Een 5-assige CNC machine is een ongelooflijk gereedschap voor complexe productietoepassingen. Op een 5-assige CNC machine kan het snijgereedschap langs X-, Y- en Z-assen bewegen, plus twee roterende assen die tegelijkertijd werken. Het kan werkstukken uit bijna elke richting snijden.
Deze machines verwerken ingewikkelde ontwerpen met nauwe toleranties. Daarom worden ze gebruikt in industrieën waar detaillering en kwaliteit van cruciaal belang zijn. Ze helpen fabrikanten om aan veeleisende normen te voldoen. Veel sectoren, zoals de lucht- en ruimtevaart, de auto-industrie en de medische sector, vertrouwen op dergelijke machines om turbineschoepen, motoronderdelen en chirurgische instrumenten te produceren. Dit artikel gaat dieper in op het gereedschap, dus laten we beginnen.
5-assige CNC-bewerking - Het overzicht
De vijf assen
5-assig CNC bewerken maakt gebruik van vijf verschillende bewegingsrichtingen. Hiermee worden complexe onderdelen met hoge precisie gemaakt. Deze omvatten drie rechtlijnige bewegingen en twee roterende bewegingen.
Lineaire assen
De drie lineaire assen vormen de basis van alle CNC-bewerkingen:
- X-as: De linker- en rechterbeweging worden geregeld door de X-as. De horizontale as laat het snijgereedschap of werkstuk van links naar rechts bewegen. Hij creëert breedte in het bewerkte onderdeel. De X-as is nodig om horizontale vormen te maken, zoals sleuven en kamers.
Y-as: Het beheert de beweging van voor naar achter. De Y-as staat loodrecht op de X-as en samen zorgen ze voor tweedimensionaal snijden. Specifiek maakt deze as de voorwaartse en achterwaartse beweging van de snijkop mogelijk. Hij bepaalt de snijdiepte ten opzichte van de voorkant van de machine. Met de Y-as kun je vormen maken die over de lengte van het werkstuk lopen.
Z-as: Hij beheert de beweging langs de verticale as, waardoor het snijgereedschap op en neer kan bewegen. De verticale as zorgt voor de juiste snedediepte in het materiaal. De Z-as maakt verschillende hoogtes en dieptes in het werkstuk mogelijk.
Met deze bewegingen kan het snijgereedschap in elke driedimensionale ruimte worden geplaatst.
Rotatie-assen
Wat 5-assig bewerken onderscheidt, zijn de twee extra rotatieassen. Met deze assen kan het werkstuk om zowel de X- als de Y-as draaien, waardoor het uitzonderlijke mogelijkheden biedt om complexe en ingewikkelde ontwerpen te maken.
- A-as: Rotatie rond de X-as. Met deze kantelas kan het snijgereedschap het werkstuk onder verschillende hoeken benaderen. De A-as rotatie gebeurt meestal door tafelbeweging bij machines met een draaitap.
B-as: Rotatie rond de Y-as. Hierdoor kan het gereedschap of werkstuk loodrecht op de snijrichting roteren. Bij veel machines gebeurt de B-as rotatie door het zwenken van de spilkop.
Soms is er een C-as. Deze werkt met een combinatie van de A- of B-as. De specifieke combinatie hangt af van het machineontwerp en het beoogde gebruik.
Machineconfiguraties
5-assige machines zijn er in verschillende configuraties:
- Tafel: Het werkstuk draait op een bewegende tafel terwijl het snijgereedschap in rechte lijnen beweegt.
- Hoofd: Het werkstuk blijft stilstaan terwijl het snijgereedschap beweegt en roteert
- Hoofd/Tafel: Sommige rotatie gebeurt aan de tafel, sommige aan de snijkop
Met deze vijf samenwerkende assen kunnen fabrikanten complexe producten maken in één enkele opstelling, waardoor de productietijd korter wordt en de nauwkeurigheid toeneemt.
Het werkproces:
Het werk begint wanneer de ingenieurs een 3D CAD-model ontwerpen. Daarna worden de gegevens met CAM-software vertaald naar G-code voor machinegebruik. De operator positioneert het materiaal, voegt de snijgereedschappen toe en past de posities van de machineassen aan. Tijdens het bewerken beweegt het gereedschap op de X/Y/Z-assen en tegelijkertijd kunnen twee rotatieassen (A/B/C) het werkstuk kantelen of roteren. Bij geïndexeerd bewerken wordt het snijden gestopt terwijl de as opnieuw wordt gepositioneerd. Het werkt non-stop en behoudt altijd vijf asbewegingen tegelijkertijd. De twee-assige rotatie maakt het mogelijk om meerdere gereedschappen vanuit elke hoek te gebruiken. Bovendien is het mogelijk om gedetailleerde vormen te maken in één enkele opstelling met uiterste precisie.
