En un nivel de abstracción superior, las operaciones de mecanizado CNC se pueden dividir en dos fases: desbaste CNC y acabado CNC. La fase de acabado suele recibir la atención adecuada, mientras que la primera a menudo se subestima.
Debido a su naturaleza agresiva y a la gran cantidad de material que elimina, podría pensarse que el desbaste no es la etapa más crítica. Sin embargo, en la práctica, ninguna pieza pasa a la fase de acabado sin un desbaste controlado, y ese control requiere conocer las herramientas y las técnicas de mecanizado adecuadas.
Para abarcar esos conocimientos, esta guía técnica repasa el proceso de desbaste CNC, las herramientas que se utilizan y el tipo de investigación sobre optimización disponible en términos de parámetros de mecanizado, trayectorias de herramientas y estrategia de corte general.
¿Qué es el desbaste CNC?
El desbaste CNC es la fase inicial del mecanizado CNC que elimina rápidamente el exceso de material mediante altas velocidades de avance y cortes profundos, manteniendo la estabilidad de la pieza y dejando un margen razonable para la etapa de acabado.
En un proceso de mecanizado, el desbaste crea la forma básica, el semiacabado la refina y el acabado le da a la pieza sus dimensiones finales y el acabado superficial.
El desbaste CNC no se limita a una sola operación de mecanizado. Se aplica a todo el fresado, vuelta, taladrado y refrentado: en cualquier lugar donde sea necesario eliminar material a granel de manera eficiente antes de que comience el mecanizado de precisión.
Operaciones de desbaste frente a operaciones de acabado mediante CNC
El desbaste y el acabado suelen explicarse por contraste, lo que permite comprender mejor las diferencias en cuanto a tiempo, estrategia de corte y objetivos finales.
El desbaste representa una parte significativa del tiempo total de mecanizado. Esto se debe a las grandes profundidades de corte, los pasos laterales y las altas tasas de remoción de material, que mantienen la herramienta en contacto continuo. Se requieren múltiples pasadas para eliminar grandes volúmenes de material. Otro punto importante: el enfoque no está en la precisión ni en el acabado superficial, sino en la eficiencia con la que se elimina el volumen de material.
En la fase de acabado CNC, el objetivo se centra en la precisión y el acabado superficial. La herramienta realiza cortes poco profundos con un paso lateral reducido para lograr tolerancias estrictas y el acabado superficial deseado. En esta etapa, las trayectorias de la herramienta son más refinadas, a menudo más lentas, pero se necesitan muchas menos pasadas, ya que la mayor parte del material ya se ha eliminado durante el desbaste.
| Desbaste | Acabado | |
| Objetivo | Retirada de material a granel | Forma final precisa |
| Tiempo de mecanizado | Más | Shorter |
| Profundidad del corte | 2 10 a mm | 0.1 0.5 a mm |
| Acabado de la superficie | No es una prioridad | La superficie lisa |
Estrategias de desbaste CNC
Los maquinistas deben comprender el patrón de movimiento de las trayectorias de las herramientas durante el desbaste, ya que dicho movimiento define directamente cómo interactúa la herramienta con el material. Una vez que esto se comprende, resulta más fácil elegir el enfoque adecuado o incluso optimizarlo a partir de ese proceso.
Trayectorias de herramientas tradicionales
Fuente: SiemensCommunity
Las trayectorias de herramienta tradicionales se basan principalmente en la geometría. La herramienta simplemente sigue un patrón predefinido según la forma de la pieza. Entre las opciones, estas tres trayectorias son bastante comunes para el desbaste:
- En las trayectorias desplazadas (paralelas al contorno), la fresa se mueve a lo largo del borde y avanza gradualmente hacia el interior. Son eficaces para cavidades, pero pueden generar una carga desigual en las esquinas.
- Las trayectorias en zigzag o rasterizadas se mueven de un lado a otro del material, cubriendo rápidamente grandes áreas abiertas, pero los constantes cambios de dirección y los puntos de entrada introducen irregularidades en las fuerzas de corte.
