Mehrachsenbearbeitung: 3-Achsen-, 4-Achsen- und 5-Achsen-CNC-Bearbeitung

CNC-Bearbeitung ist in der Teilefertigung unübertroffen. Sie ist präzise, schnell und effizient und erweitert die Fertigungsmöglichkeiten deutlich. Die mehrachsige CNC-Bearbeitung steigert diesen Vorteil deutlich. Im Vergleich zur herkömmlichen CNC-Bearbeitung können mehrachsige CNC-Maschinen auf vier, fünf oder sogar mehr Achsen arbeiten. Dieser zusätzliche Bewegungsspielraum ermöglicht die Bearbeitung komplexer Teile aus nahezu jedem Winkel. Das reduziert den Bedarf an Mehrfachaufspannungen und steigert die Effizienz. Sie sind in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Medizintechnik von entscheidender Bedeutung. Diese Branchen erfordern hohe Präzision und komplexe Designs. Was ist also der Unterschied zwischen 3-, 4- und 5-achsiger CNC-Bearbeitung?

Bei Yonglihao Machinery sind wir ein professioneller CNC-BearbeitungsdienstleisterWir bieten eine breite Palette an mehrachsiger CNC-Bearbeitung, einschließlich 5-Achsen-Services. In diesem Artikel stellen wir Ihnen die verschiedenen Aspekte der mehrachsigen Bearbeitung vor. Wir erklären Ihnen die Vorteile und Unterschiede der 3-, 4- und 5-Achsen-CNC-Bearbeitung und helfen Ihnen bei der Auswahl der richtigen Maschine.

3-Achsen-CNC-Bearbeitung verstehen

Die 3-Achsen-CNC-Bearbeitung basiert auf der koordinierten Bewegung dreier Achsen: X (horizontal), Y (vertikal) und Z (Tiefe). Diese Achsen sind für das Formen, Bohren und Schneiden von Materialien zu Fertigprodukten unerlässlich. Eine 3-Achsen-CNC-Maschine arbeitet in diesen drei Dimensionen. Sie ermöglicht die Herstellung einer breiten Palette von Teilen mit einfachen Formen und ist eine grundlegende CNC-Bedienung.

Das Art der Bearbeitung scheint kostengünstig. Diese Maschinen sind oft günstiger als ihre komplexeren Pendants. Diese Kostenersparnis spiegelt sich nicht nur im Anschaffungspreis, sondern auch in den Wartungs- und Betriebskosten wider. Die einfache Bedienung ist ein weiterer großer Vorteil. 3-Achs-Maschinen bieten eine einfachere Einrichtung und Bedienung. Sie sind auch für Bediener mit Grundausbildung geeignet. Zudem ist die 3-Achs-Bearbeitung einfach zu programmieren. Dies ermöglicht schnelle Umstellungen und eine flexible Produktion.

Es gibt jedoch einige Einschränkungen zu beachten. Die Hauptnachteile sind die geringere Geschwindigkeit und die geringere Genauigkeit im Vergleich zu moderneren Mehrachsenmaschinen. Dies ist entscheidend für die Herstellung komplexer Teile. Dies ist auch wichtig, wenn viele Werkzeugwechsel und Einstellungen erforderlich sind. Die Verwendung von drei Achsen schränkt die Möglichkeit ein, komplexe Formen gleichzeitig herzustellen. Oft sind zusätzliche Schritte erforderlich, um sie fertigzustellen.

Es wird derzeit in vielen Branchen zur Bearbeitung von Teilen eingesetzt. Dazu gehört die Herstellung von Halterungen, Gehäusen und Grundformen in Bereichen wie der Automobilindustrie, der Unterhaltungselektronik und der Herstellung von Industriekomponenten.

Vorteile der 3-Achsen-CNC-Bearbeitung

• Erschwinglicher: 3-Achsen-CNC-Maschinen kosten viel weniger als Mehrachsen-Maschinen.
• Einfach zu verwenden: 3-Achsen-CNC-Maschinen sind einfach zu erlernen. Bediener benötigen keine komplexe Schulung.
• Einfach zu programmieren: 3-Achsen-CNC-Maschinen erfordern nur eine einfache Programmierung. Das spart noch mehr Betriebszeit.
• Geringer Wartungsaufwand: Aufgrund der Einfachheit von 3-Achsen-CNC-Maschinen erfordern diese Maschinen weniger Wartung.