Voordelen van 5-assig CNC bewerken
Eenvoudigere installatie
Machines kunnen onderdelen vanuit verschillende hoeken verwerken in dezelfde opstelling. Je hoeft het werkstuk niet handmatig bij te stellen. Omdat er minder stappen zijn, neemt de kans op fouten af en zijn de afmetingen nauwkeuriger. Bedrijven hebben ontdekt dat de insteltijd tot 60% korter is bij gebruik van 5-assig in vergelijking met 3-assig bewerken.
Verbeterde precisie en nauwkeurigheid
Deze machines zijn zo nauwkeurig dat de toleranties oplopen tot ±0,0002 inch. Ze kunnen een hoge nauwkeurigheid handhaven op complexe objecten. De continue beweging van het werkstuk in alle richtingen voorkomt uitlijnfouten. Precieze productie is erg belangrijk voor onderdelen die gebruikt worden in de ruimtevaart en de geneeskunde.
Geavanceerde geometrie mogelijkheden
Deze machines kunnen ontwerpen maken die met de hand moeilijk of onmogelijk te maken zijn. Ze kunnen gemakkelijk werken met ondersnijdingen, gebogen vormen en schuine oppervlakken. Met deze technologie kun je alle kanten van een onderdeel zien, behalve waar het is vastgeklemd.
Betere oppervlakteafwerking
Vergeleken met 3-assig frezen verminderen kortere snijgereedschappen de trillingen met wel 50%. Stappensporen worden voorkomen als uw gereedschap loodrecht op een gebogen oppervlak staat. Hierdoor kunt u betere afwerkingen verkrijgen met minder nabewerking.
Kosten van 5-assig CNC bewerken
5-assig CNC bewerken vereist een aanzienlijke financiële investering. Zowel beginners- als startersmachines zijn geprijsd tussen $50.000 en $200.000. Machines in het middensegment hebben een prijs tussen $200.000 en $500.000.
De meest geavanceerde systemen kosten soms meer dan een miljoen dollar. Naast de kosten van de machine moeten bedrijven gespecialiseerde CAM-software kopen die tussen $15.000 en $40.000 kost. Geschoolde operators worden gemiddeld tussen $60.000 en $90.000 per jaar betaald. Om de machine elk jaar te onderhouden, moet 5-10% van de waarde worden uitgegeven. Veel faciliteiten vereisen updates voor stroom, koeling en vloeren voor betere ondersteuning. Ook het hebben van speciale gereedschappen en armaturen verhoogt de kosten. Het kost tijd en geld om trainingsprogramma's uit te voeren.
Fabrikanten ondervinden nog steeds positieve resultaten van deze kosten. De prijs voor complexe onderdelen is meestal hoger. Als het minder tijd kost om op te stellen en te bewerken, neemt de efficiëntie toe. De mogelijkheid om lucht- en ruimtevaart en medische onderdelen te bewerken geeft toegang tot topmarkten als u uw bewerkingsproces wilt upgraden met 5-assige CNC machines. Neem vandaag nog contact op met BROUI CNC en krijg de beste prijs voor uw bedrijf!
Vergelijking van 5-assig met 3-assig en 3+2 bewerken
Het onderscheid kennen tussen 5-assig, 3-assig en 3+2 machinaal bewerken is noodzakelijk om de beste CNC-bewerkingsaanpak te kiezen. Er zijn grote verschillen tussen bewerkingstechnologieën die van invloed zijn op de productie, de kosten en de soorten toepassingen die ze aankunnen.
