As prensas industriais aplicam uma força controlada a um material ou peça para completar uma etapa do processo. Elas podem ser alimentadas por muitas fontes de energia diferentes e variam muito em tamanho. Muitas instalações de fabricação utilizam uma operação de prensa industrial em seu processo para criar, formar ou montar um produto.
Livros inteiros são escritos sobre o tema das prensas industriais, portanto, este artigo vai estreitar seu foco e concentrar-se nas máquinas de prensagem de precisão, de força relativamente baixa, usadas para montar peças componentes. Uma máquina para montagem geralmente consiste de uma armação, um carneiro e platina.
As configurações personalizadas da estrutura da prensa dão aos engenheiros opções infinitas; entretanto, a maioria das prensas de montagem padrão utiliza uma estrutura «C», uma estrutura «H» ou uma configuração de dois postes.
Independentemente da forma e orientação da armação, o carneiro é o elemento móvel que aplica a força de prensagem, e a armação é um suporte seguro para o prato que segura a peça de trabalho.
A seguir, delineamos os três principais tipos de prensas utilizadas em ambientes industriais, seu uso típico e os métodos que podem ser utilizados para verificar o processo de montagem.
Cada tipo de prensa cria força de uma maneira diferente e isso impacta a aplicação, preço de compra, custo operacional, precisão, segurança e capacidade de feedback do processo.
- Prensas Pneumáticas
Esta máquina para montagem utilizam ar comprimido como sua fonte de energia. Um cilindro de ar padrão e válvulas de controle «bimanual, antiaderente para baixo» são usadas para iniciar o ciclo de prensa e mover o carneiro para cima e para baixo de forma segura.
A força máxima é relativamente baixa e é determinada pelo tamanho do diâmetro do cilindro e pela pressão da fonte de ar regulada. A força de prensagem é consistente durante todo o curso do cilindro e não pode ser ajustada no meio do curso pelo operador.
As vantagens do tipo de prensa pneumática são sua maior velocidade, custo total relativamente baixo e fadiga reduzida do operador. Entretanto, o operador não pode «sentir» o processo de montagem, pois não há feedback tátil.
- Prensa Pneumática Intensificada (Ar/Óleo)
Estas máquinas são semelhantes às prensas pneumáticas e muitas das características, vantagens, desvantagens e preocupações de segurança mencionadas acima se confirmam.
Elas são alimentadas por ar comprimido; entretanto, a adição de óleo hidráulico no circuito de controle aumenta as capacidades deste tipo de prensa. Como o óleo não é compressivo, ele pode ser intensificado com segurança a altas pressões.
O óleo de alta pressão é menor em volume do que o ar que o produziu, de modo que o deslocamento total do alto curso de força é relativamente curto.
- Prensas de Montagem Hidráulica
Este tipo de máquina para montagem industrial utiliza a eletricidade da planta, uma unidade de energia hidráulica e um cilindro hidráulico para mover o cilindro da prensa.
Estas prensas podem ser adquiridas em uma variedade de pressões e uma gama de tamanhos como unidades «stand alone» pré-engineered. Elas estão prontas para uso assim que a ferramenta específica da peça é montada no cilindro e no prato.
Assim como a prensa pneumática, a força máxima é determinada pelo tamanho do furo do cilindro da máquina e pelas pressões de operação reguladas. Ao contrário de uma prensa de ar/óleo, a força da prensa é consistente em toda a faixa de curso.
A velocidade do cilindro é limitada pelas restrições de fluxo e volume de óleo do pacote de energia hidráulica e do circuito. A segurança do operador é novamente uma preocupação séria, e é preciso ter certeza de projetar o sistema utilizando interruptores e dispositivos de sensoriamento de segurança aplicáveis.
Com dispositivos de controle adicionais e custo, o processo de montagem pode ser monitorado usando chaves de posição de curso, transdutores lineares, células de carga e dispositivos de sensoriamento de peças.
Como o óleo hidráulico não é compressível, todo o curso da prensa será um movimento suave, o que aumenta a resolução do sistema de monitoramento do processo. Há muitas vantagens para este tipo de prensa e muitas são usadas em fábricas em todo o mundo.
As principais desvantagens são os inevitáveis vazamentos, ruído, cheiro e calor significativo gerado pela unidade de energia hidráulica. Além do custo inicial mais alto, os custos de manutenção também podem ser maiores devido à complexidade do sistema.