Giriş
CNC işleme endüstrisi, bir makinenin bıraktığı işlevsel boşlukları doldurmak için sürekli yenilikler yapmaktadır. Bu süreçte, birbirinden farklı makineler yaratıyor.
İşleme alanındaki popüler yeniliklerden biri de kesme hareketlerinin eklenmesidir. "Ekseninde" ifade edildiği gibi, bir makine ne kadar çok harekete sahipse, o kadar yetenekli ve çok yönlüdür.
Aşağıda, 3 eksenli ve 5 eksenli CNC makinesi arasındaki farkı karşılaştırıyoruz. Avantajlarını ve dezavantajlarını ve farklı yönlerden nasıl farklı olduklarını detaylandırıyoruz.
Eksen Ne Anlama Geliyor?
Öne çıkan takım tezgahlarını açıklamadan önce, "eksen" teriminin ne anlama geldiğini öğrenelim. Sonuçta, muhtemelen siz de kendinize "CNC makinesindeki eksen nedir?" diye soruyorsunuzdur.
Çoğu uygulamada olduğu gibi, "eksen" kelimesi yön anlamına gelir. CNC işlemede "eksen" terimi, kesici takımın veya iş parçasının hareket edebileceği hareketlerin veya yönlerin sayısını ifade eder. Genellikle, bir makine takımında sırasıyla XYZ eksenleri olarak adlandırılan en az üç doğrusal eksen bulunur.
X ekseni, kesici takımın sağdan sola veya tam tersi doğrusal hareketini ifade eder. Y ekseni ön-arka hareketini ifade ederken, Z ekseni üst-alt hareketini belirtir. 3 eksenli bir makinede, kesici takım hareket ederken iş parçası genellikle sabittir.
Bununla birlikte, bu doğrusal eksenlerin yanı sıra, bazı makineler ABC olarak gösterilen döner eksenlere sahiptir. Dördüncü Eksen (A ekseni), X ekseni etrafında dönme hareketi ekler. Aynı zamanda B ekseni, Y ekseni ile dönüşü tamamlar.
Döner eksenlerin eklenmesi daha hızlı ve daha hassas bir kesme işlemi sağlar. Daha fazla hareket eklendiğinden, kesici takım daha fazla kenar ve açı üzerinde çalışabilir. Bu da makineye daha iyi esneklik ve ilave yetenekler kazandırır.
3 Eksenli İşleme
3 eksenli CNC makinesi, temel imalat projelerinde kullanılan standart bir araçtır. Derinlemesine kesim için XY ve Z eksenleri boyunca hareket edebilen bir alete sahiptir. Diğer 3 eksenli CNC makinelerinde yukarıdan aşağıya hareketi sağlamak için hareketli bir masa bulunurken, kesici XY eksenlerine özgüdür.
Bu aletler doğrusal yönlerde hareket eder ve karmaşık olmayan görevlerle sınırlıdır. Üç eksenli makineler 2D veya 2.5D nesnelerin imalatı için idealdir ancak nadiren 3D karmaşık tasarımlarda kullanılır. Eğer 3D imalata uygun olacaklarsa geometriler minimal olmalıdır.
Üç eksenli CNC makineleri en iyi kenar kesme, delik delme veya kılavuz çekme gibi temel işlevler için kullanılır. Sınırlı hareketleri aynı zamanda sınırlı kapasite ve imalat kapasitesi anlamına gelir.
İşte piyasadaki en yaygın 3 eksenli CNC makineleri türleri:
- CNC freze makineleri
- CNC torna tezgahları
- CNC delme makineleri
5 Eksenli İşleme
5 eksenli bir CNC makinesi "XYZ artı AB" eksenleri üzerinde çalışır. Standart doğrusal hareketlere ek olarak iki döner hareket eklenir. Bu, makinenin bir nesne üzerinde karmaşık ve girift şekillerle çalışmasına olanak tanır.
