La selecció del tipus de màquina adequat en el mecanitzat CNC multieix és una de les decisions més importants. Determina les capacitats generals del procés, els dissenys possibles i els costos generals. El mecanitzat CNC de 3 eixos, 4 eixos o 5 eixos és un debat popular i la resposta correcta depèn dels requisits del projecte.
Aquesta guia analitzarà els conceptes bàsics del mecanitzat CNC multieix i compararà el mecanitzat CNC de 3, 4 i 5 eixos per ajudar-vos a prendre la decisió correcta.
Introducció al mecanitzat de 3 eixos
El cargol es mou linealment en les direccions X, Y i Z i la peça necessita fixacions que la mantinguin en un pla. L'opció d'operar en múltiples plans és possible en les màquines modernes. Però requereixen fixacions especials que són una mica cares de fabricar i també requereixen molt de temps.
Tanmateix, hi ha algunes limitacions pel que fa al que poden fer els CNC de 3 eixos. Moltes funcions són econòmicament inviables, malgrat els preus relatius dels CNC de 3 eixos, o simplement impossibles. Per exemple, les màquines de 3 eixos no poden crear elements angulars ni res que estigui al sistema de coordenades XYZ.
Per contra, les màquines de 3 eixos poden crear elements de retall. Tanmateix, necessiten diversos requisits previs i talladores especials com ara talladores de ranura en T i de cua d'oreneta. Complir aquests requisits de vegades pot disparar els preus i, de vegades, esdevé més viable optar per una solució de fresat CNC de 4 o 5 eixos.
Introducció al mecanitzat de 4 eixos
El mecanitzat de 4 eixos és més avançat que els seus homòlegs de 3 eixos. A més del moviment de l'eina de tall en els plans XYZ, també permeten que la peça giri sobre l'eix Z. Això significa que el fresat de 4 eixos pot treballar en fins a 4 costats sense cap requisit especial com ara fixacions o eines de tall úniques.
Com s'ha esmentat anteriorment, l'eix addicional d'aquestes màquines les fa més viables econòmicament per a alguns casos en què les màquines de 3 eixos poden fer la feina, però amb requisits especials. El cost addicional necessari per fabricar els accessoris i les eines de tall adequats en 3 eixos supera la diferència de cost global entre les màquines de 4 eixos i de 3 eixos. Això les converteix en una opció més viable per a alguns projectes.
A més, un altre aspecte important del fresat de 4 eixos és la qualitat general. Com que aquestes màquines poden treballar en 4 costats alhora, no cal reposicionar la peça sobre els suports. D'aquesta manera es minimitzen les possibilitats d'error humà i es millora la precisió general.
Avui dia, hi ha dos tipus de mecanitzat CNC de 4 eixos: continu i indexat.
El mecanitzat continu permet que l'eina de tall i la peça es moguin alhora. Això significa que la màquina pot tallar material mentre gira. D'aquesta manera, els arcs i formes complexes com les hèlixs són molt senzills de mecanitzar.
El mecanitzat d'indexació, en canvi, funciona per etapes. L'eina de tall s'atura un cop la peça comença a girar al voltant del pla Z. Això significa que les màquines d'indexació no tenen les mateixes capacitats perquè no poden crear arcs i formes complexes. L'únic avantatge és el fet que la peça ara es pot mecanitzar en 4 costats diferents sense necessitat de cap accessori especial que sigui essencial en una màquina de 3 eixos.
Introducció al mecanitzat de 5 eixos
El mecanitzat de 5 eixos va un pas més enllà i permet la rotació en dos plans. Aquesta rotació multieix juntament amb la capacitat de l'eina de tall per moure's en tres direccions són les dues qualitats integrals que permeten a aquestes màquines gestionar els treballs més complexos.
Hi ha dos tipus de mecanitzat CNC de 5 eixos disponibles al mercat. el mecanitzat de 3+2 eixos i el mecanitzat continu de 5 eixos. Tots dos funcionen en tots els plans, però el primer té les mateixes limitacions i principi de funcionament que una màquina d'indexació de 4 eixos.
