Centros de Mecanizado CNC HMC Avanzados para una Eficiencia de Producción Superior

Los equipos de mecanizado CNC permiten a las empresas producir piezas complejas mediante un proceso de mecanizado en una sola configuración, fácil de usar. Este diseño ofrece importantes beneficios en términos de productividad: reduce los costes laborales, mejora la calidad de las piezas y optimiza el tiempo de mano de obra.

Centros de Mecanizado Horizontal (HMC)

La versión HMC del centro de torneado CNC incluye un husillo horizontal que permite acelerar el proceso de fabricación y evitar interrupciones. Por ejemplo, la orientación del HMC permite que las virutas caigan de forma natural, eliminando la necesidad de perder tiempo retirándolas de la mesa. Para lograr la máxima eficiencia, incluso puede posicionar el HMC en un palé mientras carga la pieza de trabajo en otro palé independiente.

Centros de Mecanizado de Cinco Ejes

Un tipo de máquina muy popular es el centro de mecanizado de cinco ejes, utilizado habitualmente en la industria aeroespacial. La máquina de cinco ejes ofrece la opción de bascular la pieza o solo el cabezal. Esta característica permite a la máquina seguir suavemente superficies contorneadas y posicionar la herramienta en diferentes orientaciones con facilidad.

Centros de Mecanizado Vertical (VMC)

Los VMC están equipados con husillos de accionamiento vertical que sujetan las piezas desde arriba y se emplean principalmente en operaciones de mecanizado de 2,5 o 3 ejes. Más económicos que los HMC, resultan especialmente atractivos para las pequeñas empresas. Con el tiempo, los VMC han evolucionado incorporando husillos de alta velocidad y programación de control conversacional.

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¿Por qué comprar un centro horizontal?

La respuesta sencilla es productividad y rentabilidad. Los horizontales pueden realizar fácilmente el triple de trabajo que un VMC comparable, siempre que haya carga suficiente para mantener la máquina ocupada. Sin duda, con un HMC se hace mucho más en mucho menos tiempo. A medida que aumenta la producción, la eficiencia del taller mejora significativamente. Al poder realizar múltiples operaciones en una sola configuración, se reduce el movimiento de piezas en proceso por la planta, incrementando la productividad.

Un HMC puede sustituir fácilmente a tres o cuatro VMC en muchas aplicaciones. Esto significa que un operador de HMC puede realizar el trabajo de tres operadores de VMC, reduciendo así los costes laborales. Aunque el pago financiero mensual de un HMC puede ser 4.800 $ superior al de un VMC, el coste laboral mensual de un solo HMC puede ser 7.200 $ menor que el de la misma producción en VMC. Además, al contar los HMC habitualmente con más automatización asociada, el operador puede dedicar menos atención a la máquina, permitiéndole atender otra celda, operar otros equipos o realizar inspecciones.

Utilización del Husillo

Ganar dinero con cualquier máquina CNC requiere mantener el husillo en funcionamiento produciendo virutas con la menor intervención posible del operador. Un estudio universitario reveló que «la utilización media del VMC, medida por el tiempo de funcionamiento del husillo, es del 25 %. La utilización del HMC alcanza rutinariamente el 85 %». Un taller experto en VMC puede lograr entre un 30 y un 35 % de utilización, pero sigue muy por debajo de la tasa del HMC.

En un turno típico de ocho horas, el HMC mecaniza durante aproximadamente siete horas, mientras que el VMC lo hace unas dos horas por turno. Cinco días a la semana, el HMC obtiene 35 horas más de corte semanales si trabaja un turno al día, e incluso más si trabaja seis días; la diferencia anual puede superar las 1.200 horas. El coste adicional del horizontal resulta casi insignificante, siempre que se disponga de trabajo para mantener la máquina a plena carga.

Volteo de piezas

Siempre que un operador necesita abrir la puerta de un VMC para cargar o descargar una pieza, retirar virutas, realizar control de calidad en proceso o voltear la pieza, el husillo debe detenerse. Si una pieza requiere mecanizar sus seis caras, el operador debe manipularla un total de siete veces (cargar, mover cinco veces, descargar). Al mecanizar la misma pieza en un HMC, el operador solo toca la pieza tres veces (cargar, reposicionar, descargar). La productividad y la eficiencia mejoran notablemente. Además, gracias al cambiador automático de palés, el operador puede realizar estas operaciones mientras el husillo sigue mecanizando las piezas en el palé del área de trabajo. También puede redundar en una mejor calidad, ya que el HMC requiere menos intervención del operador, reduciendo la probabilidad de errores de carga u otros fallos.

Consideraciones de diseño de la máquina

Existe un debate prolongado sobre si las guías de caja o lineales son mejores. En el caso de los VMC, se puede argumentar que no hay suficiente diferencia para que esta elección importe. La situación es distinta para el HMC. En los HMC, las guías lineales han demostrado ser superiores para velocidades de desplazamiento de ejes más altas en materiales como el aluminio, ya que se pueden alcanzar mayores aceleraciones y desaceleraciones. Como resultado, los tiempos de ciclo se reducen significativamente. Algunos HMC con guías lineales logran una aceleración de 1G sin sacrificar rigidez ni generar calor excesivo.

Sin embargo, para ciertas aplicaciones de HMC, las guías de caja pueden ser mejores. Aunque los HMC con guías de caja tienen avances máximos programables más lentos, su rendimiento es superior en operaciones donde se producen grandes fuerzas de corte. Se recomiendan guías angulares para cortes pesados en materiales duros como titanio, superaleaciones y aceros para herramientas. Los HMC con guías de caja proporcionan un acabado perfecto, incluso con cortes pesados en materiales duros. El diseño del cabezal del husillo en el HMC es generalmente muy rígido, resistiendo la deflexión por fuerzas de corte, lo que permite mayores cargas de viruta y alarga la vida de la herramienta. Algunos HMC con áreas de trabajo mayores disponen de dobles husillos de bolas en el eje Y, lo que reparte proporcionalmente más peso entre los ejes Y y X.

Los HMC se construyen pensando en la rigidez, por lo que suelen ser mucho más pesados que los VMC de tamaño similar. (Un VMC promedio de 40 x 20 pulgadas puede pesar 7.250 kg, mientras que un HMC del mismo tamaño puede superar los 18.000 kg). Debido al mayor peso del HMC, la cimentación es más crítica que para el VMC. La base debe cumplir las especificaciones del fabricante del HMC y la máquina debe posicionarse y fijarse correctamente. Esto evita que la máquina «rebote» durante cortes pesados.

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