Máquinas-Ferramenta CNC: Evolução e Impacto na Manufatura Moderna — Parte 1

Hoje, máquinas-ferramenta de Controle Numérico Computadorizado ou CNC são onipresentes no setor industrial.

Cavalos de batalha do setor de manufatura, Máquinas-Ferramenta de Controle Numérico Computadorizado (CNC) formam a espinha dorsal de fábricas e linhas de produção.

Armadas com sistemas de software inteligentes e processos automatizados, ajudam a melhorar significativamente a produtividade de pisos de fábrica ao redor do mundo.

Com sofisticação crescente ao longo das décadas, reduziram enormemente o trabalho tradicionalmente tedioso e exaustivo de fabricar múltiplos componentes e peças. Novas tecnologias e graus mais altos de precisão e automação também permitiram equipamentos e componentes cada vez mais sofisticados serem fabricados com maior facilidade.

Mas como essas máquinas-ferramenta começaram? Para isso, vamos dar uma volta pela memória.

História das Máquinas-Ferramenta CNC

Você sabe que máquinas-ferramenta como tornos e fresadoras estavam em uso já no século 19?

Na época, todos processos eram manuais. Operadores de máquinas-ferramenta usavam vários botões, medidores e mostradores para operar suas máquinas.

Tradicionalmente, volantes eram usados para estabilizar movimentos das máquinas. Estes dependiam de sistemas interconectados de engrenagens e alavancas para manobrar peças metálicas trabalhadas.

Tal trabalho era laborioso e propenso a acidentes. Operadores tinham que trocar manualmente brocas ou fresas. Também tinham que deslocar peças metálicas de estação a estação para diferentes operações de usinagem.

Após a Segunda Guerra Mundial, máquinas de Controle Numérico (NC) foram desenvolvidas. Diferente de máquinas-ferramenta manuais, estas dependiam de série de números perfurados em fita de papel ou cartões perfurados para controlar seus movimentos.

Isso ajudou a economizar mão de obra e esforço na usinagem, melhorando precisão. Também reduziu complexidade do processo para operadores, eliminando controles como volantes manuais, alavancas ou guias de padrão.

Quando computadores entraram em cena no final dos anos 1960, máquinas de Controle Numérico Computadorizado ou CNC foram inventadas. Estas melhoraram significativamente flexibilidade, estabilidade, precisão e produtividade dos processos de usinagem.

Máquinas CNC podiam processar repetidamente certas operações de corte, fresamento, furação e mandrilamento repetidamente. Isso permitiu melhorar throughput de fábricas, e capacitou a fabricar peças mais complexas em uma única operação.

Frequentemente, máquinas CNC podiam produzir peças muito mais complexas que até os mais habilidosos operadores de ferramentas — algumas podiam trocar automaticamente ferramentas específicas de corte e conformação.

Eventualmente, várias máquinas-ferramenta CNC foram combinadas para formar o que hoje são conhecidos como centros de usinagem. Estes combinam múltiplas funções, e são automatizados por software e hardware.

Centros de usinagem automatizaram linhas de produção e fábricas ao redor do mundo, melhorando produtividade de operadores aos trancos e barrancos.

Entrada de Fabricantes Especializados de Máquinas-Ferramenta

Antes do nascimento de fabricantes especializados, fabricantes de produtos de alta gama tinham que projetar e fazer suas próprias máquinas. Eram largamente máquinas manuais, e penosas para operar e manter.

Também forçavam fabricantes a adquirir ampla gama de competências e habilidades de engenharia, fora de suas áreas de força em design e desenvolvimento de produtos.

Na época, máquinas de fresamento, torneamento ou gravação automatizadas ou semi-automatizadas de alta gama eram indisponíveis, exceto as operadas manualmente.

As coisas melhoraram significativamente quando empresas especializadas em máquinas-ferramenta surgiram.

A primeira no setor industrial sul-coreano, o estabelecimento da Hwacheon nos anos 1950 proporcionou novo caminho para fabricantes na região. Desenvolvendo suas próprias máquinas e tecnologias, a Hwacheon catalisou o crescimento de fabricantes sul-coreanos ao longo das décadas.

Inovações em Pesquisa & Desenvolvimento de Máquinas-Ferramenta

Focada nas necessidades únicas da indústria, fabricantes de Máquinas-Ferramenta CNC evoluíram ao longo das décadas para atender necessidades de ampla gama de fabricantes. Incluem setores de ponta como fabricação de peças e moldes, aeroespacial, automotivo e biomédico, a indústrias pesadas como perfuração de petróleo e construção naval.

As demandas por novas soluções de manufatura então e agora são intermináveis. Incluem velocidades mais rápidas, qualidade mais alta, e materiais novos (e mais duros) como Inconel, Titânio, e Aços Inoxidáveis especiais.

Mudanças da Produção em Massa para manufatura "Alta Variedade – Baixo Volume" exigem soluções de manufatura flexíveis just-in-time.

Máquinas precisam ser configuradas e operacionais em tempo muito menor para atender novas demandas de produção, reduzindo tempo de inatividade ou não produtivo.

Mantendo-nos atualizados com necessidades de nossos clientes de manufatura para qualidade, design e tecnologia sempre aprimorados, a Hwacheon investe continuamente em P&D para criar máquinas robustas, sólidas e mecanicamente precisas para seu uso.

