Mesin Frais Vertikal vs. Horisontal: Perbandingan Komprehensif untuk Pemilik Bengkel
Untuk operator bengkel mesin yang mempertimbangkan pembelian mesin frais, salah satu pertanyaan paling dasar yang harus mereka jawab berkaitan dengan konfigurasi: frais vertikal atau horisontal? Jawabannya tergantung pada sifat bisnis mereka—terutama tipe dan volume pekerjaan yang dilakukan di bengkel dan biaya, kemampuan tenaga kerja, dan fasilitas. Artikel ini akan membahas perbedaan antara mesin frais horisontal dan vertikal sehingga Anda dapat membuat keputusan yang tepat untuk bisnis Anda.
Mesin Frais Vertikal
Pada mesin frais vertikal, sumbu spindel berorientasi vertikal. Alat potong dipegang di spindel dan berputar pada sumbu tersebut. Biasanya spindel dapat diperpanjang atau meja dapat diturunkan atau diangkat untuk menghasilkan efek yang sama, memungkinkan plunge cuts dan bor. Dua jenis mesin frais vertikal adalah bed mills dan turret mills.
Mesin frais turret vertikal memiliki spindel yang diam, dan meja digerakkan baik secara perpendikuler maupun paralel terhadap sumbu spindel untuk melakukan pemotongan. Mereka sering memiliki quill yang memungkinkan alat potong diangkat dan diturunkan seperti bor press. Turret mills menyediakan dua metode pemotongan dalam arah vertikal (Z): dengan mengangkat atau menurunkan quill dan dengan menggerakkan knee.
Pada mesin frais bed vertikal, meja hanya bergerak secara perpendikuler terhadap sumbu spindel, sementara spindel itu sendiri bergerak paralel terhadap sumbunya sendiri.
Mesin Frais Horisontal
Pada mesin frais horisontal, alat potong dipasang pada spindel horisontal di seluruh meja. Banyak mesin frais horisontal juga memiliki rotary table built-in yang memungkinkan pemesinan pada berbagai sudut; ini disebut universal table. Sementara endmill dan jenis alat lainnya yang digunakan dalam mesin frais vertikal dapat digunakan pada mesin horisontal, mereka juga memiliki alat pemotong arbor-mounted, disebut side dan face mills, yang memiliki profil lintang seperti gergaji bulat tetapi umumnya lebih lebar dan diameter lebih kecil. Karena alat pemotong memiliki dukungan yang baik dari arbor dan luas permukaan lintang yang lebih besar dari end mill, potongan berat dapat diambil, memungkinkan laju pengeluaran bahan yang cepat.
“Jika Anda melihat penggunaan umum di industri, sebagian besar mesin yang terinstal adalah mesin frais vertikal tiga sumbu,” kata Angelo Juras, Manufacturing Adoption Specialist di Autodesk. “Mudah diatur, dan mudah bagi teknisi untuk mengakses meja kerja. Juga, saat Anda memiliki workpiece atau vise, mudah untuk memuat dan membongkar karena Anda hanya menempatkan bagian pada meja, dan gravitasi mempertahankannya di tempat.”
“Dengan mesin frais horisontal, spindel mengarah ke horizontal, yang berarti permukaan tempat workpiece dipasang adalah vertikal, jadi membutuhkan usaha lebih bagi operator untuk memuat atau membongkar,” kata Juras. “Tetapi ada kelebihan dan kekurangan dari setiap konfigurasi di luar kemudahan atau kesulitan penggunaan.”
Mesin Frais Vertikal vs. Horisontal: Kelebihan dan Kekurangan
Karena konfigurasi mereka, mesin frais horisontal memiliki evakuasi chip yang jauh lebih baik, karena gravitasi memungkinkan chip jatuh. Ini menghasilkan finishing permukaan yang lebih halus dan juga memperpanjang umur alat.
“Saat Anda memesin bagian dengan cavity atau kantong dalam, semua chip yang Anda hasilkan dalam proses pemesinan jatuh keluar dari jalan,” komentar Juras. “Jika Anda melakukan bagian yang sama pada mesin frais vertikal, semua chip tetap di dalam dan dapat menciptakan kondisi pemotongan yang bermasalah untuk manajemen umur alat dan aliran chip.”
Mesin frais horisontal juga memiliki kapasitas “tombstone” sumbu keempat. “Saat Anda membeli mesin frais horisontal, spindel mengarah ke horizontal, dan meja adalah horisontal; tetapi dirancang untuk lubang mounting berulir atau slot kunci, di mana fixture atau base dipasang, disebut ‘tombstone.’ Tombstone mengarah ke vertikal dan menyajikan workpiece pada sumbu lain,” penjelasan Juras. Dalam kasus ini, workpiece adalah perpendikuler terhadap spindel.
Menurut Juras, jika seseorang baru memulai bengkel mesin, 99 persen waktu, mereka memulai dengan mesin frais vertikal dasar karena:
- Tersedia dengan mudah
- Mudah untuk dimulai
- Titik harga jauh lebih rendah
“Bengkel biasanya memulai dengan mesin frais vertikal, kemudian saat pekerjaan masuk, mereka mungkin menambahkan mesin frais horisontal jika masuk akal untuk bagian yang mereka pemis,” kata Juras.
