Como escolher entre um centro de maquinagem de 5 eixos do tipo munhão e de cabeça rotativa?

Está pronto para investir numa máquina de 5 eixos, mas a escolha entre um munhão e uma cabeça rotativa é confusa. Tomar a decisão errada pode deixá-lo com uma máquina que não consegue lidar com as suas peças maiores ou que não consegue alcançar as caraterísticas das suas peças mais complexas.

Escolha uma máquina do tipo munhão para peças pequenas e complexas que requerem um excelente corte inferior e acesso à ferramenta, especialmente em materiais duros. Selecione uma máquina de cabeça rotativa para maquinar peças muito grandes e pesadas, em que a mesa deve permanecer plana e estacionária para suportar o peso.

Esta é uma escolha fundamental que define o tipo de trabalho em que a sua loja se irá destacar na próxima década. Algumas lojas compram uma bela máquina de munhão apenas para se aperceberem que os seus trabalhos mais rentáveis são demasiado pesados para serem levantados pela mesa. Algumas lojas com máquinas de cabeça giratória têm dificuldades com peças médicas minúsculas e intrincadas porque não conseguem colocar uma ferramenta curta e atarracada na posição correta. O segredo é deixar de olhar primeiro para a máquina e começar por olhar para as suas peças. A peça diz-lhe sempre em que máquina quer ser feita.

Porque é que um Centro de Maquinação de 5 Eixos com Cabeça Giratória é geralmente melhor para peças grandes e pesadas?

Tem de maquinar uma enorme peça de fundição sob pressão ou uma enorme estrutura aeroespacial. Receia que uma máquina normal de 5 eixos não consiga suportar o peso sem perder precisão.

Uma cabeça giratória é melhor porque a peça de trabalho é fixada numa mesa grande e estacionária que apenas se move em X e Y. Toda a inclinação e rotação ocorre na cabeça, pelo que quase não existem limites práticos para o peso e tamanho da peça.

A principal vantagem de um máquina de cabeça rotativa¹ é a sua estrutura. Pense na mesa de trabalho como uma base simples e incrivelmente forte. A sua única função é mover a peça da esquerda para a direita e da frente para trás. Nunca tem de levantar ou inclinar a peça. A cabeça do fuso, que é muito mais leve do que a sua peça de trabalho, trata de todas as rotações complexas dos eixos A e C. Este design separa completamente o peso da peça dos eixos rotativos. Como resultado, pode maquinar componentes super grandes com mais de 2.000 mm encontrados nas indústrias aeroespacial, energética e de fabrico de moldes sem se preocupar com a sobrecarga do mecanismo de inclinação da máquina.

Capacidade de trabalho e peso

A conceção de uma máquina de cabeça rotativa oferece duas grandes vantagens para as peças de grandes dimensões: uma envelope de trabalho² e uma enorme capacidade de peso. O espaço de trabalho de uma máquina de munhão pode diminuir drasticamente à medida que a mesa se inclina em grande parte em direção à coluna da máquina, criando potenciais interferências. Uma máquina de cabeça rotativa não tem este problema. A área de trabalho não é afetada pela orientação da ferramenta. Para além disso, as limitações de peso são significativamente maiores. Enquanto uma mesa de munhão pode estar limitada a cerca de 500 kg, a mesa de uma máquina de cabeça rotativa comparável pode facilmente suportar várias toneladas. Isto torna-a a configuração predefinida para as indústrias que necessitam de maquinar peças que não podem ser levantadas à mão.

Como é que um centro de maquinação de 5 eixos do tipo munhão proporciona um melhor corte inferior e acesso à ferramenta em peças pequenas e complexas?

Maquina peças pequenas e complexas, como implantes médicos ou impulsores. Está constantemente a lutar para alcançar caraterísticas apertadas e bolsos profundos sem utilizar ferramentas perigosamente longas e flexíveis.

Uma máquina do tipo munhão proporciona um melhor acesso ao inclinar a própria peça de trabalho na direção da ferramenta. Este movimento abre a peça, permitindo-lhe utilizar ferramentas mais curtas e mais rígidas para alcançar facilmente cortes inferiores e caraterísticas laterais.

Imagine que segura um objeto pequeno e complexo na sua mão. Para inspecionar uma caraterística na parte inferior, não tem de esticar o pescoço; basta inclinar o objeto. Uma máquina de munhão funciona exatamente da mesma forma. Os eixos A e C estão na mesa, que suporta e inclina a peça, muitas vezes através de uma gama enorme como -30° a +110°. Esta ação move efetivamente a peça para fora do seu próprio caminho. À medida que a peça se inclina, cria uma grande área livre à volta da ferramenta, tornando incrivelmente fácil aceder a caraterísticas que seriam impossíveis de alcançar numa máquina de cabeça rotativa sem uma ferramenta muito longa. É por isso que máquinas de munhão³ dominam indústrias como a médica e a aeroespacial, onde as peças pequenas e de elevado valor são a norma.

A vantagem de inclinar a peça

Quando a máquina inclina a peça de trabalho, obtém-se uma vantagem significativa em dinâmica de corte⁴. Pode utilizar a ferramenta mais curta e mais rígida possível para o trabalho. Uma ferramenta mais curta desvia-se menos, vibra menos e permite um corte muito mais agressivo e preciso. Isto leva a melhores acabamentos de superfície, maior vida útil da ferramenta e tempos de ciclo mais curtos. Numa máquina de cabeça rotativa, a peça permanece plana, pelo que a cabeça tem de se inclinar para alcançar uma caraterística lateral. Isto obriga-o muitas vezes a utilizar um porta-ferramentas e uma ferramenta mais compridos para evitar colidir a cabeça do fuso com a peça ou a fixação. Esse comprimento extra introduz flexão e limita o seu desempenho de corte, algo que não se pode permitir em peças complexas e de alta precisão.

