Como escolher entre centros de maquinação de pórtico de viga móvel e de viga fixa?

Escolher a máquina de pórtico correta é um grande investimento. A escolha errada leva a limitações incapacitantes na capacidade ou precisão das peças, um erro que não se pode dar ao luxo de cometer.

Escolha um pórtico de viga fixa para maquinação de alta precisão, como o acabamento de moldes, onde a rigidez superior é fundamental. Opte por um pórtico de viga móvel para obter flexibilidade, especialmente para peças extragrandes e pesadas, como as da construção naval, em que a peça de trabalho tem de permanecer estacionária.

Um pórtico de viga fixa é como uma ponte de granito - incrivelmente estável, mas a sua altura é definida. Um pórtico de viga móvel é como uma grua versátil - pode ajustar-se a uma enorme variedade de trabalhos, mas esse movimento introduz complexidade. Embora a viga fixa seja frequentemente mais simples e potencialmente menos dispendiosa à partida, a adaptabilidade da viga móvel pode ser inestimável. Compreender as suas principais diferenças mecânicas é o primeiro passo para selecionar a máquina que será um ativo a longo prazo e não um passivo.

Qual é a principal diferença mecânica entre um pórtico de viga móvel e um pórtico de viga fixa?

Os nomes parecem semelhantes, mas a sua mecânica é muito diferente. A incompreensão desta diferença fundamental pode levá-lo a comprar uma máquina completamente inadequada para o seu tipo de trabalho.

Numa conceção de viga fixa, a viga transversal horizontal é aparafusada permanentemente às colunas e a mesa da peça de trabalho move-se. Numa conceção de viga móvel, a mesa da peça de trabalho está estacionária e toda a estrutura do pórtico se move sobre a peça.

Este é o cerne da questão. Imagine um pórtico de viga fixa¹ como uma estrutura única e sólida. A viga é travada no lugar, fornecendo um suporte suspenso maciço e rígido. A peça de trabalho assenta numa mesa que se desloca para a frente e para trás (eixo X) por baixo da peça. O fuso ou cilindro move-se então da esquerda para a direita (eixo Y) e para cima e para baixo (eixo Z). Agora, imagine o pórtico de viga móvel². A peça de trabalho assenta numa mesa fixa ou numa placa de chão. Todo o pórtico - ambas as colunas e a viga transversal - desloca-se ao longo de carris no eixo X. A viga transversal também se pode mover para cima e para baixo nas colunas (eixo Z) para ajustar a altura da peça. Esta diferença fundamental entre o que se move e o que fica parado dita tudo sobre o desempenho da máquina.

Filosofia de design num relance

Que estrutura oferece maior precisão de maquinagem?

A procura de tolerâncias apertadas em peças de grandes dimensões é um pesadelo. A estabilidade inerente da sua máquina é fundamental, mas qual o design que proporciona a precisão inabalável de que necessita para trabalhos de elevado valor?

O pórtico de viga fixa oferece, por inerência, uma maior precisão de maquinação. A sua estrutura monolítica e estática minimiza a vibração e elimina as variáveis introduzidas por uma viga móvel, assegurando uma estabilidade superior para aplicações como o acabamento de moldes de precisão.

Quando se trata de precisão pura, a física favorece o conceção de viga fixa³. A rigidez é a base da precisão, e um pórtico de viga fixa é a definição de rígido. Uma vez que a viga não se move, não está sujeita às ligeiras deslocações que podem ocorrer numa estrutura móvel. É um ponto de referência constante e estável, o que é crucial para alcançar a precisão ao nível dos microns necessária na indústria de moldes e matrizes. Embora um pórtico de viga móvel possa ser muito preciso, tem de ultrapassar mais desafios. É mais adequado para o desbaste de peças grandes ou aplicações em que a precisão final é secundária em relação à capacidade de tamanho. Dito isto, a engenharia moderna com sistemas avançados de amortecimento e compensação reduziu esta diferença de precisão, mas para os trabalhos mais exigentes, a integridade estrutural da viga fixa dá-lhe uma clara vantagem.

