Centros de usinagem CNC: faça tudo

Para uma máquina que há pouco tempo nem existia, os usos dos centros de usinagem CNC rapidamente se tornaram vastos e continuam a crescer.

Os marceneiros de hoje estão usando essas máquinas versáteis para uma variedade de usos, desde trabalhos de produção em tela plana de alta velocidade até esculturas muito complexas. Combinando mandrilamento de alta velocidade com fresagem, perfilamento, corte e outros recursos, essas maravilhas controladas por computador estão sendo utilizadas com sucesso em lojas que produzem de tudo, desde belos trabalhos arquitetônicos de madeira de alta qualidade até flanges para bobinas de enrolamento.

Nas páginas seguintes, WOOD & WOOD PRODUCTS entrevista marceneiros de todo o país que aumentaram sua produtividade e precisão, ao mesmo tempo que reduziram os custos de mão de obra por meio de investimentos em tecnologia CNC. A seguir estão suas histórias.

FABRICANTE DE ALTO-FALANTES USA MÁQUINAS CNC PARA FAZER SEUS PRODUTOS DIVERSOS Como fornecedor OEM de alto-falantes de áudio, os produtos que a Ameriwood Industries International Inc., com sede em Tiffin, Ohio. os fabricantes variam em tamanho, desde pequenos alto-falantes do tamanho de uma estante até grandes alto-falantes sinfônicos.

Jim Harrington, gerente de fábrica da Ameriwood, disse: “Fazemos uma variedade de tamanhos e estilos. Trabalhamos com diversos tipos de materiais, com diferentes espessuras e localizações de furos. Não há duas coisas iguais." Devido a esta diversidade de produtos, a Ameriwood Industries (anteriormente Tiffin Enterprises) costumava realizar múltiplas operações de usinagem para cada item. Múltiplas operações significavam que vários trabalhadores tinham que manusear cada peça, “e quanto mais você manuseia, maior a oportunidade de o produto ser danificado”, disse Harrington.

Para minimizar o manuseio das peças - e assim reduzir seus custos trabalhistas - a empresa investiu em um centro de usinagem CNC de Roger Stiles & Associados.

CENTROS DE USINAGEM O aglomerado de partículas revestido de vinil é aparado, cortado sob medida, perfurado e fresado no centro de usinagem. Os programas de computador são baixados de um sistema de computador diretamente no controlador da máquina.

“Usamos roteadores CNC há vários anos”, disse Harrington. "O centro de usinagem está substituindo a fresagem e as brocas verticais." O centro de usinagem permite que a empresa produza até 12 peças por vez, disse Harrington. Depois de todas as operações de usinagem terem sido concluídas, é uma “peça totalmente acabada”, sem necessidade de usinagem adicional, acrescentou Harrington.

PLANTA EFICIENTE AJUDA A CONTROLAR OS CUSTOS DA EMPRESA Nos últimos dois anos, a Warvel Products-North Carolina experimentou aumentos dramáticos nos preços das matérias-primas usadas para produzir componentes curvos de compensado. Esses componentes são então vendidos para fabricantes terceirizados de móveis, como a Haworth.

"Tivemos aumentos de 30% em nossos custos de matérias-primas", disse o gerente de vendas Robbie Wiltcher, "portanto, melhoramos a eficiência da fábrica comprando maquinário e tecnologia que nos permitiriam absorver o máximo possível (do aumento de preços) sem passar esses custos". custos em. É importante para nós, como fornecedores, ajudar nossos clientes a serem o mais competitivos possível em seus mercados." Uma das maneiras pelas quais a Warvel fez isso foi através da compra de um centro de usinagem CNC de quatro eixos e múltiplas estações da C.M.S North America. O centro de usinagem permite à empresa montar até seis componentes por vez e complementa os centros de usinagem de três e cinco eixos existentes da empresa, disse Wiltcher.