El mecanitzat CNC de 3+2 eixos permet que la rotació sigui independent l'una de l'altra, però restringeix l'ús d'ambdós plans de coordenades alhora. En canvi, el mecanitzat continu de 5 eixos no té aquestes restriccions. Això permet un control superior i la capacitat de mecanitzar convenientment les geometries més complexes.
Principals diferències entre el mecanitzat CNC de 3, 4 i 5 eixos
Comprendre les complexitats i limitacions del tipus de mecanitzat CNC és fonamental per garantir el millor equilibri entre el cost, el temps i la qualitat del procés.
Com s'ha dit abans, molts projectes serien més cars amb un fresat de 3 eixos que d'altra banda seria econòmic a causa de les complexitats relacionades amb els accessoris i els processos. De la mateixa manera, optar per un fresat de 5 eixos per a cada projecte seria sinònim de combatre les paneroles amb una metralladora. No sona efectiu, oi?
Aquesta és precisament la raó per la qual és essencial entendre les principals diferències entre el mecanitzat de 3, 4 i 5 eixos. Fer-ho pot garantir que es seleccioni el millor tipus de màquina per a cada projecte en particular sense comprometre els paràmetres de qualitat essencials.
Aquí teniu les 5 principals diferències entre els tipus de mecanitzat CNC.
Principi de funcionament
El principi de funcionament de tot el mecanitzat CNC és el mateix. L'eina de tall guiada per un ordinador gira al voltant de la peça per eliminar material. A més, totes les màquines CNC utilitzen codis M o codis G per desxifrar el moviment de l'eina en relació amb la peça.
La diferència rau en la capacitat addicional de girar al voltant de diferents plans. Tant el fresat CNC de 4 eixos com el de 5 eixos permeten la rotació al voltant de diferents coordenades i aquesta qualitat permet la creació de formes més complexes amb relativa facilitat.
Precisió i exactitud
El mecanitzat CNC és conegut per la seva precisió i baixes toleràncies. Tanmateix, el tipus de CNC sí que afecta les toleràncies finals del producte. El CNC de 3 eixos, tot i ser molt precís, tindrà més possibilitats d'errors aleatoris a causa del reposicionament constant de la peça. Per a la majoria d'aplicacions, aquest marge d'error és insignificant. Tanmateix, per a aplicacions sensibles relacionades amb aplicacions aeroespacials i automobilístiques, fins i tot la desviació més petita pot causar problemes.
Tant el mecanitzat CNC de 4 eixos com el de 5 eixos no tenen aquest problema, ja que no necessiten cap reposicionament. Permeten tallar en múltiples plans en un sol dispositiu. A més, és important tenir en compte que aquesta és l'única font de discrepància en la qualitat del mecanitzat de 3 eixos. A part d'això, la qualitat general en termes de precisió i exactitud continua sent la mateixa.
Aplicacions
En lloc de ser d'aplicació a tota la indústria, les diferències en el tipus de CNC es refereixen a la naturalesa del producte. Per exemple, la diferència entre productes de fresat de 3 eixos, 4 eixos i 5 eixos es basarà en la complexitat general del disseny en lloc de la indústria en si.
Una peça senzilla per al sector aeroespacial es pot desenvolupar en una màquina de 3 eixos, mentre que alguna cosa complexa per a qualsevol altre sector pot requerir l'ús d'una màquina de 4 o 5 eixos.
Costos
Els costos són una de les principals diferències entre el fresat CNC de 3, 4 i 5 eixos. Les màquines de 3 eixos són naturalment més econòmiques de comprar i mantenir. Tanmateix, les despeses d'ús depenen de factors com els accessoris i la disponibilitat dels operadors. Si bé les despeses en operadors segueixen sent les mateixes en el cas de les màquines de 4 i 5 eixos, els accessoris encara representen una part important de les despeses.