Nachteile der 3-Achsen-CNC-Bearbeitung

• Langsamere Fertigungsgeschwindigkeit: 3-Achsen-CNC-Maschinen sind im Vergleich zu mehrachsigen CNC-Maschinen langsamer.
• Funktionale Einschränkungen: 3-Achsen-CNC-Maschinen können keine Teile mit komplexen Formen herstellen.
• Einseitige Bearbeitung: 3-Achsen-CNC-Maschinen können in einem einzigen Setup nur eine Seite eines Materials bearbeiten.
• Geringe Genauigkeit: Die Verwendung unterschiedlicher Setups kann es schwieriger machen, auf einer 3-Achsen-CNC-Maschine genaue Ergebnisse zu erzielen.

Wann sollte ich eine 3-Achsen-CNC-Maschine verwenden?

Für diese Anforderungen ist eine 3-Achsen-CNC-Maschine ideal:

• Niedrigere Budgets: Bei knappen Budgets sind 3-Achsen-CNC-Maschinen die beste Wahl. Sie sind in Anschaffung und Wartung günstiger.
• Kleine Produktionsläufe: Der Einsatz von 3-Achsen-CNC-Maschinen kann die Effizienz kleinerer Produktionsläufe steigern. Diese Maschinen sind einfach zu bedienen und einzurichten. Darüber hinaus senkt der niedrige Preis der Maschine die Gesamtproduktionskosten.
• Einfache Struktur: 3-Achsen-CNC-Maschinen eignen sich ideal für die Herstellung von Produkten mit einfachen Formen. Diese Teile haben eine einfache Form und weisen keine komplizierten Details auf.

Erkundung der 4-Achsen-CNC-Bearbeitung

Die 4-Achsen-CNC-Bearbeitung ergänzt die 3-Achsen-Bearbeitung um die A-Achse. Sie fügt eine Drehachse um die X-AchseDies erhöht die Vielseitigkeit und Komplexität des Prozesses. Die zusätzliche Achse ermöglicht die Drehung des Werkstücks. Sie ermöglicht die Bearbeitung seitlicher Elemente ohne manuelles Neupositionieren. Diese Funktion reduziert den Rüstaufwand für komplexe Teile. Sie steigert die Produktivität und reduziert Fehler durch Mehrfach-Rüstungen.

Es gibt zwei Hauptarten der 4-Achsen-Bearbeitung: kontinuierlich und indexiert. Bei der kontinuierlichen 4-Achsen-Bearbeitung bewegen sich Werkzeug und Werkstück gemeinsam. Dadurch lassen sich komplexe Formen und Merkmale in einem Durchgang erzeugen. Diese Methode eignet sich hervorragend für komplexe Designs wie Spiralen oder komplexe Bögen. Sie verbessert die Fertigung komplexer Teile. Bei der 4-Achsen-Indexierung hingegen wird die Rotation des Werkstücks gestoppt. Es wird in verschiedenen Winkeln angehalten, um die Bearbeitung von verschiedenen Seiten zu ermöglichen. Bei dieser Methode ist Drehen und Schneiden nicht gleichzeitig möglich. Sie ermöglicht jedoch das Hinzufügen von Merkmalen auf verschiedenen Seiten des Teils ohne komplexe Einstellungen.

Die 4-Achsen-Bearbeitung ist in bestimmten Situationen der 3-Achsen-Bearbeitung vorzuziehen. Dabei handelt es sich um Teile mit vielen Seitenmerkmalen oder komplexen Geometrien. Mit nur drei Bewegungsachsen wären diese Geometrien schwer zu realisieren. Die A-Achse bietet zusätzliche Flexibilität. Sie eignet sich ideal für die Herstellung komplexer Teile, beispielsweise mit nicht-orthogonalen Merkmalen, Hinterschnitten oder Merkmalen, die auf mehr als einer Fläche ausgerichtet sein müssen. Zu diesen Branchen gehören die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie und die Medizintechnik. Sie nutzen häufig die 4-Achsen-Bearbeitung für Teile, die diese komplexen Merkmale und hohe Genauigkeit erfordern.

