Centros de Mecanizado Horizontal Esenciales para Fabricación de Alta Precisión

Centros de Mecanizado Horizontal (HMC): Descripción del Proceso

Centro de mecanizado con husillo paralelo al suelo.

El mecanizado horizontal es una opción común para productos metálicos producidos en serie en aplicaciones industriales. Las máquinas horizontales varían en tamaño y estilo, y cuentan con funciones NC y CNC.

Estas máquinas se caracterizan por su alta dinámica, cambios rápidos de herramienta y excelente precisión. Cuando la versatilidad es clave, las máquinas deben ofrecer capacidades de 3, 4 y 5 ejes.

El centro de mecanizado horizontal permite muchas configuraciones, incluida la carga/descarga robotizada y la integración de operaciones secundarias. Gracias a las capacidades CNC del HMC, ofrecen eficiencia y productividad en las operaciones de fabricación.

Los talleres que buscan comprar equipos nuevos o actualizar los existentes tienen muchas oportunidades en el mercado actual. Ciertamente, la decisión de comprar equipos siempre está relacionada con el modelo de negocio de la empresa y las piezas producidas; sin embargo, también es importante cómo los equipos competitivos a nivel mundial pueden ayudar al fabricante.

Centros de mecanizado vertical vs. horizontal

Los centros de mecanizado vertical y horizontal son excelentes equipos, pero para muchos fabricantes el precio suele ser el factor decisivo. La mayoría piensa instintivamente que el hardware más barato es la opción obvia porque requiere menos inversión de capital. El menor precio es una de las razones por las que la mayoría de los fabricantes eligen un centro de mecanizado vertical (VMC) frente a uno horizontal (HMC).

Si un fabricante puede superar el precio de etiqueta e investigar los dólares gastados en fabricar una pieza o el coste por pieza, muchas características pueden afectar el retorno de la inversión (ROI) de una máquina. Por ejemplo, al examinar el tiempo de ciclo, la brecha de precio se reduce. Un HMC puede aumentar significativamente el rendimiento de su taller. De hecho, los fabricantes ven una reducción del 30 al 50 % en el tiempo de ciclo comparado con el uso de VMC para la misma tarea.

Una explicación se encuentra en la capacidad del HMC para realizar mecanizado por lotes, donde las piezas se tratan como un grupo para mecanizado simultáneo. El centro de mecanizado horizontal también proporciona acceso adicional a las piezas. Múltiples superficies de la pieza pueden procesarse en una sola configuración. Como resultado, una pieza que requiere seis operaciones en una máquina vertical puede completarse en solo dos en una horizontal. Realizar procesamiento por lotes o poder acceder a múltiples caras en una sola configuración conduce a una mejor calidad de la pieza. La capacidad de reducir configuraciones, mantenimiento y tiempo de procesamiento hace que las máquinas horizontales sean la solución perfecta para trabajos repetitivos de bajo volumen.

Además, los cambiadores de palés se suelen añadir a los centros de mecanizado horizontal, permitiendo que las piezas se precarguen en soportes y se cambien en segundos. Esta reducción en los tiempos de carga y descarga minimiza los tiempos muertos y los requisitos de mano de obra. Añadir múltiples palés también puede soportar automatización, aumentando la carga del husillo y permitiendo operación desatendida.

Las velocidades rápidas son otra ventaja de las máquinas horizontales: suelen ser alrededor de un 65 % más rápidas que las verticales. Los movimientos pueden combinarse para procesamiento en paralelo, reduciendo los tiempos de ciclo.

En los VMC, los operadores a menudo tienen que detener el husillo durante períodos más largos cuando se requieren cambios de herramienta o de pieza. Sin embargo, las máquinas horizontales pueden realizar cambios de herramienta mientras indexan. En promedio, los cambios de herramienta en el HMC son aproximadamente un 30 % más rápidos que en el VMC. Así, cuantos más cambios de herramienta se realicen en una pieza, mayor será la posibilidad de reducir costes.

El utillaje también puede ahorrar dinero. Aunque la configuración horizontal proporciona utillaje más corto y rígido, normalmente admite cambiadores de herramienta de mayor capacidad. Con una capacidad de 60 a 300+ herramientas, todas pueden almacenarse en la máquina, ahorrando tiempo al cargar el cambiador. Es una de las funciones que permite configurar el trabajo en una máquina horizontal y dejarla desatendida.

El área de trabajo es otro tema. Una máquina horizontal tiene más de cuatro veces el área de trabajo de una vertical. Esta área adicional permite a los operadores configurar más piezas y amortizar los cambios de herramienta en estas piezas adicionales, reduciendo el tiempo de ciclo y el coste por pieza. La ergonomía de la unidad horizontal incluye una altura cómoda donde el operador puede cargar y descargar piezas de pie. La pieza está a la altura de los ojos, y un pedal en el suelo permite al operador rotar la pieza para acceder al frente y lateral del palé.

Un mejor flujo de virutas es un atributo adicional del mecanizado horizontal, gracias a la orientación del husillo, refrigeración a través del husillo y evacuación de virutas. En una máquina horizontal, la gravedad tiende a alejar las virutas de la pieza y fuera del corte hacia el área de gestión de virutas. Estas características afectan no solo a la mano de obra sino también a la calidad, debido a las ventajas de la eliminación de virutas y la gestión del refrigerante. Aunque las máquinas verticales suelen verse como más precisas en taladrado y mandrinado porque no tienen inclinación del husillo y tienen menos ejes, su construcción hace que las virutas puedan atascarse en bolsillos profundos, causando re-corte que afecta la calidad de la pieza y la vida de la herramienta.

Todas estas características afectan a los costes laborales directos. Como el operador no tiene que estar frente a la máquina horizontal todo el día mejorando compensaciones de herramienta, cargando y descargando piezas y retirando virutas, el ahorro de mano de obra combinado con el tiempo de ciclo reducido puede ser una verdadera alineación. El personal puede ser transferido a otras operaciones.

Para calibrar con precisión el coste real de una máquina, un fabricante debe considerar todos los números al elegir una máquina, por ejemplo:

• Reducciones de tiempo de ciclo
• Menos configuraciones
• Ahorro de costes en tiempo fuera de corte
• Reducciones en avances rápidos
• Reducción de requisitos laborales

Juntos, dependiendo de la aplicación, pueden sumar desde decenas de miles a cientos de miles de dólares al año, y cerrar rápidamente la brecha de inversión entre el precio de compra inicial del VMC y el HMC. Así, cuando se incluyen todos los costes en su inversión, una decisión más informada basada en un ROI real garantizará que su taller siga siendo competitivo a nivel mundial.

En última instancia, el fabricante debe seleccionar el mejor equipo para su aplicación. Sin embargo, si está utilizando tres o más VMC a su capacidad y está considerando actualizar su equipo, puede ser el momento de probar un centro de mecanizado horizontal para lograr la máxima productividad y obtener el mejor valor.