Tolerancias de Mecanizado de Invar: Qué Puede Mantener un Taller y Cuánto Cuesta

Por Invar Machining editorial team· Actualizado 26 de septiembre de 2026

Un plano que tolerea cada característica a ±0.005 mm solo porque la pieza es Invar suele costar más de lo necesario, y un plano que deja cada característica amplia arriesga una pieza que no cumple para lo que sirve el Invar. Un taller que corta Invar 36 con regularidad mantiene ±0.01 a ±0.025 mm en una pieza estable como práctica de rutina, y más estricto en algunas características con trabajo adicional. Saber qué características merecen ese trabajo, y cómo indicarlo en el plano, es lo que marca la diferencia.

Qué tolerancia es realista

Para una pieza de Invar 36 o Super Invar bien mecanizada que ha pasado por desbaste, alivio de tensiones y acabado, los talleres suelen cotizar características críticas en el rango de ±0.01 a ±0.025 mm. Es posible lograr tolerancias más estrictas en características específicas y bien apoyadas, particularmente tras un ciclo de estabilización, pero añaden costo y tiempo de inspección. El Alloy 42 y el Kovar, que suelen usarse en secciones delgadas y lámina, normalmente se tolerean con más margen, alrededor de ±0.025 mm, porque la sujeción y la planitud dominan la precisión alcanzable más que el proceso de corte.

La tabla siguiente da valores típicos alcanzables por tipo de característica en Invar 36, y qué debe añadir el taller para alcanzarlos. Son cifras típicas, no una norma. La cotización del taller gobierna para su geometría.

Tipo de característica	Tolerancia típica alcanzable	Qué requiere	Efecto típico en el costo
Longitud o ancho general	±0.05 a ±0.1 mm	Un montaje, práctica normal	Base
Diámetro de orificio, escariado o mandrinado	±0.01 a ±0.02 mm	Pasada de acabado tras el alivio de tensiones	Aumento pequeño
Posición de orificio respecto a un datum	±0.01 a ±0.025 mm	Acabado en un montaje, verificación con CMM	Aumento moderado
Planitud en cara de montaje menor a 100 mm	0.005 a 0.01 mm	Desbaste final tras el alivio, estabilización, CMM a 20 °C	Aumento moderado
Planitud en cara mayor a 300 mm	0.01 a 0.03 mm	Secuencia completa, sujeción de baja tensión, CMM por pieza	Aumento grande
Paralelismo entre dos caras	0.01 a 0.02 mm	Ambas caras acabadas tras el alivio, mismo montaje cuando es posible	Aumento moderado
Espesor de pared delgada menor a 2 mm	±0.025 a ±0.05 mm	Sujeción por vacío o de baja fuerza, pasadas alternadas	Aumento grande, riesgo de rechazo
Característica pequeña, pasadas adicionales	±0.005 mm	Pasada extra, estabilización, CMM por pieza, margen de rechazo	Dos a tres veces la línea de ±0.025 mm

Una pieza de pared delgada, un bolsillo profundo o una característica lejos de un punto de sujeción mantiene una tolerancia más amplia que un resalte corto y bien apoyado, sin importar la aleación. El lado del costo de la misma tabla está en por qué las piezas de Invar 36 son costosas.

Inspección a 20 °C y la norma ISO 1

El propósito completo del Invar es cambiar de tamaño muy poco con la temperatura, pero “muy poco” no es “nada”. La norma ISO 1 fija 20 °C como temperatura de referencia estándar para las especificaciones geométricas de producto, lo que significa que cada dimensión de su plano es, por defecto, una dimensión a 20 °C. Una pieza medida en el piso del taller a 24 °C se ha dilatado una cantidad pequeña pero real. En la propia pieza de Invar esa dilatación es minúscula. En las escalas de la CMM, en un utillaje de acero o en una pieza acoplada de aluminio, no lo es, y en una característica tolerada a unas pocas micras la diferencia puede ser toda la banda de tolerancia.