| Functie | 3-assig verspanen | 3+2 Bewerking | 5-assig verspanen |
| Assen | X, Y, Z (alleen lineair) | X, Y, Z plus twee vaste rotatieassen | X, Y, Z plus twee continue rotatieassen |
| Beweging | Lineaire beweging in drie richtingen | Lineaire beweging met geïndexeerde rotatie | Gelijktijdige beweging in alle vijf assen |
| Operatie | Het gereedschap beweegt in rechte lijnen | Het werkstuk wordt onder een vaste hoek gepositioneerd voor het 3-assig snijden | Het gereedschap kan het werkstuk continu vanuit elke hoek benaderen. |
| Vereisten voor installatie | Er zijn meerdere opstellingen nodig voor complexe onderdelen | Minder instellingen vergeleken met 3-assen | Minimale opstellingen, vaak productie met één opstelling |
| Complexiteit Vermogen | Beperkt tot eenvoudige geometrieën | Kan redelijk complexe onderdelen verwerken | Ideaal voor zeer complexe geometrieën |
| Lengte gereedschap | Er is vaak langer gereedschap nodig | Kortere, stijvere gereedschappen zijn mogelijk | Kortst mogelijke gereedschap voor de beste stijfheid |
| Afwerking oppervlak | Basis afwerkkwaliteit | Verbeterde afwerking ten opzichte van 3-assen | Superieure oppervlakteafwerking |
| Programmeercomplexiteit | Eenvoudig | Matig | Complex |
| Initiële kosten | Laagste | Matig | Hoogste |
| Ideale toepassingen | Eenvoudige onderdelen, prototypes | Complexe onderdelen zonder doorlopende contouren | Ruimtevaartonderdelen, medische implantaten, complexe mallen |
| Cyclustijd | Langste | Matig | Kortste |
| Precisie | Goed | Beter | Beste |
3+2 bewerking biedt een alternatief tussen eenvoudige 3-assige en allesomvattende 5-assige mogelijkheden. Deze machine gebruikt vijf assen, waarbij de vierde en vijfde roteren om het werkstuk op zijn plaats te houden tijdens het snijden. Met deze methode kan een werkstuk van alle kanten bewerkt worden zonder steeds opnieuw gepositioneerd te moeten worden.
Met 5-assig bewerken kunt u alle assen tegelijkertijd bewegen zonder te stoppen. Daarom is het perfect voor geronde oppervlakken die extra detaillering vereisen. Hoewel het programmeren ingewikkelder en duurder is, geeft het de beste nauwkeurigheid voor gedetailleerde onderdelen. Ze zijn erg belangrijk in productiesectoren zoals de lucht- en ruimtevaart en medische apparatuur.
De juiste 5-assige CNC machines kiezen
Belangrijkste specificaties: Controleer de afmetingen van het werkbereik. Controleer het spindelsnelheidsbereik en het vermogen. Controleer de slaglimieten van de assen. Kijk naar de maximale belastbaarheid van de tafel. Controleer de waarden voor positioneernauwkeurigheid en herhaalbaarheid.
Kenmerken besturingssysteem: Evalueer de eenvoud van de interface. Controleer de mogelijkheden voor botsingdetectie. Overweeg simulatieopties voor gereedschapspaden. Kijk naar geavanceerde functies zoals adaptief bewerken. Controleer of de post-processor compatibel is met uw CAM-software.
Budgettaire overwegingen: Hoewel de initiële aankoopprijs hoog is, moet je de installatie- en opleidingskosten berekenen. Houd rekening met lopende onderhoudskosten. Budget voor gereedschap en inrichting. Evalueer de potentiële ROI binnen een bepaalde tijd.
Ondersteuning door fabrikant: Onderzoek de beschikbaarheid van technische ondersteuning. Controleer de toegankelijkheid van reserveonderdelen. Onderzoek aangeboden trainingsprogramma's. Bekijk de garantievoorwaarden. Kijk naar de reputatie van de fabrikant.
Conclusie
5-assig CNC bewerken heeft moderne productie veranderd. Met drie lineaire assen - X, Y en Z, en twee roterende assen - A en B, maakt de machine complexe onderdelen in één opstelling. De machines kosten vooraf meer, maar ze besparen op termijn geld. Ze openen nieuwe wegen naarmate de technologie voortschrijdt. Ze verlagen de arbeidskosten en minimaliseren fouten. Veel industrieën zijn nu afhankelijk van deze technologie.
Klaar om uw productiebedrijf te verbeteren?
Voor bedrijven die complexe onderdelen maken, bieden 5-assige machines van BROUI duidelijke voordelen. De automatisering in hun CNC-systemen vermindert handmatige interventie. Hun machines kunnen werkstukken herpositioneren zonder de setups te veranderen, wat kostbare productietijd bespaart. BORUI CNC machines bieden de vereiste nauwkeurigheid en snelheid in de huidige concurrerende markt voor bedrijven die met complexe producten strikte deadlines willen halen.