Você deve escolher um centro de usinagem horizontal ou vertical?
Como tantas coisas, a resposta a essas perguntas é complexa. Vamos começar dando uma olhada em como cada um é disposto. No diagrama acima, podemos ver o layout do eixo para um VMC (Centro de Usinagem Verticalou Fresa Vertical) à esquerda e o layout de um HMC (você adivinhou: Centro de Usinagem Horizontal) à direita. O fino bloco retangular cinza é a mesa da máquina, o cilindro é o fuso da máquina e, no caso do HMC, o cubo cinza é a lápide. "O que é uma lápide?" você pergunta. É um grande bloco de ferro fundido que fica no topo de um eixo de rotação. Você anexa as peças de trabalho aos lados da lápide. Você pode pensar nisso tudo como um 4º Eixo para um HMC, e eles têm muito em comum com o 4º Eixo de um VMC, mas são muito mais difundidos. Vê-se muitos VMCs sem 4º eixo atualmente em uso, mas a maioria dos HMCs os usa constantemente.
Prós do HMC
Com todos esses contras, deve haver alguma razão pela qual as pessoas ainda compram HMCs, e há. Algumas das pistas para entender o porquê são aparentes em alguns dos "Problemas de Alta Qualidade" descritos para HMCs. Simplificando, para os tipos de empregos, os HMCs podem ser muito mais produtivos do que os VMCs e mais do que se pagam. A maioria dos HMCs tem algumas vantagens fundamentais sobre os VMCs.
Primeiro, a evacuação de cavacos é auxiliada pela gravidade. Em um VMC, os cavacos em orifícios e bolsos profundos ficam no fundo e precisam ser arrastados para fora pelo refrigerante ou pela hélice do cortador. Em um HMC, as coisas são viradas de lado e a gravidade ajuda a puxar os cavacos para fora. Se nada mais, isso significa significativamente menos recorte de cavacos, o que leva a uma vida útil mais longa da ferramenta e melhor acabamento superficial. O acabamento da superfície costuma ser muito melhor que é necessário menos processamento a jusante - muitas peças têm um acabamento aceitável logo após a máquina.
Em segundo lugar, essas máquinas são mais rígidas. Eles são construídos de forma mais pesada porque se destinam à produção de maior volume, e o loop estrutural do fuso, passando pelo porta-ferramentas, até a ferramenta, através da peça de trabalho e de volta da coluna até o fuso é mais curto e as forças estão agindo mais favoravelmente contra a geometria. Eles vibram menos, desviam menos e são menos propensos a vibrar do que os VMCs.
Por último, e talvez o mais importante, os HMCs são normalmente configurados com opções que melhoram muito a produtividade. A maioria dos HMCs terá uma capacidade de lápide de 4º eixo. Muitos também integram isso com um trocador de paletes. Outra opção comum é a alta pressão através do refrigerante do fuso. Você pode comprar um VMC configurado com o 4º eixo, colar uma lápide no 4º eixo, adicionar troca de paletes e adicionar refrigeração do fuso, mas a maioria dos VMCs não está configurada dessa forma e mesmo quando estão as coisas não funcionam tão bem quanto em um HMC. Pegue a ideia do dispositivo de aperto do 4º eixo em um VMC. A folga é um problema real porque deve caber entre a mesa e o fuso:
3 lados podem ser acessados para cada peça de trabalho, mas muitas outras peças podem ser montadas na lápide. Para completar, a lápide do HMC fica em um palete intercambiável. Enquanto uma lápide completa de peças está sendo usinada, a outra fica fora do gabinete que está sendo configurado ou carregado/descarregado. É assim que os HMCs atingem 85% de utilização do fuso contra os 25% médios do VMC. Isso significa que o fuso do HMC está funcionando com mais de 3 vezes mais frequência e pode facilmente estar produzindo mais de 3 vezes mais peças do que o VMC equivalente.
Já que estamos falando de custo e produtividade, vamos falar sobre operadores de máquinas. Dado que um HMC pode fazer o trabalho de 3 VMCs, isso significa que menos operadores são necessários. Isso representa a maior parte da economia adicional que coloca os HMCs à frente dos VMCs em termos de ROI, uma vez que todos os fatores são considerados e você tem os tipos certos de trabalhos para um Horizontal. Com a fixação certa (que pode ser mais complexa de projetar e mais cara de criar), muitas lojas afirmam que menos treinamento também é necessário para seus operadores de HMC.
Para encerrar a discussão sobre os HMC Pros, quero passar adiante uma cotação de uma loja que afirma que pode cotar preços 25% mais baixos com seu HMC do que com seus VMCs e ainda manter a mesma margem de lucro. Eles acreditam fortemente que seu HMC está ganhando mais negócios como resultado. Dados os volumes de produção mais altos, cotações mais baixas e capacidade de fazer usinagem mais sofisticada, possuir uma horizontal pode mover uma oficina para uma categoria totalmente nova, onde ela pode licitar trabalhos que não podia antes.
Melhores oportunidades para HMCs
Para as lojas que precisam ser as mais competitivas, ter a melhor experiência, ter capital para investir e podem realmente se dar ao luxo de se esforçar para bombear as peças em volume, os HMCs fazem muito sentido. O investimento é realmente um facilitador fundamental para uma loja que considera um HMC. Investimento em habilidades, centros de usinagem mais caros e, às vezes, ferramentas atualizadas. Entre a natureza de fazer configurações nas ferramentas e os trabalhos de maior precisão que seus HMCs permitem que eles façam lances, outra loja descobriu que precisava investir em CMMs porque medidores de altura e microfones simplesmente não seriam suficientes.
Melhores oportunidades para VMCs
Se o capital de investimento é apertado, se você está apenas começando e não acumulou as habilidades e a experiência, se você precisa de simplicidade, se você muda muito de emprego e tem quantidades muito baixas, se você raramente precisa considerar qualquer trabalho do 4º eixo, e se você faz muito trabalho em pratos grandes, atenha-se ao VMC. Os Centros de Usinagem Horizontal raramente são as primeiras máquinas que uma oficina compra. Obtenha o primeiro VMC, vá para um segundo e, em seguida, considere um HMC. Ele tem o potencial de mais do que dobrar a capacidade de seus 2 VMCs.