Simultane 5-Achsen- vs. 3+2-Achsen-Bearbeitung: Detaillierter Vergleich

In CNC-BearbeitungDie beiden Haupttypen sind die simultane 5-Achsen- und die 3+2-Achsen-Bearbeitung. Jede dieser Bearbeitungsarten hat ihre eigenen Merkmale und Einsatzmöglichkeiten. Die simultane 5-Achsen-Bearbeitung ermöglicht die gleichzeitige Bearbeitung auf fünf unabhängigen Achsen. Sie kann sehr komplexe Formen bearbeiten und eignet sich am besten für die Präzisionsbearbeitung im High-End-Bereich. Die 3+2-Achsen-Bearbeitung ergänzt die traditionelle 3-Achsen-Bearbeitung um zwei Drehachsen. Obwohl keine simultane Bearbeitung auf allen fünf Achsen möglich ist, bietet sie dennoch bessere Kontaktwinkel und eine höhere Effizienz bei bestimmten komplexen Teilen.

Nächste, Yonglihao Machinery Beschreibt die spezifischen Einsatzmöglichkeiten, Vorteile und Auswahlhilfen für die simultane 5-Achsen- und 3+2-Achsen-Bearbeitung. Dies hilft Ihnen, diese beiden Bearbeitungstechnologien besser zu verstehen und optimale Lösungen für Ihre Projekte zu finden.

Was ist synchronisierte 5-Achsen-CNC-Bearbeitung?

Also, Was ist 5-Achsen-CNC-Bearbeitung5-Achsen-CNC-Bearbeitungsmaschinen bewegen das Schneidwerkzeug in fünf Achsen. Drei Linearachsen und zwei Rotationsachsen arbeiten zusammen, um das gewünschte Teil zu bearbeiten. Die folgende Tabelle zeigt die Achsen einer 5-Achsen-CNC-Maschine und ihre Funktionsweise.

A und B sind die beiden Drehachsen, die als Schwenktischachse bzw. Tischdrehachse bezeichnet werden. Wie man an der Bewegung der Achsen erkennen kann, erhöht die 5-Achsen-Bearbeitung die Bewegung der Werkzeugspindel oder des Tisches. Dadurch bewegt und dreht sich das Schneidwerkzeug stärker. Dies erhöht die Effizienz der konventionellen CNC-Bearbeitung Methoden.

Die vierte und fünfte Achse ermöglichen der CNC-Maschine die gleichzeitige Bearbeitung von fünf Flächen. Dadurch ist die 5-Achsen-CNC-Maschine sehr präzise und schnell. Darüber hinaus beschleunigt sie die Herstellung komplexer Strukturen und Merkmale. Da kein großer Einrichtungsaufwand erforderlich ist, eignet sich das Verfahren ideal für den Mehrfacheinsatz und spart Kosten.

Was ist 3+2-Achsen-CNC-Bearbeitung?

Die standardmäßige 3-Achsen-Bearbeitung wird üblicherweise mit vertikalen und horizontalen Fräsmaschinen durchgeführt. Zusätzlich werden Schwenkzapfen und ein Drehtisch hinzugefügt, um die Bewegung auf zwei zusätzlichen Drehachsen zu ermöglichen. Dieser Ansatz entspricht der 3+2-Achsen-CNC-Bearbeitung.

Dieses Verfahren wird auch als 5-Achs-Positionierbearbeitung bezeichnet. Dabei halten die vierte und fünfte Achse das Werkstück in einer bestimmten Position. Anstatt sich während des gesamten Bearbeitungsprozesses bewegen zu müssen, können herkömmliche 3-Achs-Bearbeitungsvorgänge durchgeführt werden. Darüber hinaus verfügen 3+2-Achs-Bearbeitungszentren über kürzere und stärkere Schneidwerkzeuge. Dies gewährleistet eine höhere Maßhaltigkeit.

Das 3+2-Bearbeitungssetup ist sogar noch besser als ein herkömmliches 3-Achsen-Bearbeitungszentrum. Es kann Werkstücke von allen Seiten bearbeiten. Darüber hinaus reduziert es den Bedarf an zusätzlichen Aufspannungen im Fertigungsprozess. Dadurch werden Produktionsdurchlaufzeiten und -kosten reduziert.

Vergleichen Sie 5-Achsen-Bearbeitung mit 3+2-Bearbeitung

Der Hauptunterschied zwischen 3+2- und 5-Achsen-CNC-Bearbeitung liegt in der Einrichtung. 5-Achsen-CNC-Maschinen können das Schneidwerkzeug in fünf Richtungen bewegen. Bei 3+2-Achsen-CNC-Maschinen hingegen werden 3-Achsen-CNC-Maschinen mit kippbaren Drehzapfen und Drehtischen eingesetzt.