De ahí se derivan tres puntos para el comprador:

• Pida la estabilización. Un informe de inspección de precisión en Invar debería indicar la temperatura de medición y cuánto tiempo estuvo la pieza en la sala antes de medirla. Varias horas es típico para una pieza de unos pocos kilogramos.
• Pregunte dónde está la CMM. Una CMM en una sala con temperatura controlada cerca de 20 °C da números que puede comparar con su propia inspección de entrada. Una CMM en el piso del taller no lo hace, en características estrictas.
• Indique si su propia inspección ocurre en otro lugar. Si la pieza se envía a otro clima y se mide allí, el informe necesita la temperatura para poder reconciliar ambos conjuntos de números.

Cómo se ve un buen informe, y qué pedir, está en informes de inspección CMM de Invar. Las definiciones de estabilización, temperatura de referencia y términos relacionados están en el glosario.

Llamados de GD&T que importan en el Invar

Las tolerancias geométricas, escritas según ASME Y14.5 en la mayoría de los planos, son donde las piezas de Invar más necesitan atención adicional. Tres llamados interactúan directamente con la secuencia de alivio de tensiones descrita en alivio de tensiones para piezas mecanizadas de Invar:

• Planitud en una cara de montaje o de referencia. La forma de la pieza se desplaza ligeramente durante el ciclo de horno, así que una planitud lo bastante estricta para importar debe producirse con un desbaste final tras el alivio de tensiones y verificarse después de estabilizarse. Una planitud medida tras el desbaste no dice nada sobre la pieza entregada.
• Posición de orificios de referencia y espigas. La posición se logra acabando todos los orificios en un montaje tras el alivio, con las caras de referencia ya acabadas. Pida al taller que confirme que el esquema de datums del plano coincide con cómo va a fijar la pieza.
• Paralelismo y perpendicularidad entre caras de referencia. Son más económicos cuando ambas caras pueden acabarse en el mismo montaje. Un plano que fuerza dos caras de datum a montajes distintos costará más y mantendrá menos.

Dos cosas a evitar. No ponga una tolerancia de perfil estricta en una superficie exterior que no toca nada. No use una nota general como “todas las superficies planas dentro de 0.005” en lugar de llamados específicos, porque el taller cotizará cada cara a ese número o la ignorará, y ambos resultados son malos. Indique la característica, el datum y el número.

Qué características necesitan la tolerancia más estricta

Las características que justifican una tolerancia estricta en Invar son las que controlan la alineación, el ajuste o la longitud del recorrido óptico:

• Caras de montaje que fijan la posición de una óptica, un sensor o un utillaje
• Diámetros y posiciones de orificios que ubican espigas, rodamientos o elementos cinemáticos
• Planitud en una superficie de referencia usada para el ensamblaje posterior
• Separación entre dos características de montaje cuando esa separación es la razón por la que la pieza es de Invar

Las características que no afectan el ajuste o la función, como un perfil exterior, un borde que no acopla o un corte de alivio, pueden tener una tolerancia de mecanizado estándar como ±0.1 mm sin afectar el desempeño de la pieza. Tolerearlas estrictamente solo porque el material es Invar añade tiempo de inspección sin beneficio funcional.

Ejemplo resuelto: convertir una banda de temperatura en un CTE

La tolerancia y la elección de material son la misma decisión vista desde dos ángulos. Tome un utillaje de metrología hipotético de 250 mm que ubica dos sondas. Su separación debe mantenerse dentro de 0.004 mm en total, y el laboratorio se mantiene a 20 ± 5 °C. El diseñador divide el presupuesto: 0.002 mm para dilatación térmica, 0.002 mm para mecanizado y ensamblaje.

La parte térmica fija el CTE que debe tener el material:

CTE necesario = dilatación permitida / (longitud × variación de temperatura) = 0.002 mm / (250 mm × 5 °C) = 1.6 ppm/°C

La tabla muestra cómo se comparan los materiales típicos. Los valores de CTE son cifras típicas de manual a temperatura ambiente. El certificado de colada gobierna.