Vorteile von 4-Achsen-CNC-Maschinen

• Mehrseitenbearbeitung: 4-Achsen-CNC-Maschinen können alle vier Seiten eines Teils in einer Aufspannung bearbeiten. Das bedeutet, dass Sie nicht mehrere Aufspannungen vornehmen müssen.
• Massenbearbeitung ist günstiger: 4-Achsen-Maschinen sind für die Großserienproduktion günstiger. Dies liegt daran, dass weniger Aufspannungen erforderlich sind als bei 3-Achsen-CNC-Maschinen.
• Hohe Genauigkeit: Mit weniger Setups können sehr enge Toleranzen erreicht werden.

Nachteile von 4-Achsen-CNC-Maschinen

• Hoher Maschinenpreis: 4-Achsen-CNC-Maschinen sind teurer als 3-Achsen-CNC-Maschinen.
• Teure Armaturen: Die Vorrichtungen einer 4-Achsen-CNC-Maschine können für einfache einseitige Aufgaben zu teuer sein.
• Begrenzte Geschwindigkeit: 4-Achsen-CNC-Maschinen sind langsamer als Mehrachsen-Maschinen.

Wann sollte ich eine 4-Achsen-CNC-Maschine verwenden?

4-Achsen-CNC-Maschinen können für folgende Zwecke verwendet werden:

• Gebogene Funktionen: Eine 4-Achsen-CNC-Maschine kann gekrümmte Elemente bearbeiten. Sie eignet sich ideal für die Bearbeitung von Winkelelementen.
• Hohe Toleranzen: 4-Achsen-CNC-Maschinen eignen sich besser für Aufgaben, die eine höhere Genauigkeit erfordern als 3-Achsen-CNC-Maschinen. Dies liegt daran, dass diese Werkzeuge weniger Einstellungen benötigen.
• Mehrflächenbearbeitung: Die 4-Achsen-CNC-Bearbeitung eignet sich für die Bearbeitung von Teilen mit unterschiedlichen Oberflächenmerkmalen.
• Großserienproduktion: Für Produktionsaufgaben mit hohem Volumen kann die 4-Achsen-CNC-Bearbeitung voll genutzt werden.

Weiterentwicklung zur 5-Achsen-CNC-Bearbeitung

5-Achsen-CNC-Bearbeitung Die Präzision und Komplexität von Teilen wurde verbessert. Dies wird durch die Rotation in zwei Ebenen erreicht. Diese Weiterentwicklung ermöglicht Bewegungen entlang der traditionellen X-, Y- und Z-Achsen sowie Rotationen um die A- und B-Achsen. Manchmal wird die C-Achse anstelle der B-Achse verwendet. Diese Bewegungen erzeugen präzise, komplexe Formen und Merkmale.

5-Achsen-CNC-Bearbeitung gibt es in zwei Varianten. Diese sind Kontinuierliche 5-Achs-Bearbeitung und 3+2-Achs-BearbeitungJeder Typ bietet einzigartige Vorteile. Bei der kontinuierlichen 5-Achsen-Bearbeitung können sich Werkzeug und Werkstück gleichzeitig in allen fünf Achsen bewegen. Dies ermöglicht ein reibungsloses, unterbrechungsfreies Schneiden komplexer Formen. Diese Fähigkeit ist entscheidend für die Herstellung von Teilen mit komplexen Konturen und Geometrien.

Die 3+2-Achsen-Bearbeitung nutzt ebenfalls fünf Achsen. Zusätzlich werden zusätzliche Achsen verwendet, um das Werkstück schräg zu positionieren und zu fixieren. Anschließend erfolgt die traditionelle 3-Achsen-Bearbeitung. Der Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass komplexe Winkel ohne die kontinuierliche Bewegung der 5-Achsen-Bearbeitung bearbeitet werden können. Die Rüstzeiten werden dadurch erheblich reduziert.

Die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung bietet viele Vorteile. Dazu gehören niedrigere Arbeitskosten aufgrund der hohen Automatisierung und Effizienz. Diese Technologie sorgt außerdem für eine bessere Teilegenauigkeit und Oberflächengüte. Dies wird durch weniger Rüstzeiten und die Möglichkeit erreicht, das Werkzeug im optimalen Winkel an das Werkstück heranzuführen.