- El desbaste por niveles Z elimina material a profundidades escalonadas, despejando un nivel antes de descender. Es predecible, pero no necesariamente eficiente, cuando la geometría se vuelve compleja.
Rutas de herramienta adaptables
Los desarrolladores de software CAD/CAM modernos (Autodesk Fusion 360 CAMMastercam y SolidCAM han desarrollado algunas trayectorias de herramientas adaptativas para abordar las limitaciones de las trayectorias tradicionales.
No siguen estrictamente la geometría; están diseñadas para mantener un contacto constante con la herramienta, pero esta evita cortes bruscos de ancho completo. La trayectoria se ajusta dinámicamente, a menudo en patrones trocoidales, de modo que la herramienta permanece en contacto tangencial controlado con el material.
Parámetros de corte en el desbaste CNC
Este es uno de los temas más debatidos entre los maquinistas, pero los parámetros de corte son muy subjetivos y dependen del proceso de mecanizado, el material, las herramientas y la capacidad de la máquina. No existe un valor fijo que se aplique en todas partes.
Sin embargo, basándose en foros de mecanizado, datos de herramientas y referencias de materiales, se pueden identificar algunos rangos y patrones prácticos.
Tasa de eliminación de material (MRR)
La tasa de remoción de material (MRR, por sus siglas en inglés) define la cantidad de material que se elimina por unidad de tiempo. Matemáticamente, es una función de la velocidad de avance y de la profundidad/anchura de corte.
MRR (fresado) = a p × a e × f
Donde p es la profundidad de corte axial (pulgadas), e es la profundidad de corte radial (pulgadas) y f es la velocidad de avance (pulgadas/minuto).
MRR (torneado) = f × a p × v c
Donde f es la velocidad de avance (pulgadas/rev), a p es la profundidad de corte (pulgadas) y v c es la velocidad de corte (pulgadas/min)
En el desbaste, el objetivo principal es maximizar la tasa de remoción de material (MRR) sin exceder los límites de seguridad de la carga de la herramienta y la potencia de la máquina.
Como se observa en diferentes foros, una tasa de remoción de material (MRR) de 100 cm³/min o más es común para metales en general. Para materiales más ligeros como el aluminio, el fresado de desbaste generalmente supera los 500 cm³/min.
Cuanto mayor sea la tasa de remoción de material (MRR), más rápido se elimina el material, pero también aumentan las fuerzas de corte, el calor y el desgaste de la herramienta. Más adelante explicaremos cómo contrarrestar esto.
Profundidad de corte (DOC)
La profundidad de corte define el espesor que se elimina en una sola pasada. En el caso de una operación de fresado basto, tenemos cortes en dos direcciones: profundidad axial (ADOC), a lo largo del eje de la herramienta, y profundidad radial (RDOC), que corresponde al ancho de contacto.
El mecanizado axial utiliza una mayor parte de la longitud de la herramienta y puede sobrecargarla cerca de la punta, lo que puede provocar un desgaste prematuro si no está correctamente equilibrado. El mecanizado radial distribuye la carga a lo largo del filo y, por lo general, es más estable.
En las operaciones de desbaste, la profundidad de corte se mantiene intencionadamente alta para maximizar la eliminación de material. Una de las fuentes indica que la profundidad de corte axial en el desbaste es de aproximadamente 1-2 veces el diámetro de la herramienta, con un contacto radial del 40-60%.
Velocidad del husillo y de corte
La velocidad de corte (o velocidad superficial) define la rapidez con la que la herramienta interactúa con el material. La velocidad del husillo se deriva de esta velocidad en función del diámetro de la herramienta. En el desbaste, primero se selecciona la velocidad de corte y, posteriormente, la velocidad del husillo.