Material	CTE típico, ppm/°C	Dilatación en 250 mm y 5 °C	¿Cumple el presupuesto de 0.002 mm?
Aluminio 6061	23	0.029 mm	No
Acero inoxidable 316	16	0.020 mm	No
Titanio	8.6	0.011 mm	No
Kovar	5.2	0.0065 mm	No
Invar 36, recocido	1.2 a 1.6	0.0015 a 0.0020 mm	Sí, al límite
Super Invar	0.3 a 0.6	0.0004 a 0.0008 mm	Sí, con margen

El Invar 36 recocido cumple la banda sin nada de margen en la parte alta de su rango. Eso tiene dos consecuencias para el plano. Primero, el presupuesto de mecanizado de 0.002 mm en la separación es real y debe indicarse como una tolerancia de posición en los dos orificios de las sondas, acabados tras el alivio de tensiones y medidos a 20 °C. Segundo, el alivio de tensiones no es opcional, porque una superficie endurecida en frío con un CTE efectivo más alto empujaría la dilatación térmica más allá del presupuesto. Si la banda del laboratorio se ampliara a 20 ± 10 °C, el CTE necesario bajaría a 0.8 ppm/°C y el utillaje tendría que pasar a Super Invar, o el presupuesto tendría que cambiar. Ese cambio se cubre en cuándo el Invar 36 no es suficiente y la dependencia con la temperatura en sí en CTE del Invar 36 frente a la temperatura.

Acumulación de tolerancias en ensamblajes

Cuando una pieza de Invar se acopla con una carcasa o soporte de otro material, la acumulación de tolerancias del ensamblaje debe considerar el desajuste de CTE, no solo las tolerancias de cada pieza por separado. Una tolerancia de posición estricta en la pieza de Invar por sí sola no garantiza la alineación a lo largo de un rango de temperatura si la pieza de aluminio acoplada se dilata a 23 ppm/°C. En un patrón de pernos de 100 mm y una variación de 10 °C, el aluminio se mueve 0.023 mm mientras el Invar se mueve unos 0.0014 mm, así que la unión debe permitir 0.02 mm de movimiento relativo o los pernos cargarán la pieza de Invar y la doblarán. Es una decisión a nivel de diseño, pero conviene plantearla al taller temprano, ya que puede cambiar qué características de la pieza de Invar necesitan el control más estricto y si los orificios ranurados o las flexiones son la mejor respuesta. El desajuste también importa para la estabilidad dimensional a largo plazo, porque una unión bajo carga fluye con el tiempo.

Un enfoque práctico para tolerear su plano

1. Identifique las dos o tres características que controlan el ajuste, la alineación o el desempeño óptico, y tolérelas estrictamente.
2. Deje todo lo demás en una tolerancia general de mecanizado como ±0.1 mm.
3. Escriba los requisitos estrictos como llamados de GD&T con datums, no como una nota general.
4. Indique la temperatura de medición, 20 °C tras estabilizarse, en el plano o el RFQ si alguna tolerancia es menor a unos ±0.02 mm.
5. Especifique alivio de tensiones entre desbaste y acabado para que las características estrictas se corten sobre una pieza que ya dejó de moverse.
6. Pregunte al taller qué puede mantener en su geometría específica antes de finalizar el plano. Un taller con experiencia en Invar suele señalar una característica más difícil de mantener de lo que parece en papel.

Qué poner en el RFQ

Dos talleres que cotizan el mismo plano pueden llegar a números muy distintos si uno asume tolerancia estándar en cada característica y el otro asume que cada dimensión es crítica. En el RFQ, incluya:

• La aleación y la norma, por ejemplo Invar 36 según ASTM F1684
• Las características críticas, sus tolerancias y el esquema de datums
• La tolerancia general para todo lo demás
• El tratamiento térmico: alivio de tensiones entre desbaste y acabado, o estabilización completa
• La temperatura de inspección y si necesita un informe por pieza en las características críticas
• El rango de temperatura de operación, para que el taller pueda ver si la tolerancia y la aleación concuerdan

Envíe su plano por el formulario de RFQ con esos puntos indicados. Lo conectamos con talleres que pueden decirle, antes de comprometerse, si su tolerancia es realista en esa geometría y cuánto añadirá al precio.

Preguntas frecuentes

Revisado con

• ASTM F1684, Standard Specification for Iron-Nickel and Iron-Nickel-Cobalt Alloys for Low Thermal Expansion Applications
• Wikipedia, Thermal expansion

Los valores de esta guía son cifras típicas de manual para planificación. El certificado de colada de su material y la cotización del taller para su geometría son la referencia real.

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