Vorteile von 5-Achsen-CNC-Maschinen

• Komplexe Geometrien: Mit der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung können Werkstücke mit komplexen Formen bearbeitet werden.
• Mehrseitenbearbeitung: Diese Maschinen können alle fünf Seiten eines Werkstücks gleichzeitig bearbeiten, ohne dass eine Umrüstung erforderlich ist.
• Hohe Geschwindigkeit: Weniger Setups und schnellere Ausgabe.
• Genau: 5-Achsen-CNC-Maschinen ermöglichen die Bearbeitung hochpräziser Teile. Die Bearbeitung kann in einer einzigen Aufspannung erfolgen, wodurch die beim Wechsel der Aufspannung auftretenden Unterschiede entfallen.

Nachteile von 5-Achsen-CNC-Maschinen

• Kosten: Die Kosten einer 5-Achsen-CNC-Maschine sind viel höher als die einer 3- oder 4-Achsen-CNC-Maschine. Darüber hinaus fallen zusätzliche Kosten für Wartung und Betrieb an.
• Bedienerschulung: Die Verwendung von 5-Achsen-CNC-Werkzeugen kann schwierig sein. Daher sind spezielle Kenntnisse und Schulungen der Bediener erforderlich.
• Programmierkomplexität: Die Programmierung einer 5-Achsen-CNC-Maschine ist komplexer. Dies liegt daran, dass zwei zusätzliche Bewegungsachsen berücksichtigt werden müssen.

Wann sollte ich 5-Achsen-CNC-Bearbeitung verwenden?

5-Achsen-CNC-Maschinen funktionieren in diesen Situationen am besten:

• Komplexe Formen: Die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung ist die beste Wahl für die Herstellung komplexer Formen.
• Großserienproduktion: Diese Maschinen können problemlos große Stückzahlen produzieren. Bei der Massenproduktion reduzieren sie die Kosten pro Teil.
• Präzisionsbearbeitung: 5-Achsen-CNC-Maschinen können sehr präzise Teile herstellen. Daher werden sie häufig in Bereichen wie Forschung und Entwicklung, Luftfahrt und Medizin eingesetzt.
• Mehrseitenbearbeitung: Wenn mehrere Flächen eines Teils bearbeitet werden müssen, sind 5-Achsen-CNC-Maschinen die beste Wahl.

Vergleich: Auswahl zwischen 3-Achsen, 4-Achsen und 5-Achsen

Sie müssen zwischen 3-, 4- und 5-achsiger CNC-Bearbeitung wählen. Dazu müssen Sie die wesentlichen Unterschiede in Anwendung, Kosten, Genauigkeit und Teilekomplexität verstehen. 3-achsige CNC-Maschinen arbeiten entlang der X-, Y- und Z-Achse. Sie sind die einfachste und günstigste Option und eignen sich ideal für einfache Teile mit geringer Komplexität. Sie werden oft für Budgetprojekte bevorzugt. Die Teile benötigen keine komplexen Merkmale oder Oberflächen.

4-Achsen-CNC-Maschinen verfügen über eine zusätzliche Drehachse. Diese Achse kann Teile mit seitlichen Merkmalen in einer einzigen Aufspannung bearbeiten. Dies reduziert den Bedarf an mehreren Aufspannungen und steigert die Effizienz. Die Maschine kann dadurch komplexere Teile produzieren als eine 3-Achsen-Maschine. Die 4-Achsen-Bearbeitung liegt im mittleren Preissegment und ist mittelkomplex. Sie eignet sich für Teile, die Rotationssymmetrie benötigen oder nicht allein mit der 3-Achse bearbeitet werden können.

Die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung ermöglicht die Rotation in zwei zusätzlichen Ebenen. Dadurch lassen sich komplexe Formen mit hoher Präzision bearbeiten. Das Werkzeug kann das Werkstück aus nahezu jeder Richtung anfahren. 5-Achsen-Maschinen bieten große Vorteile hinsichtlich der Teilekomplexität und -genauigkeit. Dies bedeutet jedoch auch hohe Anschaffungskosten. Sie eignen sich besser für hochkomplexe Luft- und Raumfahrt Und medizinisch Geräte. Es ist auch gut für alle Teile, die komplexe Formen und enge Toleranzen.