Eklenen hareketler, 5 eksenli işleme takımının türüne bağlı olarak değişecektir. Kesici takımı yalnızca XYZ eksenlerinde hareket eden ancak operasyonlar arasında döner bir takım kafasına ve tablaya sahip olan 5 eksenli bir CNC makineniz olabilir. Ayrıca operasyon sırasında iş parçasının ve kesicinin aynı anda dönmesine izin veren bir makineye de sahip olabilirsiniz. Başka bir tür, sabit olabilen veya çoğu yönde dönebilen bir iş mili kullanır.
İki eksen daha daha hassas ve çok yönlü yetenekler sağlar. 5 eksenli bir makine ile karmaşık 3D iş parçalarını daha da pürüzsüz bir yüzeyle oluşturabilirsiniz.
Kesiciler tasarım eğriliklerini takip edebildiği için sürekli frezeleme de mümkündür. Bir tasarıma her açıdan yaklaşabilir ve iş parçalarını yeniden konumlandırma ihtiyacını ortadan kaldırabilirsiniz. Karmaşık bir 3D iş parçası bile tek bir işlemde bitirilebilir.
Yaygın 5 eksenli makineler şunlardır:
- CNC yönlendiriciler
- Sürekli 5 eksenli CNC makinesi
- 5 eksenli CNC frezeler
3 Eksenli Makine vs. 5 Eksenli Makine
Bu makinelerdeki eksen sayısı farkı marjinal görünmektedir. Ancak bu basit fark, ikisini birçok açıdan karşılaştırılabilir şekilde ayırıyor. Aşağıda 3 eksenin 5 eksenli makinelerle nasıl karşılaştırıldığına bakalım.
1. Uygulama
3 eksenli CNC makineleri, 5 eksenli varyantla karşılaştırıldığında inkar edilemez şekilde sınırlıdır. Bu, ilkini ekstra kontur veya açı gerektirmeyen basit tasarımlar üzerinde çalışmakla sınırlar. Genellikle, 3 eksenli makineler düz nesnelere dayalı basit parçalar üretmek için tercih edilir. Delik delme veya kenar kesme gibi basit işleri yapmak için idealdirler. 3 eksenli makineler otomotiv, elektronik ve imalat için parça yapımında yaygındır.
Buna karşılık, 5 eksenli makineler tıbbi veya havacılık kullanımı için hassas parçalar üretir. Bu tür makineler daha pürüzsüz bir yüzey ve daha doğru bir çıktı sağlar. Bu makineler karmaşık geometrileri ve titiz ayrıntıları barındırır.
2. Üretim Hızı
Bu kategoride, 5 eksenli makine 3 eksenli makineyi geride bırakıyor. Üç eksendeki sınırlı XYZ hareketi, imalat için daha yavaş bir geri dönüş süresi anlamına gelir. Bu sadece hızı sınırlamakla kalmaz, aynı zamanda operasyonlar arasında takım değişikliği gerektirir. Ayrıca tabla dönmediği için iş parçasını manuel olarak yeniden konumlandırmanız gerekir.
Tüm bu tutarsızlıklar 5 eksenli makinelerde bir zorluk değildir. Eklenen hareket sadece hız katmakla kalmaz, aynı zamanda takım değişimlerini de ortadan kaldırır. İş parçasını yerleştirebilir ve işin çoğunu makinenin otomatikleştirmesine izin verebilirsiniz.
3. Bakım
Talaşlı imalatta genel kural, makine ne kadar karmaşık hale gelirse bakımının da o kadar zor olacağıdır. Daha basit aletler oldukları için 3 eksenli makinelerin bakımı daha az zahmetlidir. Daha az hareketli parça ve daha küçük bir yapıya sahip olan 3 eksenli makinelerin en iyi durumda kalması için ekstra önlemler alınması gerekmez.