D'altra banda, el mecanitzat de 4 i 5 eixos és tecnològicament més avançat i té millors característiques. Per tant, són naturalment cars. Tanmateix, aporten moltes capacitats i són una opció viable en molts casos únics. Un d'ells ja s'ha discutit abans, on un disseny teòricament possible amb una màquina de 3 eixos necessitaria molts accessoris personalitzats. Això augmenta els costos generals i fa que el mecanitzat de 4 o 5 eixos sigui una opció més viable.
Termini de lliurament
Pel que fa als terminis de lliurament totals, les màquines contínues de 5 eixos proporcionen els millors resultats generals. Poden processar fins i tot les formes més complexes en el menor temps possible gràcies a la manca d'aturades i al mecanitzat en un sol pas.
Les màquines contínues de 4 eixos vénen després d'això, ja que permeten la rotació en un eix i només poden gestionar elements angulars plans de cop.
Finalment, les màquines CNC de 3 eixos tenen el termini de lliurament més llarg perquè el tall es realitza per etapes. A més, les limitacions de les màquines de 3 eixos impliquen que hi haurà molts reposicionaments de la peça, cosa que comportaria un augment dels terminis de lliurament totals de qualsevol projecte.
Fresat de 3 eixos, 4 eixos o 5 eixos, quin és millor?
En la fabricació, no hi ha un mètode absolutament millor o una solució única per a tothom. L'elecció correcta depèn de les complexitats del projecte, el pressupost general, el temps i els requisits de qualitat.
3 eixos, 4 eixos i 5 eixos tenen els seus avantatges i inconvenients. Naturalment, els 5 eixos poden crear geometries 3D més complexes, mentre que els 3 eixos poden produir peces més senzilles de manera ràpida i consistent.
En resum, no hi ha una resposta a la pregunta de quina és la millor opció. Qualsevol mètode de mecanitzat que ofereixi l'equilibri perfecte entre cost, temps i resultats seria una opció ideal per a un projecte concret.
Llegiu-ne més: Fresat CNC vs Tornejat CNC: quin és el correcte per triar
Comença els teus projectes amb els serveis de mecanitzat CNC de Guansheng
Per a qualsevol projecte o negoci, el soci de fabricació adequat pot ser la diferència entre l'èxit i el fracàs. La fabricació és una part integral del procés de desenvolupament del producte i les decisions correctes en aquesta etapa poden contribuir en gran mesura a fer que un producte sigui viable. Guangsheng és l'opció de fabricació ideal per a qualsevol situació per la seva insistència a oferir el millor amb la màxima consistència.
Equipat amb unes instal·lacions d'última generació i un equip experimentat, Guangsheng pot gestionar tot tipus de treballs de mecanitzat de 3, 4 o 5 eixos. Amb controls de qualitat rigorosos, podem garantir que les peces finals superin tot tipus de controls de qualitat sense cap error.
A més, el que diferencia Guangsheng són els seus terminis de lliurament més ràpids i els preus més competitius del mercat. A més, el procés també està optimitzat per facilitar al client. Només cal que pengeu els dissenys per obtenir una anàlisi DFM completa i un pressupost instantani per començar.
L'automatització i les solucions en línia són les claus del futur de la fabricació i Guangsheng ho entén. És per això que tot el que necessiteu per obtenir els millors resultats està a només un clic de distància.
Conclusió
Tots els CNC de 3, 4 i 5 eixos són diferents i cada tipus té els seus punts forts o febles. Tanmateix, l'elecció correcta depèn dels requisits únics d'un projecte i les seves demandes. No hi ha una elecció correcta en la fabricació. L'enfocament correcte és trobar la combinació més òptima de qualitat, cost i temps. Una cosa que els tres tipus de CNC poden oferir en funció dels requisits d'un projecte concret.
Data de publicació: 29 de novembre de 2023