinan si el mecanizado de una pieza es sencillo o costoso.
Lo que un taller mecánico realmente necesita de tu archivo CAD
Cuatro cosas, por orden de frecuencia con la que suelen faltar. Un modelo sólido sin fisuras en un formato neutro, como STEP o Parasolid, para que la geometría pueda importarse al CAM sin necesidad de repararla. Tolerancias, ya sean adjuntas al modelo o facilitadas en un plano acotado, ya que un modelo por sí solo no conlleva ningún requisito de precisión. Una especificación del material, que incluya la aleación y el estado. Y una indicación de qué superficies son funcionales, ya que un taller que no sepa qué dimensiones son importantes las protegerá todas, lo que supone una pérdida de tiempo y dinero.
Todo lo demás son variaciones de esos cuatro. Normalmente, se puede dar un presupuesto el mismo día para una pieza que incluya los cuatro.
Comparación entre Onshape y Fusion 360 para trabajos de mecanizado
Ambos son potentes programas de modelado paramétrico y ambos son utilizados con éxito por equipos cuyas piezas se mecanizan en máquinas de 5 ejes. La diferencia significativa para el mecanizado no radica en la potencia de modelado, sino en si la fabricación se lleva a cabo en el mismo entorno que el diseño.
| Consideración | Onshape | Fusión 360 |
| Fuerza del tronco | CAD nativo en la nube con control de versiones y ramificación integrados | CAD, CAM y simulación integrados en un único entorno |
| Por dónde discurre | Funciona íntegramente en el navegador, sin necesidad de instalación local | Aplicación de escritorio con gestión de datos en la nube |
| Capacidad de fabricación | No dispone de un CAM integrado; depende de aplicaciones asociadas o de la exportación a un sistema CAM independiente | Incorpora CAM, con generación de trayectorias de herramienta junto con el modelo |
| Enfoque de 5 ejes | Depende del sistema CAM al que se exporte el modelo | Configuración 3+2 en el producto básico, con movimiento multieje simultáneo que requiere una ampliación |
| Colaboración | Es una ventaja, ya que todos los usuarios trabajan en el mismo documento en tiempo real | Bien, a través de proyectos compartidos en la nube |
| Control de revisiones | Integrado en la plataforma con versiones y ramas con nombre | Historial de versiones del proyecto en la nube |
| Usuario típico | Equipos distribuidos y organizaciones que valoran el acceso a través del navegador y el historial de diseño | Equipos que buscan reunir el diseño y la fabricación en un mismo lugar |
Por qué la cuestión del CAM es más importante que la comparación de modelos
Si tus piezas las mecaniza un proveedor externo, las diferencias en cuanto al CAM apenas te afectan. Tú modelas la pieza, exportas un archivo neutro y el taller la programa en el sistema que utilice. Onshape y Fusion 360 son igualmente válidos en ese flujo de trabajo, y la elección depende más de cómo prefiera trabajar tu equipo que de la capacidad de mecanizado.
Si mecanizas piezas en tus propias instalaciones, la diferencia es notable. Fusion 360 mantiene las trayectorias de herramienta asociadas al modelo, por lo que un cambio en la geometría actualiza el programa sin necesidad de reprogramarlo. Onshape no dispone de CAM nativo, por lo que un flujo de trabajo interno implica utilizar una aplicación de terceros o exportar el archivo a un paquete CAM independiente, lo que supone un traspaso de archivos cada vez que cambia el diseño.
Hay un caso intermedio que merece la pena mencionar. Los equipos que crean modelos en Onshape y subcontratan el mecanizado suelen obtener lo mejor de ambos mundos, ya que conservan las ventajas de la colaboración y el control de versiones, mientras que el proveedor se encarga íntegramente del trabajo de CAM. Se trata de un acuerdo perfectamente válido y es más habitual de lo que sugieren las comparativas de software.