Velocidad del husillo = (Velocidad de corte × 1000)/( Π × D)
La velocidad del husillo suele malinterpretarse en el desbaste. A diferencia del acabado, donde las velocidades más altas ayudan a lograr una mejor calidad de la superficie, el desbaste generalmente se realiza en una zona intermedia más controlada.
Las velocidades de desbaste suelen ser moderadas para la mayoría de los materiales. Para el acero, se sitúan entre 300 y 500 SFM. Para el aluminio, son significativamente mayores, a menudo entre 800 y más de 1500 SFM. Como se puede observar, los materiales más duros requieren velocidades de corte más bajas, y viceversa.
Hemos elaborado una tabla con la velocidad de corte y el avance de algunos materiales, a partir de diferentes fuentes:
| Material | Material de la herramienta | Velocidad de corte (SFM) | Alimentación por diente (pulgadas/diente) |
| Acero (dulce/aleado) | Carburo | ~ 300 - 500 | ~ 0.002 |
| Aluminio 6061-T6 | Carburo | ~ 800 - 1500 | ~ 0.0035 |
| Titanio Ti-6Al-4V | Carburo | 160 – 230 | ~ 0.0015 |
| Inconel 718 | Carburo | 80 -110 | 0.002-0.003 |
| Hastelloy C | Carburo | 230 – 300 | ~ 0.002 |
| Magnesio AZ91D | Carburo | ~300 –1000 | 0.004-0.008 |
Herramientas para desbaste CNC
Un proceso que requiere mucho corte, como el desbaste, también necesita herramientas específicas que soporten todas esas tensiones, desgaste y deterioro. 
Material de la herramienta
Las herramientas de desbaste se fabrican con acero rápido (HSS) o carburo para soportar procesos de mecanizado exigentes: impacto, calor y enormes fuerzas de corte. En ocasiones, se les añaden recubrimientos (TiAlN) para mejorar su resistencia al calor y al desgaste.
Las fresas de desbaste de carburo permiten mayores avances y profundidades de corte para una eliminación de material más rápida, mientras que las herramientas de acero rápido (HSS) requieren cortes menos profundos, pero son más rentables para materiales más blandos.
Diseño de fresas de desbaste
Las fresas de desbaste suelen tener menos filos (entre 3 y 6) y gargantas de viruta más grandes, lo que ayuda a prevenir la obstrucción y permite una evacuación eficiente de la viruta durante el arranque de material. En algunos casos, los filos de corte pueden tener pequeños chaflanes para reducir el riesgo de astillamiento bajo cargas pesadas.
Algunas herramientas de desbaste utilizan un diseño dentado ondulado o en forma de mazorca de maíz que transforma el corte continuo en impactos segmentados. Este diseño suprime la vibración y mejora la estabilidad de la máquina.
Desbaste específico del material: una visión detallada
Los distintos materiales se comportan de manera diferente durante el mecanizado debido a propiedades como la dureza, la resistencia al calor y la formación de virutas. Por ello, es necesario adaptar los parámetros de desbaste y las herramientas en consecuencia.
Metales no ferrosos
Este tipo de metales (como el aluminio y el magnesio) son más fáciles de mecanizar, pero tienden a adherirse y a formar rebabas. Por ello, las herramientas tienen ranuras pulidas o recubiertas de nitruro de zinc y ángulos de hélice elevados (40–45°) para mejorar la evacuación de las virutas.
Las velocidades de corte y la carga de viruta son mayores, con cortes axiales más profundos. El contacto radial se controla (entre un 8 % y un 12 %), especialmente en cavidades profundas, donde se suelen utilizar trayectorias de herramienta adaptativas.
Aleaciones de hierro y acero
El acero genera más calor y requiere condiciones de corte más controladas. Por lo tanto, en este caso, las herramientas utilizan más de 4 a 5 filos, con recubrimientos de TiAlN o AlTiN para resistencia al calor, y a menudo un radio en las esquinas para reforzar el filo de corte.