Die Wahl dieser Optionen sollte auf Volumen, Budget und Teilekomplexität basieren. Die 3-Achs-Bearbeitung eignet sich für die Herstellung einfacher Teile in großen Stückzahlen. Sie ist effizient und kostengünstig. Für Teile mit vielen Funktionen oder mittlerer Komplexität bietet die 4-Achs-Bearbeitung ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Kosten und Funktionalität. Schließlich erfordern die komplexesten Designs hohe Genauigkeit und Flexibilität. Hierfür ist die 5-Achs-Bearbeitung vorzuziehen, kostet aber mehr. Die Unterschiede zwischen 4-Achsen- und 5-Achsen-CNC-Bearbeitung werden in einem separaten Artikel detailliert verglichen.

Berücksichtigen Sie daher Durchsatz, Budget und Teilekomplexität. Diese Faktoren sollten die Wahl des richtigen Bearbeitungsverfahrens bestimmen. Stellen Sie sicher, dass die aktuellen Fertigungsanforderungen effizient und effektiv erfüllt werden.

Abschließen

Daher ist es wichtig, alle Faktoren zu berücksichtigen. Sie sind wichtig bei der Wahl des richtigen Fertigungsverfahrens für die Anforderungen eines Projekts. Wählen Sie die richtige CNC-Bearbeitung für eine effiziente Teileanpassung. Yonglihao Machinery ist ein Professional Rapid-Prototyping-UnternehmenWir bieten professionelle Teilekonstruktion und Bearbeitungsdienstleistungen. Wir unterstützen Sie gerne bei der Auswahl des für Ihre aktuellen Anforderungen am besten geeigneten CNC-Bearbeitungsverfahrens.

Häufig gestellte Fragen

Was ist CNC-Bearbeitung?

CNC steht für Computer Numerical Control und bezeichnet den Einsatz von Computern zur Automatisierung von Werkzeugmaschinen. Das bedeutet, dass der Prozess Computerprogramme zur Steuerung von Werkzeugmaschinen wie Drehmaschinen, Fräsmaschinen und Schleifmaschinen nutzt. Diese Technologie verbessert die Genauigkeit, Effizienz und Konsistenz der Teile- und Produktproduktion.

Wie wähle ich für mein Projekt zwischen 3-Achsen-, 4-Achsen- und 5-Achsen-CNC-Bearbeitung?

Die Wahl hängt von der Komplexität Ihres Projekts, den Präzisionsanforderungen und dem Budget ab. Verwenden Sie die 3-Achsen-Maschine für einfache Teile mit Grundformen. Verwenden Sie die 4-Achsen-Maschine für Teile, die mehrseitige oder komplexe Merkmale benötigen. Verwenden Sie die 5-Achsen-Maschine für komplizierte Designs, die hohe Präzision erfordern.

Ist die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung deutlich teurer als die 3- oder 4-Achsen-Bearbeitung?

Ja, 5-Achs-Maschinen haben höhere Anschaffungs- und Betriebskosten. Dies liegt an ihren erweiterten Fähigkeiten und ihrer Präzision. Sie können jedoch die Gesamtkosten für komplexe Teile senken, indem sie Rüstzeiten und das Fehlerpotenzial minimieren.

Können 3-Achsen-CNC-Maschinen Teile mit Hinterschnitten oder komplexen Geometrien herstellen?

3-Achs-Maschinen haben in dieser Hinsicht ihre Grenzen. Sie haben Schwierigkeiten mit Hinterschnitten und komplexen Formen. Dies liegt an ihrer linearen Bewegung in nur drei Achsen. Für solche Aufgaben sind 4- oder 5-Achs-Maschinen besser geeignet.

Gibt es bestimmte Branchen, die mehr von der 5-Achsen-Bearbeitung profitieren?

Ja, solche Branchen benötigen hochkomplexe und präzise Teile. Dazu gehören die Luft- und Raumfahrt, die Medizintechnik und die Automobilindustrie. Diese Branchen profitieren enorm von der Vielseitigkeit und Präzision der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung.

Was sind die Hauptanwendungen der 4-Achsen-CNC-Bearbeitung?

Die 4-Achsen-Bearbeitung eignet sich ideal für Teile, die in einer einzigen Aufspannung Merkmale oder Schnitte in verschiedenen Winkeln benötigen. Sie wird häufig für Teile mit runden oder komplexen Formen eingesetzt. Zu diesen Teilen gehören beispielsweise Zahnräder oder Nockenwellen.