Formatos de archivo y lo que contiene cada uno
| Formato | Qué lleva | Uso para el mecanizado |
| STEP (.step, .stp) | Geometría sólida exacta y datos PMI en el formato AP242 | La opción predeterminada, aceptada por todas las tiendas |
| Parasolid (.x_t) | Geometría sólida exacta en un formato de núcleo de modelado muy utilizado | Es ideal cuando el CAM de la tienda utiliza el mismo núcleo |
| IGES (.igs) | Geometría de superficie, a menudo sin un sólido cosido | En buen estado, aunque algo anticuado; las piezas pueden llegar sin coser y necesitar reparación |
| Archivos nativos (.f3d, documento de Onshape) | Historial completo de las características e intención de diseño | Son útiles como complemento, pero no todas las tiendas pueden ponerlas a la venta |
| STL (.stl) | Una aproximación de la superficie mediante una malla triangulada | No apto para mecanizado; véase más abajo |
| 3MF (.3mf) | Malla con metadatos adicionales | Fabricación aditiva, no mecanizado |
| Dibujo en 2D (PDF o DWG) | Dimensiones, tolerancias, puntos de referencia, acabado y notas sobre los materiales | Sigue siendo necesario junto al modelo, a menos que las tolerancias estén integradas |
Por qué el formato STL no es adecuado para el mecanizado
Un archivo STL es una malla de triángulos planos que aproxima la superficie real. Un cilindro se convierte en un polígono de múltiples lados, y una curva suave se transforma en una serie de facetas. Esa aproximación es imperceptible en una pieza impresa, pero inaceptable en una mecanizada, ya que el sistema CAM cortará fielmente la aproximación facetada en lugar de la superficie real.
Los archivos STL siguen llegando con frecuencia a los talleres de mecanizado, normalmente de equipos cuyos hábitos provienen de la impresión 3D. Si un taller te pide un modelo sólido después de que le hayas enviado un STL, ese es el motivo. Envía en su lugar archivos STEP o Parasolid, y reserva el formato STL para los trabajos de fabricación aditiva, que es donde debe utilizarse.
Definición basada en modelos y colocación de las tolerancias en lugares donde el software pueda leerlas
Un modelo sólido describe la forma. No describe con qué precisión debe conseguirse esa forma. Un orificio modelado con 10 mm no aporta información sobre si debe respetarse una tolerancia de unas pocas centésimas o si es aceptable una tolerancia general, y esos dos requisitos dan lugar a precios muy diferentes.
Hay dos formas de facilitar esa información. La forma tradicional consiste en un dibujo en 2D con cotas, que acompaña al modelo y en el que se indican las tolerancias, los puntos de referencia, los requisitos de acabado superficial y las notas. La vía moderna es la definición basada en el modelo, en la que las tolerancias y las anotaciones se adjuntan al modelo 3D como datos legibles por máquina, exportados en un formato que los conserva, como el STEP AP242.
Ambas opciones funcionan. Lo que no funciona es enviar un modelo sin ningún tipo de información sobre la precisión y esperar que el taller la deduzca por sí mismo. Cuando eso ocurre, el proveedor o bien pregunta —lo que retrasa el presupuesto— o bien da por hecho algo, lo que da lugar a un precio basado en una suposición. Nuestra visión general de mecanizado de precisión y tolerancias explica qué clases de tolerancia son realistas y cuánto cuesta mantener cada una de ellas.
Opciones de modelado que influyen en la maquinabilidad
- Radios de las esquinas internas. Una fresa tiene forma redondeada, por lo que una esquina interna siempre presenta el radio de la fresa. Modelar una esquina interna afilada obliga a utilizar una fresa muy pequeña que avance lentamente o a recurrir a un proceso de electroerosión. Añadir un radio ligeramente mayor que el radio previsto para la fresa es una de las mejoras más económicas que se pueden aplicar.
- Cavidades profundas y paredes delgadas. La profundidad, en relación con el diámetro de la herramienta, influye en la deflexión y la vibración. Una cavidad profunda y estrecha se mecanizará lentamente con una herramienta larga, y el coste lo refleja.
- Acceso de la herramienta. Debe ser posible acceder a todas las superficies con una herramienta provista de un portaherramientas. Una característica a la que una fresa pueda llegar en el CAD puede resultar inaccesible una vez que se tienen en cuenta el portaherramientas y el dispositivo de sujeción.
- Socavados. Las características a las que ninguna herramienta puede acceder desde ninguna orientación requieren fresas especiales, un rediseño o dividir la pieza en dos partes.
- Espesor de la pared. Las paredes delgadas se deforman bajo la carga de corte, lo que limita la intensidad con la que se pueden mecanizar y, en ocasiones, requiere el uso de elementos de soporte que se retiran al final del proceso.
