3-Achsen- und 5-Achsen-CNC-Bearbeitung - Wie man sich entscheidet
Sie sind wahrscheinlich kein Fremder für CNC-Bearbeitung.
Wenn ja, sollten Sie wissen, dass es sich dabei um ein subtraktives Fertigungsverfahren handelt, bei dem Teile aus massiven Materialblöcken mit Hilfe der numerischen Computersteuerung (CNC) herausgearbeitet werden. Bei der CNC-Bearbeitung bezieht sich der Begriff "Achse" auf die Anzahl der Richtungen, in die sich das Schneidwerkzeug oder das Werkstück bewegen kann.
Warum ist das wichtig? Das Verständnis der Möglichkeiten der 3-Achsen- und 5-Achsen-CNC-Bearbeitung ist wichtig, um fundierte Entscheidungen während des Konstruktions- und Fertigungsprozesses zu treffen.
Achsen in der CNC-Bearbeitung
In der CNC-Bearbeitung bezieht sich eine Achse auf den Bewegungsbereich des Schneidwerkzeugs oder des Werkstücks. Die Bewegung kann linear (X-, Y-, Z-Achse) oder rotierend (A, B, C) sein. Die beiden am häufigsten verwendeten Konfigurationen sind die 3-Achsen- und die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung.
3-Achsen-CNC-Bearbeitung erklärt
Beim 3-Achsen-CNC-Fräsen bleibt das Werkstück stehen, während sich das Schneidwerkzeug entlang der drei Achsen (X, Y und Z) bewegt.
Dieser Typ wird häufig für Teile mit geringerer Komplexität verwendet, bei denen die Unterseite des Werkstücks nicht bearbeitet werden muss oder die in der Maschine wieder aufgerichtet werden können. Beispiele sind einfache FräsarbeitenBohrungen und alle Konstruktionen, die sich leicht in eine Reihe von 2,5D-Querschnitten unterteilen lassen.
Die 3-Achsen-CNC-Bearbeitung ist aufgrund ihrer einfachen Bedienung und der niedrigen Maschinenkosten ein Grundpfeiler der Fertigung. Sie ist ideal für einfachere Teile und Großserien, bei denen die Kosteneffizienz an erster Stelle steht.
Das statische Werkstück schränkt jedoch seine Fähigkeit ein, komplexe Geometrien und Hinterschneidungen ohne Neupositionierung zu bearbeiten. Bei komplexen Teilen kann eine zusätzliche Einrichtungszeit erforderlich sein, was die Produktionszeit und -kosten erhöht.
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5-Achsen-CNC-Bearbeitung erklärt
Bei der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung werden zwei zusätzliche Rotationsachsen, A und B, eingesetzt, die dem Schneidwerkzeug eine größere Reichweite des Werkstücks ermöglichen.
Sie ist die Methode der Wahl für komplexe Teile wie Turbinen oder Laufräder mit komplizierten Details und Hinterschneidungen, die mit der 3-Achsen-Bearbeitung nur schwer oder gar nicht zu erreichen wären.
Bei der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung werden hochwertige, komplizierte Teile in einer einzigen Aufspannung hergestellt, was die Produktionszeit und die Fehlerquote reduziert. Sie bietet eine bessere Oberflächengüte, da sie den optimalen Schnittwinkel beibehält.
Trotz dieser Vorteile sind 5-Achsen-Maschinen teurer und erfordern fortgeschrittene Programmierkenntnisse, was ihren Einsatz auf hochwertige Teile oder solche mit komplexen Geometrien beschränken kann. Außerdem kann das Einrichten des Werkstücks aufgrund der zusätzlichen Freiheitsgrade komplizierter sein.
Konstruktionsüberlegungen für die 3-Achsen- gegenüber der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung
Mehrere Faktoren können die Entscheidung zwischen 3-Achsen- und 5-Achsen-CNC-Bearbeitung beeinflussen.
Teilkomplexität ist eine entscheidende Überlegung. Wenn Ihr Teil aus mehreren Winkeln bearbeitet werden muss oder komplizierte Geometrien aufweist, kann eine 5-Achsen-Bearbeitung erforderlich sein. Wenn Ihr Werkstück Hinterschneidungen, komplexe Geometrien oder komplizierte Details aufweist, könnte die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung der richtige Weg sein. Sie kann diese anspruchsvollen Merkmale effizienter bearbeiten und spart Ihnen Zeit in der Produktion.
Toleranzen und Verarbeitung Auch die Anforderungen können die Entscheidung beeinflussen: Die 5-Achs-Bearbeitung liefert aufgrund der gleichmäßigen Werkzeugausrichtung oft eine bessere Oberflächengüte. Bei einfacheren Konstruktionen und hohen Stückzahlen kann die 3-Achs-Bearbeitung jedoch aufgrund der geringeren Maschinen- und Betriebskosten kostengünstiger sein.
Die Produktionsgeschwindigkeit ist ein weiterer kritischer Faktor. Wenn es auf Geschwindigkeit ankommt, könnte man bei einfacheren Teilen aufgrund der kürzeren Rüstzeiten zur 3-Achs-Bearbeitung tendieren. Ist das Teil jedoch komplexer, kann die 5-Achsen-Bearbeitung die Aufgabe in einer einzigen Aufspannung erledigen und so die Gesamtproduktionszeit verkürzen.
Produktionsvolumen sollte ebenfalls in Betracht gezogen werden. Für die Großserienfertigung sind 3-Achs-Maschinen aufgrund ihrer Effizienz und Geschwindigkeit eine kostengünstige Option. Für die Produktion von Kleinserien oder Prototypen mit komplexen Geometrien sind 5-Achsen-Maschinen jedoch in der Regel wirtschaftlicher.
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Die Entscheidung zwischen 3-Achsen- und 5-Achsen-CNC-Bearbeitung hängt weitgehend von den speziellen Anforderungen Ihres Projekts ab. Beide haben ihre Stärken und Grenzen.
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