Buna karşılık, 5 eksenli makine daha özel bakım önlemlerine ihtiyaç duyacaktır. Daha fazla bakım, ilave hareketli parçalar ve karmaşık bir yapıdan kaynaklanmaktadır. Çalışma sırasında daha fazla hareket nedeniyle, parçalar aşınma ve yıpranmaya daha yatkındır.
4. Verimlilik
Şüphesiz, her iki makine de verimli ekipmanlardır. Kendi uygulamalarında verimli bir şekilde çalışırlar. Ancak, 5 eksenli makineler işlev açısından daha iyi esnekliğe sahiptir. Daha iyi kalitede 3 eksenli bir makinenin temel işlevlerinden daha fazlasını yapabilirler.
5 eksenli makine operasyonu, daha az manuel müdahale gerektirdiğinden zamandan da tasarruf sağlar. Entegre hareketler sayesinde takım değişimleri azalır. Takımları veya nesneyi yeniden konumlandırmadan bir iş parçasını tek bir işlemde bitirebilirsiniz.
5. Maliyet
İkisi arasında önemli bir farka neden olan bir diğer faktör de genel maliyettir. Satın almadan programlamaya ve işletmeye kadar, maliyet büyük bir farktır.
Standart bir 3 eksenli CNC makinesinin maliyeti yaklaşık US$25,000 için US$50,000türüne ve markasına bağlı olarak değişir. Bu, bu tür makinelerin ortalama satın alma fiyatıdır ve programlama maliyetlerini içerebilir veya içermeyebilir.
5 eksenli bir CNC makinesi satın almak için en az US$80,000 gereklidir. Daha büyük makineler ve daha popüler markalar $500.000 ABD Dolarının üzerine mal olabilir.
İlk kurulum fiyatının yanı sıra, programlama ve operasyon maliyetleri için de ödeme yapacaksınız. CNC makineleri çok fazla elektrik tüketir. Saatte 7kw değerinde 20hp'lik bir CNC makinesi size $1,400 aylık elektrik faturası.
Çoğu makine standart bir alet paketi içerir. Pakete dahil olmayan daha özel aletlere ihtiyaç duyarsanız ek maliyetlerle karşılaşırsınız. Son olarak, bakım maliyetleri de dikkate alınmalıdır. Sonuç olarak, 5 eksenli CNC makineleri size daha önemli bir tutara mal olacaktır.
6. Elleçleme
3 eksenli bir CNC makinesi için operasyonel gereksinim 5 eksenli CNC makinelerinden daha azdır. Bu, ikisini çalıştırmanın karmaşıklığına dayanmaktadır.
5 eksen daha karmaşık olduğundan, programlamak ve çalıştırmak için özel eğitim ve uzmanlık gerekir. Daha fazla hareketli parça, çalışma sırasında kritik izleme anlamına da gelir. 3 eksenli makine daha az karmaşık olduğu için çalıştırılması ve işletilmesi daha kolaydır. Operasyonel hataların giderilmesi de 5 eksenli makineler için daha kritik ve zordur.
Sonuç
Bir 3 eksenli CNC makinesinin 5 eksene kıyasla nasıl çalıştığı arasında büyük bir fark vardır. Diğer faktörlerin yanı sıra, bu ikisinin farklı uygulamalara uygun farklı teklifleri vardır.
İkisi arasında seçim yaparken, seçeneğinizi belirleyen birincil faktör uygulamaları olmalıdır. İmalatınızın basit parçalar üretmesi gerekiyorsa, 3 eksenli bir makine sizin için uygundur. Bir 5 eksenin esnekliğine sahip olmasa da, böyle bir uygulama için uygundur.
Sadece 3 eksenin üstesinden gelemeyeceği daha karmaşık parçalar üretecekseniz 5 eksenli bir makineyi tercih edin. Üretim ihtiyaçlarınızın ölçeğini anlamak da en uygun makineyi almanın anahtarıdır.