- Texto y grabado. Los pequeños detalles grabados se mecanizan con fresas minúsculas a velocidades de avance lentas, lo que puede alargar considerablemente el tiempo de fabricación de una pieza que, por lo demás, sería rápida de producir.
- Roscas. Para los tamaños estándar se utilizan machos y fresas de rosca de serie. Las formas no estándar requieren utillaje especial o fresado de roscas, lo que supone un coste adicional en ambos casos.
- Sujeción. Todas las piezas deben sujetarse mientras se cortan. Dejar una superficie plana o algo de material para la sujeción, aunque se elimine posteriormente, abarata la producción de la pieza.
Ninguna de estas técnicas requiere conocimientos especializados en mecanizado para su aplicación. Lo único que hay que hacer es plantearse una pregunta sobre cada característica: ¿puede llegar hasta aquí una herramienta giratoria con un portaherramientas detrás, y qué rigidez tendrá cuando lo haga? Nuestra guía sobre Cómo funciona el mecanizado CNC explica los fundamentos del proceso, por si no conoces el tema.
El presupuesto para una pieza de 5 ejes
Envía esto y recibirás el presupuesto más rápido y con mayor precisión.
- El modelo 3D en formato STEP o Parasolid, exportado como sólido en lugar de como malla o conjunto de superficies.
- Un plano acotado con tolerancias, puntos de referencia y características críticas identificadas, o bien un modelo que incluya la información equivalente como definición basada en el modelo.
- Especificaciones del material, incluyendo la aleación y el estado, así como si se acepta un grado equivalente.
- Requisito de acabado superficial, o una indicación explícita de que se acepta el acabado tal y como ha salido del mecanizado.
- Cantidad, con tramos de cantidad si tiene previsto volver a realizar un pedido, ya que la amortización de los gastos de puesta en marcha modifica considerablemente el precio unitario.
- Requisito de inspección: si se necesita un informe del primer artículo o documentación dimensional.
- Fecha de entrega prevista en tu domicilio, en lugar de la fecha de envío.
- Cualquier característica que ya sepas que es fundamental desde el punto de vista funcional, para que se puedan planificar las configuraciones con el fin de protegerlas.
Vale la pena mencionar este último punto en tu correo electrónico, aunque no aparezca por ninguna parte en el plano. Indicar a la empresa a qué tres dimensiones dan realmente importancia les permite planificar la configuración en función de esas características y no preocuparse tanto por el resto, lo que suele reducir el precio en lugar de aumentarlo.
Problemas habituales con los archivos que retrasan la elaboración del presupuesto
- Se envían mallas en lugar de sólidos, que no se pueden mecanizar con precisión y obligan a reenviar el modelo.
- Sólidos rotos o que no son estancos, con huecos entre las superficies, que no se importan correctamente al CAM.
- Unidades incorrectas o ambiguas, en las que un modelo exportado sin información sobre las unidades se interpreta a una escala incorrecta.
- Conjuntos enviados sin indicar qué componente se está presupuestando.
- Planos que no coinciden con el modelo, normalmente porque el modelo se ha revisado y el plano no.
- No hay tolerancias en ningún sitio, lo que obliga al taller a hacer suposiciones, y cada proveedor las hace de forma diferente.
- Las roscas se han representado como elementos estéticos sin ninguna indicación, por lo que el taller no puede saber qué especificación de rosca se pretende.
- Archivos exportados con una resolución reducida o con superficies recortadas, normalmente debido a una configuración de exportación automática.
La mayoría de estos problemas se deben a ajustes de exportación, más que a errores de modelado. Para evitarlos casi en su totalidad, basta con comprobar la exportación una vez, reimportando el archivo en un documento nuevo y asegurándote de que se abre como un único sólido limpio con el tamaño correcto.
