Per treballar materials diversos com el metall, els aliatges fèrrics, la fusta i alguns plàstics, s'utilitzen màquines de mecanització específiques. Se les coneix com a màquines eina i serveixen per donar forma a aquestes peces sòlides. Entre les seves característiques, són fixes, de grans dimensions i poden fer tres tipus de mecanització.
Quins són els tipus de mecanització?
En la indústria metal·lúrgica hi ha tres tipus de mecanització de peces: amb arrencada d'encenall, sense arrencada d'encenall i per abrasió. El primer tipus consisteix en l'eliminació del material sobrant de la superfície d'una peça en petites partícules anomenades encenalls; aquest tipus de mecanització el poden fer màquines com els torns i les fresadores.
Les màquines que treballen sense arrencada d'encenall donen forma a les peces mitjançant altres procediments. Un exemple és la premsa en les seves diverses variants. Les premses s'utilitzen per deformar plaques metàl·liques, anomenades xapes, però no arrenquen encenall. També es poden considerar sense arrencada d'encenall les màquines d'electroerosió, les de tall làser, les de tall per plasma, etcètera.
Finalment, la mecanització per abrasió és un tipus de treball en què la peça es desgasta amb una mola abrasiva. La mola abrasiva està formada per grans abrasius units amb un aglutinant, que desgasten la superfície de la peça. Les màquines que fan aquestes operacions són les rectificadores.
Què són les màquines de mecanització?
Les màquines de mecanització o màquines eina es caracteritzen per utilitzar una font d'energia diferent de la força humana, tot i que moltes màquines també requereixen la intervenció dels operaris quan no hi ha cap altra font d'energia. La invenció d'aquestes màquines és molt antiga: de fet, es creu que el primer torn es va inventar a l'edat antiga. Posteriorment, el torn tal com el coneixem avui es va crear cap al 1751 i incloïa una eina de tall ajustable per mitjans mecànics.
No obstant això, el gran salt tecnològic d'aquestes màquines es va produir durant la Revolució Industrial, amb la invenció de la màquina de vapor. Va ser a partir d'aquesta revolució que la fresadora es va popularitzar i es va convertir, juntament amb el torn, en un dels equips més utilitzats als tallers.
Aquestes màquines poden funcionar mitjançant volants, engranatges i palanques, però també amb control automàtic i informatitzat. Precisament, el control numèric per ordinador es va inventar als anys 60, quan es van incorporar ordinadors a les màquines per agilitzar els processos. Aquests equips disposen de la tecnologia més sofisticada i permeten augmentar la producció, reduir els terminis de lliurament i la mà d'obra. A més, permeten fabricar peces amb dissenys molt més complexos.
Curiosament, les màquines de mecanització s'anomenen màquines mare, perquè són capaces de fabricar la resta de màquines, incloses elles mateixes. També poden fabricar peces de mides molt diverses que s'utilitzen en indústries diferents: des d'un cargol fins al fuselatge d'un avió.
Tipus de màquines
Les màquines de mecanització es poden classificar en tres tipus diferents, independentment del tipus de mecanització que facin: de desbast (fan l'arrencada d'encenall), premses (generen peces per deformació) i especials. Aquestes últimes fan servir tècniques de mecanització diferents, com el tall làser, el plasma o l'electroerosió.
Les principals màquines de desbast, que també s'anomenen convencionals, són:
- Torn: treballa peces de revolució que giren subjectes en un plat, mentre l'eina de tall s'acosta a la superfície i n'arrenca encenalls. S'utilitza per mecanitzar formes cilíndriques i còniques. També pot perforar si s'hi col·loca una broca.
- Fresadora: utilitza una eina de tall de diversos talls anomenada fresa. El capçal de la màquina roman immòbil, mentre la peça s'hi acosta per eliminar material.
- Trepant: s'utilitza per fer forats fent girar una eina (la broca).
- Rectificadores o polidores: utilitzen un disc o mola abrasiva que desgasta la superfície de la peça per millorar-ne l'acabat.
Pel que fa a les premses, n'hi ha de diversos tipus, com les mecàniques i les hidràuliques, i s'utilitzen en processos de deformació. La peça es col·loca sobre una matriu sota un punxó que, en activar-se, impacta contra la peça i la deforma més enllà del límit elàstic.
Les màquines de mecanització no convencionals i especials són:
- Màquina d'electroerosió: utilitza espurnes elèctriques, que fonen les partícules del material. Poden ser d'elèctrodes i de fil (fil conductor). Les peces se submergeixen en un líquid no conductor.
- Arc de plasma: fa servir un raig de gas a temperatures elevades i a gran pressió per tallar el material.
- Làser: la mecanització amb làser permet tallar superfícies volatilitzant el material a altes temperatures.
- Ultrasons: fa servir vibracions a freqüències ultrasòniques i utilitza materials abrasius i aigua per mecanitzar per fricció.