Diseño de una fresadora CNC para grabado en madera para la empresa El Nazareno S.R.L. Chiclayo

Abstract

En este trabajo de investigación se diseñó una fresadora CNC para grabado en madera para la empresa EL NAZARENO S.R.L en la ciudad de Chiclayo. Las necesidades de la empresa se establecieron a través de parámetros de la misma y se expresó en términos ingenieriles bajo sus especificaciones técnicas. Cuatro geometrías de fresadoras CNC fueron analizadas mediante una matriz de selección para designar la forma final. Luego se calcularon las cargas de diseño usando cálculos de fuerza y momentos estáticos. Obtenidos estas cargas se realizó una simulación en software CAE o FEA para optimizar detalles en la forma final de los diámetros en las guías lineales. Finalmente, se seleccionaron los elementos electromecánicos y las partes electrónicas del sistema de control. La CNC de mesa fija y puente móvil fue seleccionada en nuestro diseño ya que cumple con la mayoría de criterios considerados. Los diámetros de las guías en los tres ejes X, Y y Z fueron de 24.3mm, 18.55mm, 9.18mm respectivamente. Optimizada la selección de guías, se diseñó en software CAE o FEA con los espesores mencionados se obtuvo un factor de seguridad global mínimo de 1.8 en uno de los ejes. El torque del motor más bajo fue de 2.6 N.m y el máximo de 4.39 N.m. La CNC de mesa fija y puente móvil presenta mejores ventajas ya que cumple con la mayoría de criterios en cuanto a diseño, facilidad de operación y mayor rentabilidad en sus piezas frente a los otros 3 tipos de máquinas CNC, además de satisfacer las necesidades requeridas de la empresa. El análisis por elementos finitos en software permitió diseñar adecuadamente las guías lineales en los tres ejes, además de aplicar las cargas ejercidas en dichos elementos a la realidad manteniendo al mismo tiempo un adecuado factor de seguridad (1.8, 2.4 y 4) respectivamente. De la evaluación económica y financiera el VAN (9522) y TIR (12%) generará gran rentabilidad en un periodo corto de tiempo. Del ROI (24.58%) se afirma la idea de una buena rentabilidad económica.