Cuando realmente se necesita un mecanizado simultáneo en 5 ejes
No todas las piezas descritas como de 5 ejes requieren un movimiento simultáneo, y esta distinción influye de manera significativa en el precio.
| Característica de la pieza | Normalmente se necesitan | Por qué |
| Presenta varias caras planas con distintos ángulos | Mecanizado indexado 3+2 | La pieza se coloca en un ángulo fijo y se corta mediante un movimiento en tres ejes, lo cual es más rápido de programar |
| Superficies curvas compuestas, como impulsores o álabes | Simultáneo en 5 ejes | El eje de la herramienta debe variar de forma continua para seguir la superficie. |
| Cavidades profundas a las que una herramienta corta no puede llegar en vertical | Simultáneo o indexado, en función de la geometría | Al inclinar la herramienta, se consigue que una fresa más corta y rígida llegue hasta la pieza. |
| Muchas operaciones que requieren varias configuraciones en una máquina de 3 ejes | Mecanizado indexado 3+2 | La consolidación de las configuraciones reduce el error posicional acumulado y el manejo |
| Geometría prismática simple | Mecanizado en 3 ejes | La capacidad multieje supone un coste adicional sin aportar ningún beneficio en este caso |
El mecanizado indexado 3+2 resulta más económico que el mecanizado simultáneo, ya que la programación es más rápida y el movimiento es más sencillo. Si tus presupuestos varían mucho de un proveedor a otro, una razón habitual es que hayan aplicado enfoques diferentes para el mismo archivo. Preguntar a cada proveedor qué enfoque ha utilizado suele aclarar inmediatamente la diferencia.
Pasar de la maqueta a la pieza mecanizada
Un archivo bien preparado agiliza todo el proceso. El taller importa la geometría sin necesidad de repararla, lee las tolerancias sin tener que preguntar, planifica las configuraciones en función de las características que hayas identificado como críticas y te envía un presupuesto basado en lo que la pieza realmente requiere, en lugar de en una suposición a la baja.
En el caso de los diseños que aún se están perfeccionando, los prototipos mecanizados suelen ser la forma más rápida de confirmar que un modelo se comporta según lo previsto antes de comprometerse con las cantidades de producción. Nuestro prototipado rápido El servicio cubre esa fase, y las piezas prismáticas más sencillas a menudo no requieren en absoluto un mecanizado multieje, lo cual nuestro Fresado CNC el servicio resulta más económico.
Tuowei Precision ofrece Servicios de mecanizado CNC de 5 ejes con comentarios sobre el diseño para la fabricación que se facilitan en la fase de presupuesto, de modo que los problemas relacionados con el acceso de las herramientas, los radios de las esquinas y las tolerancias salen a la luz cuando aún se trata de modificaciones en el CAD, en lugar de después de realizar el pedido. Sube un modelo a Precisión Tuowei y el presupuesto indicará el número estimado de configuraciones y el método de mecanizado, en lugar de una sola cifra.
Preguntas frecuentes
P: ¿Qué formato de archivo debo enviar a un taller de mecanizado CNC?
R: STEP es la opción predeterminada más segura y se acepta en todas partes. Parasolid es igualmente válido cuando el sistema CAM del taller utiliza ese núcleo. Envía un modelo sólido en lugar de una malla e incluye un dibujo o datos de definición basados en el modelo para las tolerancias.
P: ¿Puede un taller de mecanizado trabajar a partir de un archivo STL?
R: No del todo. Un archivo STL es una malla facetada que aproxima la superficie real, por lo que un cilindro se convierte en un polígono. El CAM cortará fielmente esa aproximación, lo que dará lugar a una pieza que no se ajusta a la geometría prevista. Es mejor exportar en formato STEP o Parasolid.
P: ¿Qué es mejor, Onshape o Fusion 360, para piezas que se van a mecanizar en 5 ejes?
R: Si subcontratas el mecanizado, ambas opciones funcionan igual de bien, ya que en ambos casos se exporta un archivo neutro. Si realizas el mecanizado internamente, el CAM integrado de Fusion 360 mantiene las trayectorias de herramienta asociadas al modelo, mientras que Onshape requiere una aplicación complementaria o un paquete CAM independiente.
P: ¿Sigo necesitando un plano en 2D si envío un modelo en 3D?
R: Sí, a menos que las tolerancias y las anotaciones se incorporen al modelo como definición basada en el modelo y se exporten en un formato que las conserve. Un modelo por sí solo contiene la geometría, pero no especifica ningún requisito de precisión, por lo que el taller no tiene ninguna referencia sobre la que basarse.
P: ¿Cómo puedo reducir el coste de mecanizado de mi pieza sin alterar su función?
R: Añade radios en las esquinas internas, evita cavidades estrechas e innecesariamente profundas, utiliza tamaños de rosca estándar, aplica tolerancias estrictas solo a las características funcionales e indica al taller qué dimensiones son realmente importantes para que se puedan planificar las configuraciones en función de ellas.