Isso é importante, considerando a quantidade de produto que sai da fábrica da empresa em Linwood, N.C. Aproximadamente 100.000 peças por mês são produzidas na instalação, a maioria das quais são personalizadas. A empresa possui um catálogo com componentes padrão, mas Wiltcher disse que 80% dos pedidos da empresa são feitos de acordo com as especificações dos clientes.

“A máquina é capaz de realizar múltiplas tarefas de usinagem”, disse Wiltcher. "Na maioria dos casos, tudo o que resta fazer é lixar levemente e instalar a porca quando necessário." Outro benefício, acrescentou Wiltcher, são as tolerâncias muito restritas obtidas com a máquina. A empresa fornece compensado curvo que deve ser integrado a componentes de plástico e aço em cadeiras ergonômicas.

"É essencial ser capaz de manter tolerâncias rigorosas nas diversas operações necessárias, como perfuração em ângulos, perfilamento e entalhe, para que todos os diferentes componentes da cadeira se encaixem da maneira como foram projetados. Esta máquina fornece todas essas coisas", disse Wiltcher.

Para aumentar ainda mais a produtividade, a empresa adquiriu máquinas e softwares que complementam o centro de usinagem, incluindo uma máquina digitalizadora. O digitalizador lerá uma peça do modelo e o software criará um programa que será baixado no centro de usinagem. A empresa também utiliza o sistema para produzir internamente suas próprias ferramentas compostas.

“O sistema reduziu o tempo de entrega de novas ferramentas de meses para dias”, disse Wiltcher. "Todos esses recursos ajudam nossos clientes a lançar muitos produtos novos no mercado de forma rápida e competitiva." A ALTA TECNOLOGIA AJUDA O Gabinete Powell da EMPRESA DE ARQUITETURA DE ALTA QUALIDADE & A Fixtures of Sparks, Nevada, é uma empresa de marcenaria arquitetônica de alto padrão cujo trabalho varia de residências luxuosas a cassinos reluzentes.

A empresa de 42 anos, que se autodenomina a mais antiga empresa de marcenaria arquitetônica do estado de Nevada, é propriedade da equipe pai/filho de Roger e Bill Powell.

Um dos projetos mais recentes da empresa foi o novo Luxor Casino and Hotel em Las Vegas. A empresa fez uma variedade de trabalhos no hotel, incluindo um corrimão de mogno maciço de 3 1/2 polegadas de espessura e 13 polegadas de largura que foi construído em um raio de 255 pés. O corrimão também apresentava peças de suporte em bronze fundido maciço e vidro gravado.

O corrimão foi fabricado utilizando um centro de usinagem CNC Komo VR 512 que a empresa adquiriu em janeiro de 1993. Antes disso, a empresa fazia tudo com múltiplas máquinas. “O centro de usinagem é excepcional em formas e curvas irregulares”, disse Bill Powell.

“É mais adaptável do que ter um jornaleiro fazendo isso manualmente. O trabalho do raio leva mais tempo para ser programado, mas em vez de um marceneiro passar vários dias em algo, a máquina produzirá o mesmo produto em muito menos tempo." Powell acrescentou que há uma curva de aprendizado na máquina. “A compra da máquina é apenas o primeiro passo”, disse Powell.

“O tempo que leva para aprender como programá-lo e operá-lo é uma despesa importante, assim como as ferramentas e todas as atualizações de programação necessárias para mantê-lo atualizado.” Mas embora estes factores devam ser tidos em conta, Powell disse acreditar que se está a tornar essencial que as empresas invistam em equipamento de alta tecnologia. Segundo Powell, um dos motivos pelos quais a empresa adquiriu o centro de usinagem foi porque “a quantidade de marceneiros qualificados e qualificados que podem produzir esse tipo de trabalho está diminuindo. Você tem que confiar nos aspectos técnicos da indústria para ajudar a preencher esse vazio”, disse ele.

A EMPRESA CRESCE UM PASSO DE CADA VEZ Quando Denny Beuter e Bob Bloss formaram a Diamond Cut Inc. há oito anos eles tinham um plano. Os dois homens queriam que sua empresa sediada em South Bend, Indiana, se tornasse líder na área de equipamentos de som comerciais. Uma tarefa difícil tornava-se ainda mais difícil considerando que não possuíam nenhum equipamento sofisticado.