Die Produktarten und Branchen, die mit 3+2- und 5-Achsen-CNC-Bearbeitung bearbeitet werden können, unterscheiden sich ebenfalls. Die 3+2-Achsen-CNC-Bearbeitung wird hauptsächlich für die Bearbeitung ebener Flächen eingesetzt. Die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung eignet sich hingegen besser für die Bearbeitung von Oberflächen mit komplexen Konturen. Da die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung mehr Funktionen bietet, können damit Teile unterschiedlicher Formen und Funktionen für viele Branchen bearbeitet werden.

Allerdings erfordern nicht alle Projekte den Einsatz synchronisierter 5-Achsen-CNC-Bearbeitung. In manchen Fällen kann eine 3+2-Achsen-Bearbeitung sinnvoller sein. Daher ist es wichtig, die Vor- und Nachteile der 5- und 3+2-Achsen-CNC-Bearbeitung zu kennen, um die beste Option zu wählen.

Vorteile der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung

Die Verwendung von 5-Achsen-CNC-Bearbeitungsmethoden bietet viele Vorteile, beispielsweise die folgenden:

• Höhere Präzision: Die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung erfordert weniger Mindesteinstellungen und reduziert so das Fehlerrisiko. Dies verbessert die Funktionalität der CNC-Präzisionsbearbeitung und führt zu besseren Ergebnissen. Mit modernen 5-Achsen-Werkzeugen müssen Sie den Winkel des Werkstücks nicht mehr ändern. Das bedeutet präzisere Toleranzen der bearbeiteten Teile.
• Hohe Schnittgeschwindigkeit und Wiederholgenauigkeit: Bei der 5-achsigen CNC-Bearbeitung steht das Schneidwerkzeug üblicherweise senkrecht zur zu bearbeitenden Oberfläche. Diese Anordnung ermöglicht einen höheren Materialabtrag durch die Rotation des Werkzeugs. Dadurch reduzieren sich Zykluszeiten und Gesamtbearbeitungskosten. Darüber hinaus ermöglichen bestimmte Maschinenkonfigurationen den Einsatz kürzerer Schneidwerkzeuge. Dies verlängert die Lebensdauer der Werkzeuge und gewährleistet ihre Wiederverwendung.
• Fähigkeit zur Herstellung komplexer Teile: Eine 5-Achsen-CNC-Maschine kann fünf Achsen gleichzeitig bearbeiten. Sie kann daher gebogene Teile und andere Teile mit mehreren Oberflächen schneiden. Da diese Bearbeitungsart über zusätzliche Drehachsen verfügt, können komplexere Designs und Geometrien bearbeitet werden. Mit anderen Worten: Die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung kann die gewünschte Form des Teils in einem einzigen Arbeitsgang herstellen und erfordert keine komplexe Vorrichtung.
• Bessere Oberflächenbeschaffenheit: Die zusätzliche Achse einer 5-Achsen-CNC-Maschine sorgt für die korrekte Ausrichtung des Werkstücks. Das Werkstück wird dadurch näher an das Schneidwerkzeug herangeführt. Dadurch können Sie mit einem kürzeren Schneidwerkzeug die gewünschte Form mit minimalen Vibrationen erzeugen. Je geringer die Vibration, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit von Ratterspuren am fertigen Produkt. Manche CNC-Maschinen nutzen die Spindel zudem beim Fräsen von Winkeln stärker aus. Mit dieser Technik erzielen Sie eine bessere Oberflächengüte. Darüber hinaus reduziert sich der Zeit- und Kostenaufwand für die Nachbearbeitung.
• Reduzieren Sie Kosten und Zykluszeit: 5-achsig bearbeitete Teile können in den meisten Fällen in nur einem Durchgang bearbeitet werden. Dies liegt daran, dass dieses Verfahren sehr schnell ist. Da die 5-achsige CNC-Maschine nur einmal eingerichtet werden muss, spart dies Zeit und Geld. Durch den Einsatz kürzerer, langlebigerer Werkzeuge entfallen zudem häufige Werkzeugwechsel. Dies spart ebenfalls Bearbeitungszeit und Kosten.

