Piezas, materiales y acabados
Cómo saber de qué material es una pieza que tienes que replicar
Un recambio descatalogado, sin plano y sin ficha técnica. Antes de mecanizar nada hay que responder una pregunta: ¿de qué está hecho esto?
Llega una pieza rota o gastada. El fabricante de la máquina ya no la sirve, o tarda tres meses, o pide un precio que no tiene sentido para un consumible. Hay que replicarla.
La primera reacción suele ser medir y dibujar. Es la equivocada, o al menos la incompleta. Las cotas se sacan con un calibre y paciencia. Lo que no se ve en ninguna cota es de qué está hecha la pieza, y ese dato decide si el recambio funciona o si genera un problema mayor que el que venía a resolver.
Por qué el material no es un detalle
Piensa en una pieza sacrificial: un apoyo que está ahí precisamente para estropearse él antes que la máquina. Si lo replicas en un material más duro que el original, deja de cumplir su función. En vez de marcarse él, marca lo que tiene enfrente: la herramienta, el útil, el producto. Has convertido un consumible de diez euros en una avería.
Y al revés, si es más blando de la cuenta, dura una semana y el cliente vuelve a estar parado.
Entre esos dos errores hay un rango estrecho, y acertarlo empieza por identificar la aleación de partida.
El método: peso y volumen
No hace falta un laboratorio para dar el primer paso. Hace falta una báscula de precisión y el modelo CAD que ya tienes que hacer de todas formas.
La densidad es masa entre volumen. Si pesas la pieza original y conoces el volumen exacto de tu modelo, tienes la densidad del material. Y la densidad, aunque no identifica una aleación concreta, elimina familias enteras de golpe.
El procedimiento es este:
- Levanta el modelo CAD de la pieza a partir de las cotas medidas, con el mayor detalle posible. Cada taladro, cada chaflán, cada rebaje cuenta.
- Pide el volumen al CAD. Cualquier software te lo da en mm³.
- Pesa la pieza original en una báscula con resolución de al menos 0,1 g.
- Divide. Masa en gramos entre volumen en cm³ te da la densidad en g/cm³. Recuerda que 1 cm³ son 1.000 mm³.
Un caso real
Unas sufrideras de una máquina de insertado de chip en tarjetas — lo que en el sector se conoce como chip embedding o implanting. Son las piezas de apoyo sacrificables que van debajo mientras la fresa abre la cavidad del módulo.
Llegaron sin plano y sin referencia de material. A ojo parecían bronce, pero "bronce" no es un material: es una familia con decenas de aleaciones y comportamientos muy distintos.
Los números fueron estos:
| Dato | Valor |
|---|---|
| Masa de la pieza original | 54 g |
| Volumen del modelo CAD | 6.034,11 mm³ |
| Volumen en cm³ | 6,034 cm³ |
| Densidad resultante | ≈ 8,95 g/cm³ |
Con ese número en la mano, la tabla hace el trabajo:
| Material | Densidad aproximada (g/cm³) |
|---|---|
| Aleaciones de aluminio | 2,70 |
| Titanio | 4,50 |
| Zamak | 6,60 |
| Fundición gris | 7,00 – 7,30 |
| Acero | 7,85 |
| Inoxidable 304 / 316 | 7,90 – 8,00 |
| Latón CuZn39Pb3 | 8,45 |
| Bronces al estaño con plomo | 8,70 – 8,90 |
| Cobre puro | 8,96 |
| Plomo | 11,34 |
Aluminio, zamak, fundición, acero e inoxidable quedan descartados sin discusión. El latón se queda corto. Nos movemos en la banda de los bronces al estaño con plomo, o cobre prácticamente puro.
El cobre puro se cae por función: es demasiado blando y demasiado caro para un consumible, y no se mecaniza bien. Queda la familia de los bronces tipo CuSn7Zn4Pb7-C — el que en catálogos anglosajones aparece como leaded gunmetal o SAE 660. Un bronce con plomo, pensado precisamente para mecanizarse con facilidad y desgastarse de forma predecible. Exactamente lo que se le pide a una pieza sacrificial.
Lo que este método no te dice
Aquí es donde conviene ser honesto, porque la densidad no es una varita mágica.
No distingue entre aleaciones vecinas. Varios bronces caen dentro de la misma décima. La densidad te lleva a la familia correcta; elegir el miembro exacto requiere otros criterios.
El resultado del ejemplo salió alto. El CuSn7Zn4Pb7-C nominal ronda los 8,80 g/cm³ y la medición dio 8,95. Un 1,7 % de diferencia. En una pieza de 54 gramos eso se explica por la tolerancia de la báscula, por pequeñas diferencias entre el modelo CAD y la pieza real, o por una composición algo distinta del lote original. Es una desviación normal, pero hay que verla y no ignorarla.
Una pieza gastada pesa menos que una nueva. Si mides una pieza muy desgastada contra el volumen del modelo sin desgaste, la densidad te saldrá baja. Conviene medir la menos castigada del lote, o modelar el desgaste.
Los recubrimientos mienten. Un cromado, un anodizado o una pintura alteran peso y volumen de forma difícil de estimar.
Cómo cerrar la identificación
La densidad es el primer filtro, no la sentencia. Después:
- El color de la viruta y del corte fresco. El bronce recién mecanizado tiene un tono muy característico, distinto del latón.
- El comportamiento al mecanizar. Un bronce con plomo da viruta corta y se corta con una suavidad que se reconoce enseguida. Uno sin plomo pega y arrastra.
- La función en la máquina. Qué se le pide a la pieza reduce las opciones más que ninguna medición.
- Espectrometría, si el volumen del pedido o la criticidad lo justifican. Es rápido y no siempre caro.
- Preguntar. A veces el fabricante de la máquina te dice el material aunque no te venda la pieza.
En resumen
Identificar el material es la primera media hora de cualquier trabajo de replicación, y la que más condiciona el resultado. Peso, volumen y una tabla de densidades resuelven el grueso del problema sin salir del taller y sin gastar un euro.
El resto es oficio: saber qué se le pide a esa pieza dentro de la máquina y elegir en consecuencia.
En 7Axis Industrial fabricamos piezas, recambios y series cortas para máquinas en producción, incluidas las que el fabricante ya no sirve. Trabajamos habitualmente con equipos de insertado de chip, personalización de tarjetas y líneas de impresión.
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