Factores que afectam a precisão da maquinagem

• Rigidez estrutural: A estrutura mais simples e maciça da viga fixa amortece naturalmente as vibrações de forma mais eficaz, o que é fundamental para obter acabamentos de superfície finos.
• Erros dinâmicos: Um pórtico de viga móvel tem maior potencial para erros dinâmicos ou vibrações causadas pelo movimento de todo o conjunto do pórtico pesado.
• Ponto ideal de aplicação: Um feixe fixo destaca-se no acabamento de alta precisão. Um feixe móvel destaca-se no desbaste pesado e na maquinação de peças maciças em que alguma precisão pode ser trocada por capacidade.

Como é que a área de implantação e a fundação da máquina diferem para cada tipo de pórtico?

Encontrou a máquina perfeita, mas será que cabe na sua oficina? A verdadeira pegada operacional e a base da máquina são custos ocultos que podem matar um projeto antes de este começar.

Um pórtico de viga móvel é mais eficiente em termos de espaço, com uma área de implantação compacta. Um pórtico de viga fixa requer uma área de funcionamento muito maior porque a sua mesa móvel necessita de espaço de deslocação, duplicando frequentemente o comprimento efetivo da máquina.

Este é um ponto crucial que é frequentemente mal compreendido. Com um pórtico de viga móvel⁴A área ocupada pela máquina é apenas a própria máquina. O pórtico desloca-se para a frente e para trás sobre a sua mesa fixa, pelo que não necessita de espaço adicional. No entanto, com um pórtico de viga fixa⁵a mesa move-se. Para maquinar uma peça com 5 metros de comprimento, a mesa precisa de 5 metros de curso. Isto significa que o espaço total necessário no chão é o comprimento da máquina mais o comprimento do percurso da mesa. Isto pode facilmente duplicar a área de funcionamento, tornando o design de viga móvel uma escolha muito melhor para lojas com espaço limitado. Os requisitos da fundação também são diferentes. A viga móvel necessita de uma fundação altamente estável centrada no suporte dos carris para o pórtico dinâmico. A viga fixa necessita de uma fundação reforçada de grandes dimensões para suportar as vibrações e o peso da mesa móvel pesada.

Considerações sobre a pegada e a fundação

Porque é que o pórtico de vigas móveis é a única opção escalável para peças extra longas?

Precisa de maquinar peças com 10, 20 ou mesmo 30 metros de comprimento? Tentar fazer isto numa máquina tradicional é impossível, mas um tipo de pórtico foi especificamente concebido para este desafio.

O pórtico de viga móvel é a única opção escalável para peças extra longas porque a peça de trabalho é estacionária. Basta estender as calhas do chão e a base para acomodar peças de praticamente qualquer comprimento, uma proeza impossível para os modelos de viga fixa.

É aqui que o pórtico de viga móvel tem uma vantagem imbatível. Numa máquina de viga fixa, a peça assenta numa mesa móvel. Para maquinar uma peça mais comprida, é necessária uma mesa mais comprida. O custo, o peso e a inércia de uma mesa móvel maciça tornam-se rapidamente impraticáveis. Uma peça de 20 metros exigiria uma mesa de 20 metros, accionamentos mais potentes e uma base para suportar mais de 40 metros de deslocação da mesa. Simplesmente não funciona. O pórtico de viga móvel resolve este problema de forma elegante. A peça de trabalho, independentemente do seu peso ou comprimento - como uma asa de avião ou uma secção do casco de um navio - é montada numa placa de chão fixa. O pórtico desloca-se então sobre a peça. Precisa de maquinar uma peça mais comprida? Basta adicionar outra secção de carris. Este escalabilidade modular⁶ torna-o a única escolha viável para estas aplicações maciças.

Escalabilidade: A vantagem definidora

• Fixação da peça de trabalho: Colocada numa placa de solo estática, eliminando os limites práticos de peso e comprimento da peça.
• Curso do eixo X: O comprimento do percurso é limitado apenas pelo comprimento das calhas que instalar.
• Foco no sector: Isto faz com que seja a solução ideal para maquinar peças de turbinas eólicas, estruturas de vagões de comboios e componentes aeroespaciais.

Conclusão

A sua escolha resume-se a uma única questão: É mais importante uma precisão inabalável ou a máxima flexibilidade de tamanho? Para moldes de alta precisão em peças médias, escolha a estabilidade de uma viga fixa. Para peças de trabalho maciças e variadas, escolha a escalabilidade de uma viga móvel.