Dia mengingat pengalamannya saat dia menjalankan bengkel mesinnya sendiri. “Kami menjalankan bagian yang membutuhkan waktu 47 menit,” dia bercerita. “Diperlukan sembilan operasi terpisah pada mesin frais vertikal. Akhirnya, saya mendapatkan mesin frais horisontal dan mengurangi sembilan operasi tersebut menjadi dua. Bagian itu kemudian selesai dalam 22 menit.”
Juras menceritakan pengalamannya bekerja di R&D untuk produsen otomotif yang memiliki mesin frais vertikal dan horisontal, dalam hal bagaimana pekerjaan mempengaruhi konfigurasi mesin yang lebih baik: “Kami melakukan turnaround cepat komponen, dan masing-masing memerlukan serangkaian pertanyaan yang diajukan dan dijawab. Seberapa cepat dibutuhkan? Berapa banyak operasi yang diperlukan untuk memproduksi bagian? Bagaimana ketersediaan peralatan? Berapa banyak yang dibutuhkan? Semua pertanyaan ini menentukan apakah kami akan meletakkan bagian pada mesin frais vertikal atau horisontal. Biasanya, di R&D, tergantung pada jumlah sisi yang akan dipesin; umumnya, lebih mudah untuk naik dan turun dari mesin frais vertikal. Selalu ada kelebihan dan kekurangan. Sekali lagi banyak tergantung pada workholding dan fixturing.”
Dua masalah lain membuat mesin frais vertikal menarik untuk operasi startup: pelatihan dan lahan. Di era di mana produsen meminta tenaga pemesin yang berkualifikasi, banyak lebih berpengalaman dengan mesin frais vertikal daripada horisontal. Alat hanya sebaik orang yang mengoperasikannya, jadi selain biaya modal yang jauh lebih besar dari mesin frais horisontal (biasanya tiga hingga empat kali biaya mesin frais vertikal), pemilik bengkel harus mempertimbangkan waktu dan investasi yang terlibat dalam melatih tenaga kerja untuk peralatan yang tidak memiliki pengalaman sebelumnya dalam menggunakannya.
Lebih jauh lagi, terutama di daerah di mana nilai properti tinggi, footprint yang lebih kecil dari mesin frais vertikal bermanfaat. “Saya telah melihat mesin frais horisontal kecil dan mesin frais vertikal besar, tetapi itu adalah pengecualian,” kata Juras. “Umumnya, mesin frais vertikal memakan ruang yang jauh lebih sedikit daripada mesin frais horisontal.”
Pertimbangan Akhir Mesin Frais
Mari kita rangkum keuntungan umum mesin frais vertikal vs. horisontal:
Mesin Frais Vertikal
- Biaya jauh lebih rendah — Dengan vertikal tersedia di $80K dan horisontal berkisar dari $250K hingga $400K, tidak mengherankan jika bengkel mesin membeli vertikal daripada horisontal dengan rasio empat kali atau lebih secara tahunan.
- Kemudahan penggunaan — Lebih mudah untuk melihat apa yang terjadi di dalam mesin frais vertikal.
- Sumber daya pemesin yang lebih luas yang akrab dengan teknologi ini.
- Footprint lebih kecil — memerlukan lebih sedikit ruang lantai.
Mesin Frais Horisontal
- Menawarkan kemampuan untuk mengeksekusi bagian dengan lebih sedikit operasi dan bagian yang lebih rumit serta mencapai waktu aktif spindel yang lebih besar melalui lebih sedikit waktu yang dihabiskan untuk setup dan fixturing untuk banyak operasi.
- Throughput yang lebih besar — Mesin frais horisontal biasanya dapat melakukan pekerjaan tiga atau lebih mesin frais vertikal.
- Dapat mencapai evakuasi chip yang lebih baik, meningkatkan pekerjaan selesai, dan memperpanjang umur alat.
“Di akhir, tergantung pada tipe pekerjaan Anda dan seberapa jauh bisnis Anda telah berkembang,” kata Juras. “Saat memulai, membeli mesin frais vertikal seperti mendapatkan mobil pertama Anda. Anda membutuhkannya untuk pergi dari titik A ke titik B, untuk pergi ke kerja, dll. Setelah Anda bekerja untuk sementara waktu dan meningkatkan situasi Anda, Anda pindah ke mobil yang lebih baik. Itulah caranya dengan bengkel mesin. Setelah mereka telah berbisnis dan membuktikan diri—mendapatkan bagian yang lebih canggih untuk dipesin, mulai memproduksi dalam volume, dan mengumpulkan modal investasi—mereka mungkin menemukan menambahkan atau naik ke mesin frais horisontal masuk akal.”
Saat bisnis Anda berkembang, Anda akan membutuhkan lebih dari perangkat keras pemesinan CNC Anda. Fusion 360 memungkinkan tim Anda untuk kolaborasi secara efektif, memanfaatkan sumber daya dengan lebih baik, dan mengelola biaya. Pelajari lebih lanjut tentang bagaimana Anda dapat memaksimalkan mesin frais vertikal dan horisontal Anda dengan Fusion 360 di sini.