“Partimos da premissa de que precisávamos de equipamentos extremamente bons para fabricar um produto realmente bom”, disse Beuter. “Mas para conseguir um bom equipamento é preciso ter um produto com volume suficiente para manter a máquina funcionando.” O que Beuter e Bloss fizeram foi começar aos poucos, adquirindo equipamentos e produzindo peças para outras empresas. “Faríamos cortes e bordas, qualquer coisa para conseguir trabalho na fábrica”, disse Beuter. "Para vender tempo de máquina você tem que fazer tudo um pouco melhor do que o que as empresas (de origem) podem fazer em suas próprias lojas. Ficamos muito bons, muito rápido, porque senão teríamos que arcar com o custo do trabalho." Depois de fazer esse trabalho do tipo job-shop, o próximo passo foi fazer o trabalho contratado. “Meu sócio (Bloss), cuja experiência é no ramo de alto-falantes, foi (para empresas de alto-falantes) e disse: 'Podemos fazer caixas de alto-falantes para você e podemos fazê-las com alta precisão'”, disse Beuter.

Diamond Cut começou a produzir caixas de som para empresas como JBL e Panasonic. O produto que a Panasonic queria que a empresa produzisse exigia uma atualização de equipamento. “O pessoal da Panasonic queria uma caixa (de alto-falante) com formato trapezoidal”, disse Beuter. "Este produto teria sido quase impossível de fabricar com o roteador que estávamos usando." Beuter e Bloss escolheram um centro de usinagem U-26 Morbidelli da Tekna Machinery. A máquina não só permite produzir formas trapezoidais, mas também reduz os custos de mão de obra. “Por exemplo, tínhamos um trabalhador em tempo integral na folha de pagamento cujo único trabalho era fazer gabaritos, disse Beuter. "Não tenho mais gabaritos." Embora a Diamond Cut tenha crescido, com vendas projetadas para atingir cerca de US$ 2 milhões em 1994, a empresa continua avançando em direção a esse plano. Em 1993, a empresa iniciou uma linha proprietária de equipamentos de som comerciais pesados ​​​​sob o nome de Bull Frog.

O equipamento Bull Frog é vendido nos Estados Unidos e em vários países ao redor do mundo. “Durante 24 horas por dia, nos últimos três meses, estivemos tão ocupados com nosso próprio trabalho que não conseguimos fazer nenhum trabalho externo, disse Beuter.

"Esperamos que até o final do ano estaremos completamente sem contrato de trabalho." FABRICANTE DE ESTANDES ENCONTRA SINAL PARA O SUCESSO Utilizando uma variedade de materiais, a Farmington Displays de Farmington, Connecticut, cria displays para feiras comerciais para empresas em setores tão diversos como alimentos, computadores e armas.

A Farmington Displays, fundada em 1973 por Paul DiTommaso Sr., tem 278 empresas como clientes. Em média, os clientes da Farmington Displays atualizam seus estandes a cada três ou cinco anos.

“Temos um fluxo de trabalho muito bom”, disse o gerente geral Sal DiTommaso, filho de Paul Sr. e um dos três filhos e uma filha que trabalham atualmente na empresa. "Nem todo mundo está construindo seu estande ao mesmo tempo." Farmington Displays possui uma lista de clientes impressionante, incluindo General Electric, NEC e o fabricante de armas Smith & Wesson. No setor de fabricação de displays, tradicionalmente muito trabalhoso, a empresa se destaca pela utilização de equipamentos de alta tecnologia. Há mais de três anos, após extensa pesquisa sobre o maquinário disponível, a empresa iniciou seu investimento em maquinário CNC.

