Mecanizado de imanes: ¿Cómo se moldean los imanes con precisión?

Muchas personas piensan que los imanes se moldean una vez durante la producción, pero ese no es el caso. La mayoría de los imanes, especialmente los de tierras raras, requieren un mecanizado cuidadoso para alcanzar su tamaño y tolerancia finales.

El mecanizado de imanes de tierras raras es esencial porque su naturaleza dura y frágil impide que se fabriquen con dimensiones finales en una sola operación. Cortar, taladrar y rectificar son pasos clave para lograr precisión.

Incluso con materiales magnéticos potentes como NdFeB y SmCo, es imposible omitir el mecanizado. Aquí está el por qué y cómo lo abordo con los clientes en la industria de los imanes.

¿Qué es el mecanizado de imanes?

El mecanizado de imanes no puede ser ignorado. La mayoría de los imanes no pueden ser moldeados o prensados en su forma final, especialmente los tipos de tierras raras sinterizadas.

El mecanizado de imanes se refiere al proceso de modificar la forma, tamaño y superficie de los imanes usando métodos como corte, rectificado o taladrado para lograr dimensiones precisas.

Corte con hilo

¿Por qué no podemos omitir el mecanizado?

Los imanes de tierras raras como NdFeB sinterizado son muy duros pero también frágiles. Durante las etapas de prensado y sinterizado, no podemos controlar la forma con alta precisión. Los bloques de imanes salen rugosos, sobredimensionados y a menudo con huecos de tolerancia.

Ahí es donde entra el mecanizado. Sin él, no se pueden cumplir las especificaciones dimensionales estrictas requeridas en industrias como motores, sensores y dispositivos médicos.

¿Cuáles son las principales técnicas de mecanizado?

Cada método tiene su propio papel dependiendo del tipo de material, la complejidad de la forma y la precisión requerida.

¿Cómo mecanizas imanes?

El mecanizado de imanes no es como el mecanizado de acero o plástico. Requiere cuidado adicional debido a las propiedades del material del imán.

Los imanes se mecanizan utilizando herramientas como hojas de diamante o ruedas de molienda. El método depende del tipo de imán, forma y aplicación. La precisión y el cuidado son cruciales.

1. Técnicas de corte

Corte con hoja

Utilizamos hojas recubiertas de diamante o CBN. El grosor de la hoja, la velocidad y el avance afectan la calidad y la tolerancia final.

Subtipos:

• Corte cilíndrico: Utilizado a menudo para imanes en forma de disco.
• Corte interno: Utilizado para cortar agujeros o perfiles internos.

Corte con hilo y corte láser

Estos métodos son excelentes para crear formas complejas. La EDM de hilo y los láseres ofrecen resultados precisos, pero son más lentos y costosos. Normalmente recomiendo estos para lotes pequeños o piezas de alta precisión.

Corte con sierra de hilo

Este es un método de referencia para cortar láminas finas o formas delicadas con daño mínimo.

2. Técnicas de perforación

Los imanes con orificios internos—especialmente los de tipo anillo y arco—a menudo necesitan perforación después del sinterizado.

Tipos de perforación:

• Perforación sólida: Realizada con herramientas de diamante o láser. Mejor para orificios pequeños.
• Perforación hollow: Se usa cuando los orificios son mayores de 4 mm. Podemos reutilizar el núcleo del orificio para fabricar otras piezas, mejorando el uso del material.

3. Técnicas de rectificado

Este paso garantiza la planitud de la superficie, tolerancias ajustadas y apariencia estética.

Tipos de rectificado:

• Rectificado cilíndrico
• Rectificado interno
• Rectificado de superficie
• Rectificado de copia: Diseñamos ruedas de rectificado para que coincidan con el contorno final.

Para la mayoría de mis clientes, el rectificado es el paso de mecanizado más frecuente, especialmente al producir imanes para motores o sensores.

4. Barrileteado / Chaflán

Algunos clientes solicitan bordes seguros, especialmente en ensamblajes que implican manipulación. La conformación ayuda a eliminar bordes afilados, haciendo que el ensamblaje sea más seguro y ergonómico.

¿Qué es la fabricación de imanes?

Muchas personas confunden la fabricación de imanes con el mecanizado de imanes. Son pasos diferentes en el proceso.

La fabricación de imanes incluye todas las etapas desde el polvo crudo hasta el componente magnético final, incluyendo prensado, sinterizado y, a veces, mecanizado.

Etapas principales de la fabricación

El mecanizado se realiza después del sinterizado y antes del recubrimiento. Por eso, elegir el método de mecanizado adecuado es fundamental, especialmente si se involucran recubrimientos como Ni-Cu-Ni o epoxi. Un mecanizado inadecuado puede dañar la superficie, provocando mala adhesión o corrosión.

¿Cómo se utilizan los imanes en maquinaria?

Los imanes mecanizados son esenciales en la maquinaria moderna. Casi todos los sistemas electromecánicos los utilizan.

Los imanes en las máquinas convierten la energía eléctrica en movimiento, detectan la posición o mantienen componentes en su lugar. Los imanes mecanizados de precisión permiten sistemas compactos y de alto rendimiento.

foto de motor sin núcleo de Assun Motor diseños

¿Dónde van los imanes mecanizados?

1. Motores

Los motores de imán permanente necesitan imanes con formas precisas para equilibrar la dinámica del rotor. La mayoría de los rotores utilizan imanes de arco, que se muelen con tolerancias estrictas.

2. Sensores

Los sensores de efecto Hall utilizan imanes diminutos que deben ajustarse perfectamente en las carcasas. Un pequeño desajuste de unos micrones puede afectar el rendimiento.

3. Dispositivos Médicos

Las máquinas de resonancia magnética, las herramientas quirúrgicas y las bombas utilizan imanes pequeños personalizados. Estos deben ser pulidos y perforados con alta precisión y sin rebabas.

4. Aeroespacial y Robótica

Las aplicaciones espaciales y robóticas exigen conjuntos de imanes ligeros y potentes. Mecanizamos según especificaciones exactas para garantizar rendimiento y seguridad.

Consideraciones sobre el Tipo de Imán

Los imanes unidos, como los moldeados por inyección, solo necesitan recortes menores. Pero los imanes moldeados por compresión aún requieren rectificado, especialmente si se requiere una altura o planitud precisas.

Conclusión

El mecanizado de imanes es un paso clave para garantizar el rendimiento y el ajuste. Convierte bloques magnéticos en bruto en componentes precisos y utilizables.