Óptica CNC: Mecanizado de precisión para componentes ópticos

Mecanizado óptico CNC: donde la precisión se une al trabajo práctico

Cuando la gente habla de mecanizado óptico CNC , a menudo imaginan algo complicado.
Pero en nuestro taller, en realidad es bastante sencillo: se trata de fabricar carcasas ópticas, cuerpos de lentes y pequeñas piezas mecánicas que encajen perfectamente y funcionen de manera confiable.

La mayoría de los componentes ópticos que fabricamos parten de aluminio 6061 o 7075 , a veces de acero inoxidable 303/304/316 y, para algunos proyectos de alta gama, de titanio .
Estos materiales son estables, fáciles de mecanizar y pueden mantener la precisión incluso bajo cambios de temperatura, algo que realmente importa cuando estas piezas se utilizan en módulos láser, cámaras o instrumentos ópticos.

Del bloque crudo al barril terminado

Tomemos como ejemplo un simple cilindro de lente óptica .
Comenzamos con una barra de aluminio de unos 30–80 mm de diámetro , la sujetamos en una máquina CNC de 5 ejes y la cortamos de manera aproximada para darle forma.
Luego viene el mecanizado fino: la tolerancia del orificio interno generalmente se mantiene dentro de ±0,01 mm y el ajuste de la rosca con el retenedor de la lente debe ser suave pero no flojo.
Después de eso, agregaremos chaflanes y roscas, a veces M17×0,5 o M25×1,0, dependiendo del diseño de la lente.

Una vez finalizado el mecanizado, realizamos el anodizado , generalmente con acabado negro mate para evitar la reflexión interna.
A veces, los clientes solicitan una rugosidad superficial de Ra ≤ 0,8 μm dentro del cañón para reducir la dispersión de la luz.
Estos pequeños detalles importan más de lo que la mayoría de la gente cree; son los que hacen que un sistema óptico sea estable y consistente.

Desafíos de mecanizado que enfrentamos a menudo

Las carcasas ópticas parecen simples, pero no son fáciles de fabricar correctamente.

• Las paredes delgadas (a veces de sólo 0,8–1,0 mm) pueden deformarse fácilmente durante la sujeción.

• Algunos diseños tienen agujeros internos profundos de más de 60 mm, donde la vibración de la herramienta y la eliminación de viruta se vuelven complicadas.

• La coaxialidad entre el asiento de la lente y las roscas externas a menudo debe permanecer entre 0,01 y 0,02 mm, y eso solo es posible cuando el accesorio y la trayectoria de corte se optimizan cuidadosamente.

Éstas son las pequeñas cosas que no aparecen en los titulares pero que deciden si la pieza realmente funciona al final.

Montaje e inspección

Después del mecanizado y anodizado, ensamblamos las piezas mecánicas con portalentes, tornillos o anillos de retención.
Cada pieza se verifica en una CMM (máquina de medición de coordenadas) y, a veces, utilizamos un calibre de desviación para asegurarnos de que el eje óptico se mantenga verdadero.
No hablamos mucho de “innovación”; lo que nos importa es si la próxima pieza puede igualar exactamente a la anterior.

Algunas especificaciones reales

Para las personas a las que les gustan los números:

• Material: Aluminio 6061-T6, 7075-T6, acero inoxidable 303/316, titanio grado 5

• Tolerancia: ±0,005–0,02 mm dependiendo de la geometría de la pieza

• Acabado superficial: Ra 0,2–0,8 μm (orificio interior pulido), anodizado negro mate

• Tipos de rosca: M12×0,5, M25×1,0, M42×1,0 — comunes para porta lentes y anillos de filtro

• Espesor de pared: tan solo 0,8 mm

• Cantidad: desde prototipo 1-2 piezas hasta 500 piezas por lote

Por qué es importante

Un buen mecanizado no sólo produce piezas que “encajan”; también produce piezas que permanecen alineadas después de años de uso .
Ese es el tipo de precisión silenciosa que buscamos, no solo para mostrar números de tolerancia, sino para asegurarnos de que una lente o un sensor montado en el interior todavía funcione como el primer día.