“A primeira coisa que despertou meu interesse em obter máquinas CNC foi observar um dos meus homens cortando um círculo de 2,5 metros”, disse Sal DiTommaso. "Era tão arcaico que eu apenas disse que deveria haver outra maneira de fazer isso." A fábrica da Farmington Display agora conta com dois roteadores CNC Heian e uma serra de painel computadorizada da Stiles Machinery, bem como laboratórios computadorizados de design gráfico interligados como uma rede local.

Os centros de usinagem Heian permitiram que a empresa se ramificasse em áreas como fabricação de sinalização e acessórios para lojas. A Farmington Displays sempre criou gráficos para sinalização, mas os roteadores CNC permitem que a empresa os fabrice internamente. Além disso, a empresa agora está contratando usinagem para outros fabricantes não concorrentes.

Para criar seus produtos diferenciados, a empresa utiliza uma variedade de materiais. Em suas fresadoras CNC, a empresa utiliza de tudo, desde acrílicos até madeiras maciças. Em um centro de usinagem de metal separado, a empresa trabalha com latão e outras ligas metálicas. “Não extraímos nada”, disse DiTommaso. “Procuramos manter tudo internamente para termos total controle de qualidade do produto acabado”. LUMBER YARD DE PROPRIEDADE FAMILIAR APROVEITA A OPORTUNIDADE DE DIVERSIFICAR SEUS NEGÓCIOS Em 1922, Hans Lars fundou a Hansen Lumber em Galesburg, Illinois. Ao longo dos próximos 70 anos, o negócio seria transmitido de membro da família para membro da família e continuaria sendo uma madeireira tradicional.

Permaneceu apenas como uma madeireira até dois anos atrás, quando Hansen Lumber aproveitou a oportunidade para diversificar. A empresa foi convidada a fazer alguns cortes circulares de painéis para um fabricante de bobinas de madeira com sede em Galesburg. Aproximadamente um ano depois, esse fabricante, que acreditava que a indústria de bobinas seria dominada pelo uso de plásticos, primeiro considerou fechar as instalações e depois se ofereceu para vender o negócio – e sua lista de clientes – para a Hansen Lumber.

A empresa familiar, atualmente dirigida por Shard Hansen, neto do fundador, com a ajuda de sua filha Karen (membro da quarta geração da família no negócio), decidiu adquirir a empresa e rapidamente percebeu a necessidade de atualizar seus equipamentos. .

"O enrolamento do fio ou da corda em torno de uma bobina deve ser feito com taxas de alimentação muito altas, especialmente se for um fio de diâmetro pequeno, porque, a menos que você faça isso a 1.000 tacadas por minuto, levaria uma eternidade para enrolar", disse Hansen, " então o buraco do caramanchão deve ser exato. Se o furo do mandril estiver descentralizado, a coisa toda vai tremer." Há pouco mais de um ano, a empresa comprou um centro de usinagem CNC da Accu-Router. A máquina possui duas fresadoras verticais, que podem usinar compensado industrial de pinho amarelo do sul de 1 1/2 polegada usado para os flanges nas bobinas e mantém tolerâncias rígidas.

Antes de trabalhar com o centro de usinagem, a empresa teria que cortar um quadrado e, nas etapas subsequentes, fazer o raio do painel até o tamanho e formato desejados.

Ter um centro de usinagem de alta tecnologia não só proporciona precisão, mas também ajuda no aproveitamento do compensado. “Nossos flanges variam em tamanho de 20 a 48 polegadas de diâmetro”, disse Hansen.

"Quando cortamos os círculos, podemos aninhá-los de tal forma que obtemos um grande rendimento e o desperdício é muito nominal." EQUIPAMENTO CNC AJUDA EMPRESA DE ESCULTURA A FAZER MÚSICA BONITA Investir, não apenas em novos equipamentos, mas também no treinamento de sua força de trabalho ajudou esta empresa de escultura com sede em Thomasville, N.C., a aumentar sua capacidade e, ao mesmo tempo, reduzir suas despesas gerais.

Fundada em 1968, a Piedmont Carving esculpe peças de móveis - especializada em peças para cadeiras - e peças para instrumentos musicais como violoncelo e violão.