Las velocidades de corte varían según el grado del material. El acero dulce se mecaniza normalmente a 300-500 SFM, mientras que los aceros aleados se reducen a 200-350 SFM. En el caso de los aceros inoxidables, la velocidad de corte se reduce aproximadamente un 30 %, y la evacuación de virutas se vuelve fundamental para evitar el endurecimiento por deformación. Para una comparación más detallada del comportamiento del acero aleado y el acero inoxidable durante el desbaste y el tratamiento térmico, consulte nuestra guía sobre acero aleado y acero inoxidable.
Materiales duros
Este grupo incluye titanio, Inconel y aceros endurecidos, que requieren un corte estable y controlado. Las herramientas para estos materiales cuentan con sustratos de carburo de micrograno.
Las velocidades de corte son significativamente menores. El titanio se mecaniza normalmente a 80-150 SFM, el Inconel a 50-100 SFM y los aceros endurecidos a alrededor de 100-200 SFM.
En estos materiales, la estabilidad de la herramienta es fundamental. La herramienta no debe permanecer inmóvil durante el corte, ya que detenerse puede provocar endurecimiento por deformación y agarrotamiento. El movimiento continuo de la herramienta es necesario para mantener la eficiencia de corte.
| Grupo de materiales | Herramental: | Velocidad de corte (SFM) | Carga de viruta (pulgadas/diente) | DOC axial (ap) | DOC radial (ae) |
| Metales no ferrosos (Al, Mg) | 2–3 estrías, hélice alta, pulido/ZrN | 800–1200 (carburo) | 0.004-0.010 | 0.5–1.5×D | 30–50% (8–12% adaptativo) |
| Acero (dulce/aleado) | 4–5 ranuras, TiAlN/AlTiN, radio de esquina | 300–500 (suave), 200–350 (aleación) | 0.002-0.006 | 0.5–1×D | 20-40% |
| Materiales duros (Titanio, Inconel) | Paso fino, geometría variable | 50-200 | 0.001-0.003 | 0.3–0.5×D | 5-15% |
Retos comunes en el desbaste CNC (y cómo solucionarlos)
Las altas tasas de remoción de material son la esencia del desbaste, pero si no se manejan correctamente, pueden dañar fácilmente la herramienta o la pieza de trabajo. Debido a esta naturaleza agresiva del corte, surgen algunos problemas comunes.
Desgaste de la herramienta
El contacto continuo de la herramienta con el material genera fricción y calor. Con el tiempo, esto acelera el desgaste de la herramienta, especialmente en los filos de corte.
Una forma de controlar esto es mediante el uso de trayectorias de herramienta adaptativas, donde el contacto de la herramienta es constante en lugar de abarcar todo el ancho. La aplicación de refrigerante y las herramientas de carburo recubiertas también pueden ayudar a mitigar ese desgaste.
Vibración
Una mayor profundidad de corte y un mayor tiempo de contacto de la herramienta también aumentan las fuerzas de corte. Si la herramienta tiene un voladizo prolongado, esto provoca vibraciones (cascabeleo), lo que afecta la estabilidad dimensional de la pieza.
Para mitigar este problema, puede reducir el voladizo de la herramienta (si es posible), utilizar herramientas y portaherramientas más rígidos o ajustar el acoplamiento radial en lugar de limitarse a reducir la profundidad.
Formación de virutas y calor
Un alto índice de remoción de material (MRR) implica la producción continua de un gran volumen de virutas. Si estas virutas no se evacuan adecuadamente, pueden volver a cortar, lo que aumenta el calor y acelera el desgaste de la herramienta. Por ello, la concentración de calor en la zona de corte se convierte en un factor crucial en el desbaste.
Por lo tanto, es necesario evacuar eficazmente las virutas mediante la aplicación de refrigerante y seleccionar una geometría de herramienta adecuada. Controlar el acoplamiento radial también puede ayudar a reducir la acumulación de calor durante los desbasados profundos.
