Cómo se mide realmente la planitud de una bancada de máquina

Regla, nivel de precisión, autocolimador, láser y MMC comparados en grandes superficies mecanizadas, y cómo el apoyo y la temperatura invalidan la medida.

La planitud es el requisito más especificado y peor definido en un plano de bancada de máquina. «Plana dentro de 0,05» aparece constantemente, y en una superficie grande todavía no es una especificación.

Qué significa exactamente la planitud

La planitud es la distancia entre dos planos paralelos que contienen justo la superficie. Nada más. No necesita referencia, no dice nada de la orientación, y una superficie puede ser perfectamente plana y estar inclinada respecto a todo lo demás en la pieza.

Esto importa porque los ingenieros escriben a menudo planitud cuando quieren decir paralelismo respecto a una cara de montaje, o perpendicularidad respecto a una referencia. Son controles distintos, necesitan una referencia y se miden de otra forma. Hacerlo bien en GD&T elimina la mayor parte de la discusión antes de que empiece.

Los métodos, y dónde encaja cada uno

Regla y galgas de espesores. Rápido, barato y basto. Útil para una comprobación rápida y para encontrar un punto alto evidente. Mide a lo largo de una línea, no sobre un área, así que no puede dar un valor real de planitud de una superficie.

Nivel de precisión. Un nivel sensible que se desplaza por la superficie siguiendo una cuadrícula y acumula lecturas angulares en un mapa de alturas. Es el método de referencia para bancadas grandes, porque no necesita ninguna referencia mayor que el propio instrumento y funciona en su sitio. Es lento y mide respecto a la gravedad, así que no puede detectar una inclinación uniforme.

Autocolimador. Un instrumento óptico que lee el ángulo de un espejo montado en un carro que se desplaza por la superficie. Muy preciso en grandes distancias, bien establecido en máquina herramienta, y necesita un camino óptico despejado y un montaje estable.

Interferómetro láser o láser tracker. Rápido en superficies grandes, produce un mapa denso y resuelve geometrías complicadas y varias caras en un solo montaje. Es caro, y no todos los fabricantes tienen uno. Un tracker le da la pieza completa; un interferómetro da más precisión a lo largo de una línea.

MMC. Ideal cuando la pieza cabe, lo que en una bancada de máquina a menudo no ocurre. Cuando existe una MMC de gran volumen, es la respuesta más limpia: da planitud, paralelismo y perpendicularidad respecto a un sistema de referencias real en una sola operación.

Mármol y comparador. El método de referencia para piezas pequeñas. Necesita un mármol más grande que la pieza y los medios para colocarla encima, por lo que rara vez está disponible para una bancada de cierto tamaño.

Lo que invalida una medición

Esta es la parte que provoca disputas, y nada de ello es error del instrumento.

Esquema de apoyo. Una estructura grande cede entre sus apoyos por su propio peso. Medida sobre tres puntos adopta una forma; sobre seis, otra; asentada con mortero sobre una cimentación, otra distinta. Las tres son mediciones correctas de condiciones distintas. Si el plano no indica cómo se apoya la pieza durante la inspección, la cifra no es repetible.

Temperatura. El acero y la fundición se dilatan de forma apreciable con la temperatura, y una bancada grande en un taller con una variación de diez grados entre la noche y el día no tiene el mismo tamaño por la mañana que por la tarde. Peor aún, un gradiente de temperatura a través de la estructura la curva. Una medición tomada mientras la pieza sigue caliente del mecanizado está midiendo una forma equivocada.

Tiempo de estabilización. Una pieza colocada con grúa sobre sus apoyos necesita tiempo para asentarse antes de dar lecturas constantes. Mídala enseguida y de nuevo unas horas después y las cifras serán distintas.

Densidad de puntos. La planitud medida con nueve puntos y con cien son cifras distintas en la misma superficie, porque más puntos encuentran más desviación. Indique la cuadrícula.

Limpieza. En una cara mecanizada grande, una viruta bajo un apoyo o una rebaba en una arista producen una lectura que no tiene nada que ver con la superficie.

Cómo redactar un requisito que se pueda cumplir y comprobar

Especifique estos seis puntos:

1. Qué superficie, identificada sin ambigüedad, cada apoyo por separado o toda la cara como una sola.
2. El valor y en qué longitud. 0,05 mm en 300 mm y 0,05 mm en 2000 mm son trabajos completamente distintos con precios completamente distintos.
3. El método, o una lista acordada de métodos aceptables.
4. La condición de apoyo durante la inspección.
5. La temperatura, o un rango aceptable, y si se exige un periodo de estabilización térmica.
6. La cuadrícula de puntos o la densidad de escaneo.

Seis líneas de notas. Convierten una discusión en una inspección, y permiten que tres fabricantes coticen el mismo trabajo en lugar de tres trabajos distintos.

Sea honesto sobre lo que necesita la máquina

Ajustar la planitud no tiene un coste lineal. Pasar de 0,10 mm a 0,05 mm en un metro suele ser una pasada más. Pasar de 0,05 mm a 0,02 mm puede suponer otra máquina, un amarre adicional, una nave con temperatura controlada y un segundo ciclo de alivio de tensiones.

Los planos más caros de este sector son aquellos en los que se aplicó una tolerancia ajustada por defecto a todas las superficies porque nadie preguntó cuáles importaban de verdad. Unas guías sobre una placa asentada con mortero no necesitan lo que necesita un bastidor de metrología. Decida qué caras son funcionales, especifíquelas bien y deje el resto tal como queda del mecanizado.

Preguntas frecuentes

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