Nos últimos anos, a empresa vendeu algumas de suas máquinas de escultura mais antigas e investiu esse dinheiro em máquinas computadorizadas, incluindo CNC Robot Carvers da Thermwood Corp.

“Costumávamos ter 13 máquinas de entalhar e operávamos todas elas em um turno”, disse Gay Jones, que junto com seu irmão gêmeo Ray e seu pai, o fundador da empresa Jimmy, são proprietários do negócio. “Vendemos três máquinas de entalhar e ainda estamos projetando triplicar nossa capacidade com os entalhadores robóticos”. A empresa reduziu os seus custos laborais, em parte através da informatização da sua escultura, mas também através da formação cruzada dos seus 29 funcionários para que possam trabalhar noutras máquinas da oficina.

Aprender a usar eficientemente o robô CNC foi um desafio difícil para a empresa, disse Gay Jones, "mas estou feliz por termos feito isso, porque nos dá uma vantagem sobre as empresas que agora estão entrando no entalhe robótico". A Piedmont Carving comprou seu primeiro escultor robótico há quatro anos. A empresa está planejando adquirir máquinas adicionais.

Um dos benefícios do maquinário computadorizado é a consistência. Isso é importante quando Piemonte está fabricando seus móveis e componentes de instrumentos musicais.

“As peças das cadeiras precisam se encaixar perfeitamente quando são enviadas ao fabricante”, disse Jones. "Com a escultura robótica tudo permanece tão consistente. Essa consistência também é muito importante quando estamos fazendo os instrumentos musicais porque o trabalho artesanal envolvido na peça pode afetar o som." ESCULTURA DE PEÇAS DE MADEIRA 20 DE CADA VEZ Esculturas manuais intrincadas estão sendo duplicadas com rapidez e precisão pela Carving Research Inc. de Huntersville, N.C., usando um Centro de Usinagem CNC Kitako de 20 cabeçotes distribuído pela Tekmatex Inc.

A Carving Research é uma empresa com 2 anos de existência e 12 funcionários, com vendas projetadas para 1994 de US$ 840.000. A empresa fornece esculturas de madeira complexas para grandes fabricantes de móveis residenciais, como Henredon Furniture Industries Inc. e Baker Furniture Co.

O que antes precisava ser feito um de cada vez por mestres entalhadores agora pode ser feito 20 de cada vez pela empresa. Isso resulta não apenas em economia de tempo, mas também de custos, sem sacrificar a aparência do produto, segundo o proprietário da empresa, Tom Bowker. Um exemplo da velocidade da máquina é uma coluna de cama esculpida em arroz; normalmente, um mestre entalhador levaria aproximadamente seis a oito horas para ser concluído, "enquanto podemos fazer isso em uma hora", disse Bowker.

Para produzir as esculturas, é feito um molde inicial esculpido à mão. Esse entalhe é enviado para a Tekmatex, onde uma máquina digitalizadora cria um programa de computador que pode ser baixado no centro de usinagem. Uma vez concluído este programa, um número infinito de um determinado entalhe pode ser criado com precisão.

Existem certos “ingredientes essenciais” para criar as esculturas, disse Bowker. O ferramental é um dos mais importantes. Devido à natureza do produto, a Carving Research utiliza ferramentas exclusivas, incluindo uma broca com veios afiados desenvolvida pela Oertli Woodworking Tools Inc. isso deixa um corte tão limpo que não são necessários entalhes secundários, disse Bowker. Outro exemplo é uma fresa reta ou de fundo plano de 1/16 de polegada que é usada em muitas das esculturas.

“Ninguém mais usa nada assim”, disse Bowker.

"Devido à complexidade de muitos dos entalhes, temos que usar uma variedade maior de ferramentas, incluindo algumas ferramentas de metal duro, do que você usaria se estivesse executando uma operação normal de entalhe. Muitas das nossas peças têm que ser pequenas porque você tem que entrar e fazer um corte e fazer parecer que foi feito com um cinzel.