Cómo optimizar el rendimiento del desbaste CNC
En el proceso CNC, normalmente se le da poca importancia al desbaste, ya que no afecta directamente a la calidad de la superficie, pero en lo que respecta al tiempo de mecanizado y al coste de las herramientas, es aquí donde se produce la mayor parte de la optimización.
Con el tiempo, los maquinistas han desarrollado algunos métodos prácticos que mejoran el rendimiento del desbaste.
La eficiencia del desbaste es solo una parte de la ecuación de costos. Nuestra guía explica las opciones de diseño que reducen el costo del fresado CNC , incluyendo la geometría de la cavidad, las tolerancias, el acceso a la herramienta y la estrategia de configuración.
Rutas de herramienta adaptables
Uno de los cambios más importantes en el desbaste es el paso de las trayectorias de herramienta convencionales a las estrategias adaptativas. En lugar de cortes de ancho completo, estas trayectorias mantienen un contacto constante de la herramienta durante toda la operación.
Este corte dinámico permite mayores velocidades de avance sin sobrecargar la herramienta. Actualmente, estas trayectorias de herramienta se generan normalmente mediante sistemas CAM y son bastante comunes en la mayoría de los entornos de mecanizado modernos.
Control de sujeción y descentramiento de herramientas
La sujeción de la herramienta es otro factor clave. Si la herramienta no gira correctamente, es decir, si una ranura realiza más trabajo que las demás, se produce un desgaste irregular y una falla prematura. Por ello, se prefieren los portaherramientas rígidos, como los de ajuste por contracción o los hidráulicos.
Utilización de la profundidad de corte
El desbaste optimizado resulta más eficaz cuando se utilizan mayores profundidades axiales en lugar de pasadas poco profundas.
Los maquinistas suelen utilizar profundidades de corte de entre 2 y 3 veces el diámetro de la herramienta, especialmente en piezas prismáticas. De esta forma, se aprovecha todo el filo de corte de la herramienta, distribuyendo el desgaste.
Optimización de parámetros: regla 70/30
Incluso con todas las estrategias mencionadas, los parámetros de corte aún deben ajustarse según la configuración real. Si bien es cierto que se pueden obtener valores iniciales de los fabricantes de herramientas, la optimización real se realiza en la máquina. El avance, la velocidad y el acoplamiento deben ajustarse gradualmente hasta lograr un corte estable y eficiente.
Hemos visto algunas fuentes que mencionan la regla 70/30 para optimizar las tareas de mecanizado. Inicialmente, el 70% del material se elimina mediante desbaste con una alta tasa de remoción de material (MRR), y el 30% restante se mecaniza con precisión utilizando herramientas de acabado, normalmente de 0.3 a 1 mm.
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Preguntas Frecuentes
¿Por qué se realiza el desbaste CNC antes del acabado?
El desbaste se realiza en primer lugar porque elimina grandes cantidades de material sobrante de forma rápida y eficiente, utilizando altas velocidades de avance y cortes profundos para preparar la pieza de trabajo para la etapa de acabado más precisa.
¿Cuál es la diferencia entre desbaste y acabado?
El desbaste utiliza altas velocidades de avance y cortes profundos para eliminar la máxima cantidad de material rápidamente, mientras que el acabado utiliza bajas velocidades de avance y cortes poco profundos para mejorar el acabado superficial y la precisión dimensional.
¿Cuánto material debe quedar después del desbaste?
Tras el desbaste, se suele dejar un margen de acabado de entre 0.3 mm y 1.0 mm, dependiendo del material y la geometría de la pieza. En operaciones de torneado, solemos dejar entre 0.2 y 0.5 mm por lado para que la pasada de acabado elimine los defectos superficiales.
¿Qué códigos G se utilizan para el desbaste?
Los principales códigos de desbaste son G71 (desbaste de perfil con movimientos lineales en el eje Z), G72 (refrentado/desbaste en el eje X) y G73 (repetición de patrón para perfiles precortados). Tras el desbaste, se utiliza G70 para el ciclo de acabado, con el fin de completar la pieza según las especificaciones finales.