Que desenho oferece maior rigidez e estabilidade na ponta da ferramenta?

Precisa de maquinar materiais duros como o aço ou o titânio. Sabe que qualquer falta de rigidez resultará em trepidação, vida útil reduzida da ferramenta e peças imprecisas. Precisa de saber qual o design que é fundamentalmente mais estável.

Uma máquina do tipo munhão oferece frequentemente uma maior rigidez na ponta da ferramenta porque o seu design permite a utilização de ferramentas mais curtas. A estabilidade resulta do facto de se manter a distância entre a face do fuso e a aresta de corte tão curta quanto possível.

Isto pode parecer contra-intuitivo à primeira vista. A máquina de cabeça giratória tem uma cabeça mais simples e uma mesa sólida, que parece mais rígida. No entanto, a verdadeira rigidez de corte⁵ é determinada no ponto de contacto: a ponta da ferramenta. Como já referimos, uma máquina de munhão inclina a peça, criando uma folga que lhe permite utilizar ferramentas muito curtas. Uma ferramenta com o dobro do comprimento é muitas vezes menos rígida. Ao permitir a utilização de ferramentas mais curtas, o design do munhão proporciona uma condição de corte mais estável. É por isso que máquinas de munhão⁶ são frequentemente preferidos para maquinar materiais duros e efetuar operações de corte profundo em que a pressão da ferramenta é elevada.

Correspondência entre estrutura e material

A construção geral da máquina também desempenha um papel importante. As máquinas de munhão, construídas para lidar com as forças dinâmicas de uma mesa móvel e de um corte agressivo, são frequentemente muito robustas. O fuso fixo é uma unidade simples e resistente. O fuso articulado de uma cabeça giratória tem mais peças móveis e articulações na sua montagem, o que pode ser uma fonte de vibração potencial. Isto resulta numa diferença na abordagem de corte. Uma máquina de munhão é geralmente mais adequada para cortes pesados em materiais duros como o aço, enquanto as forças de corte mais leves de uma máquina de cabeça rotativa a tornam ideal para acabamento a alta velocidade em materiais mais macios como o alumínio.

Que lista de verificação final deve utilizar para fazer corresponder as suas peças à configuração correta de 5 eixos?

Compreende as teorias, mas agora precisa de tomar uma decisão real para o seu chão de fábrica. Precisa de uma lista de verificação simples para olhar para as suas peças e escolher com confiança a máquina certa.

Analise as suas peças com base no seu tamanho, peso, complexidade e material. As respostas apontarão diretamente para a configuração correta da máquina, assegurando que o seu investimento corresponde perfeitamente ao seu trabalho.

Para fazer a escolha certa, é necessário fazer as perguntas certas. Não comece pelo catálogo de máquinas. Comece pelas peças que está a fazer hoje e pelas peças que quer fazer amanhã. Analise os seus 10 trabalhos mais rentáveis ou mais difíceis e aplique esta lista de verificação. O padrão que surgir tornará a sua decisão clara. Há anos que utilizo este método com os meus clientes e ele elimina as suposições. Garante que a máquina que compra é uma solução para os seus problemas e não a causa de novos problemas.

A sua lista de verificação de 5 eixos de decisão

Utilize esta tabela para avaliar a sua carga de trabalho principal. A coluna com mais marcas de verificação é provavelmente a escolha certa para o futuro da sua loja.

Questão	Escolha o estilo de munhão se...	Escolher cabeça giratória se...
1. Qual é o número típico de PESO DA PEÇA7?	As peças são de peso ligeiro a médio (menos de 500 kg).	As peças são sistematicamente pesadas (mais de 500 kg, até várias toneladas).
2. Qual é o tamanho típico da peça?	As peças são pequenas a médias, geralmente com menos de 1.000 mm.	As peças são muito grandes, excedendo frequentemente 1.000 mm e mesmo 2.000 mm.
3. Como COMPLEXO8 são as peças?	As peças têm cavidades profundas, muitos cortes inferiores e superfícies 3D complexas.	As peças são quadros, placas ou blocos de grandes dimensões com caraterísticas de 5 lados.
4. Quais são os MATERIAIS que mais corta?	Materiais duros como o aço, o titânio e as ligas exóticas que requerem cortes profundos.	Materiais mais macios, como o alumínio, ou efetuar acabamentos ligeiros em aço.
5. Qual é a sua principal prioridade?	Máximo acesso à ferramenta para cortes inferiores e utilização de ferramentas curtas e rígidas.	Capacidade máxima de peso das peças e uma área de trabalho ampla e aberta.
6. Qual é o seu estilo de produção?	São comuns os lotes de grande volume de peças mais pequenas e semelhantes.	Trabalhos de baixo volume e personalizados em componentes grandes e únicos.

Conclusão

Uma máquina do tipo munhão é excelente para peças pequenas e complexas feitas de materiais duros onde o acesso à ferramenta é crítico. Uma máquina de cabeça giratória é a escolha imbatível para peças maciças e pesadas.

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