Porque estamos perto de nossos clientes, aprendemos quais melhorias precisam, reconhecemos seus desafios de manufatura existentes, e adaptamos nossos produtos às suas necessidades.

Para isso, o Centro de Pesquisa Magok da Hwacheon realiza demonstrações de processos reais de usinagem. Fazendo isso, podemos desenvolver, verificar e fornecer soluções precisas para a nova geração de fabricantes.

Seis Partes Essenciais de uma Máquina-Ferramenta CNC

Com as considerações acima em mente, vejamos agora as seis partes e processos mais importantes em uma Máquina-Ferramenta CNC.

#1 Fundição

Fundição é elemento importante de máquina-ferramenta CNC, determinando estabilidade básica e rigidez de toda máquina-ferramenta. Isso depende da fundição usada para fundir partes metálicas e não metálicas necessárias para a máquina, e controle de qualidade usado para garantir pureza dos materiais.

Aqui, a Hwacheon usa matérias-primas da mais alta qualidade. Nossa própria fundição produz materiais de fundição com qualidade excepcional. Estes são usados para fabricar nossas próprias máquinas-ferramenta, assim como outras máquinas e equipamentos. Ainda operando após 78 anos de história, nossa fundição produz componentes-chave para nossas próprias máquinas-ferramenta (fresamento & torneamento).

Também fornecemos componentes a empresas respeitáveis ao redor do mundo. Incluem braços e corpos de robôs, peças para geração de energia alternativa (moinhos de vento), peças de trens, equipamentos solares e muitos mais.

#2 Mandris & Engrenagens

Em uma máquina-ferramenta, engrenagens, mandris e acoplamentos curvos são componentes cruciais que garantem movimento suave e articulação entre diferentes partes móveis.

Para garantir que nossas máquinas atendam padrões de qualidade exigentes, a Hwacheon produz e fornece nossos próprios mandris, engrenagens e acoplamentos curvos de alta qualidade, utilizando tecnologias de manufatura de máquinas-ferramenta acumuladas ao longo de longo período.

#3 Chapa Metálica

Para fabricar chapa metálica, desenhos com medidas precisas são necessários. Isso é seguido por preparação de materiais, corte, usinagem, e finalmente instalação e montagem das próprias máquinas-ferramenta.

Capacidades de manufatura de chapa metálica da Hwacheon nos permitem fabricar itens como tanques de líquido de arrefecimento, caixas de controle CNC, gabinetes de interruptores eletrônicos, e várias peças de proteção contra respingos. Também projetamos nossas próprias máquinas de corte a laser e as usamos com sucesso em nossa própria produção. Além disso, trabalhamos com fabricantes respeitáveis para garantir que nossas dobradeiras resultem na melhor qualidade.

#4 Habilidade de Raspagem Manual

Raspagem Manual é habilidade essencial na fabricação de máquinas-ferramenta. Máquinas de alta qualidade normalmente empregam raspagem manual para garantir que superfícies de usinagem possam absorver vibrações perfeitamente, controlar menores movimentos, e manter estabilidade e precisão apesar de cortes pesados fortes ou tarefas de usinagem de precisão.

A Hwacheon cultivou habilidade de raspagem manual que apenas seus mestres experientes podem realizar. Nossa habilidade de raspagem permite que nossas máquinas realizem necessidades de usinagem de precisão alta e pesada de nossos clientes — mesmo em velocidades extremamente altas.

#5 Fuso

O desempenho de uma máquina CNC depende muito do desempenho de seu fuso e da tecnologia usada na fabricação deste componente crítico. Com mais de 66 anos de experiência como fabricante líder de máquinas-ferramenta, a Hwacheon permaneceu na vanguarda da tecnologia de fusos.

Nossa excelência em manufatura, combinada com nossa alta capacidade em montagem de precisão, nos ajuda a desenvolver fusos com tolerâncias ultra-precisas. Usando equipamentos de inspeção de ponta e sistemas especiais de lubrificação de rolamentos, nossas máquinas suportam operações longas com temperatura controlada mesmo em tempos de ciclo muito longos.

#6 Software de Máquina

Formando o 'cérebro' de uma máquina-ferramenta CNC, o software de usinagem ajuda a automatizar diferentes etapas e processos de manufatura. Eles ajudam a introduzir muitos recursos de economia de tempo no processo de usinagem, e reduzem necessidade de intervenção humana frequente.

Software de usinagem próprio da Hwacheon é padrão em todos centros de usinagem para melhorar qualidade de usinagem, produtividade e controlar variações dinâmicas e de temperatura.

Aguarde a Parte 2 da História…

Obrigado por nos acompanhar na jornada de uma Máquina-Ferramenta CNC.

Neste artigo, rastreamos a história das máquinas-ferramenta, exploramos desenvolvimentos em inovação e P&D, e destacamos seis elementos-chave em um fabricante de máquinas-ferramenta.

Para a parte 2 deste artigo, veremos os seguintes passos:

• Como Componentes de Fornecedores são Integrados
• Montagem de Máquinas
• Controle de Qualidade e Testes
• Embalagem, Documentação e Envio
• Entrega, Instalação e Comissionamento de uma Máquina

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