Nachteile der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung

Obwohl die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung sehr nützlich ist, gibt es auch einige Probleme. Hier sind einige davon:

• Höhere Anschaffungskosten: Die Kosten für 5-Achsen-CNC-Maschinen und die dafür benötigte Software sind recht hoch. Der Preis für eine 3- oder 4-Achsen-CNC-Maschine ist hingegen deutlich niedriger. Ebenso ist der Wartungsaufwand einer 5-Achsen-CNC-Maschine höher als bei einer normalen Maschine. Dieser Faktor wirkt sich auch direkt auf den Preis der 5-Achsen-Teilebearbeitung aus.
• Für einige Anwendungen ungeeignet: Es gibt Situationen, in denen der Einsatz von 4- und 5-Achs-Bearbeitungstechniken nicht möglich ist. Beispielsweise ist das Schneidwerkzeug zu kurz oder der Schaft zu breit. In solchen Fällen lassen sich Vibrationen bei schrägen Winkeln nicht vermeiden.
• Komplexe Programmierung erforderlich: Aufgrund der 5-Achsen-Bearbeitung verfügen CNC-Maschinen über zusätzliche Drehrichtungen und komplexe räumliche Bahnen. Daher ist ein höherer Programmieraufwand erforderlich, um die erforderliche Bearbeitungsgenauigkeit, Präzision und Oberflächengüte zu erreichen. Zudem ist die 4- und 3-Achsen-Bearbeitung im Vergleich zur 5-Achsen-Bearbeitung fehleranfälliger.

Vorteile der 3+2-Achsen-CNC-Bearbeitung

Im Vergleich zu anderen CNC-Maschinen bietet die 3+2-Achsen-CNC-Bearbeitung folgende Vorteile:

• Herstellung komplexerer Funktionen: Bei 3+2-Bearbeitungsverfahren können Schneidwerkzeuge kürzer und härter sein. Mit diesen Werkzeugen lassen sich steile Wände, Hinterschnitte in Hohlräumen und viele weitere komplexe Formen erzeugen. Darüber hinaus können die Werkzeuge gezielt eingesetzt werden, sodass der Schneidbereich einen bestimmten Winkel bildet. Gleichzeitig kann der Spindelkopf nach unten und nahe an das Werkstück bewegt werden. Daher kann diese Methode auch zur Verbesserung der Genauigkeit und Verlängerung der Werkzeugstandzeit eingesetzt werden.
• Weniger Programmierung: Die räumliche Bewegungsbahn der 3+2-Achsen-CNC-Bearbeitung ist kleiner als bei der synchronisierten 5-Achsen-Bearbeitung. Dadurch ist der Werkzeugweg kürzer und die Drehbewegung geringer. Dies erleichtert die Programmierung der Freiformbearbeitung.
• Reduzierte Kosten und Zykluszeiten: Bei den meisten herkömmlichen 3-Achsen-CNC-Bearbeitungszentren muss die Spindel mehrmals angehalten werden, um verschiedene Flächen zu bearbeiten. Dies kann sehr schwierig sein, wenn fünf oder mehr Bereiche bearbeitet werden müssen. Die 3+2-Achsen-CNC-Bearbeitung hingegen schafft Abhilfe. Mit dieser Methode können Sie fünf verschiedene Bereiche gleichzeitig bearbeiten.

Nachteile der 3+2-Achsen-CNC-Bearbeitung

Bei der 3+2-Achsen-CNC-Bearbeitung bleibt der Winkel zwischen Werkzeug und Schleifscheibe in der Regel konstant. Daher benötigen Sie möglicherweise viele benannte Ansichten, um die Oberflächen komplexer CNC-Teile darzustellen. Dies führt in der Regel zu Werkzeuglinienkreuzungen, die die Bearbeitungszeiten verlängern.

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

Branchen und ihre jeweiligen Bearbeitungsmethoden

Die CNC-Bearbeitung nutzt simultane 5-Achsen- und 3+2-Achsen-Technologien. Diese werden in vielen Branchen eingesetzt, insbesondere Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, medizinisch Geräteherstellung und Unterhaltungselektronik. Sie bieten ihre einzigartigen Vorteile.

Luft- und Raumfahrt

• Simultane 5-Achsen-Bearbeitung: In der Luft- und Raumfahrt werden mit dieser Technologie hochpräzise Teile hergestellt. Dazu gehören Turbinenschaufeln, Motorgehäuse und komplexe Raumfahrzeugkomponenten.
• 3+2-Achsen-Bearbeitung: Dadurch werden größere, einfache Flugzeugstrukturteile wie Flügelrahmen und Rumpfbaugruppen hergestellt. Es ist auch eine Art der Bearbeitung für große CNC-Bearbeitung.

Automobilindustrie

• Simultane 5-Achsen-Bearbeitung: Zur Herstellung komplexer Motorkomponenten, Antriebsstrangbaugruppen und kundenspezifischer Karosserieteile.
• 3+2-Achsen-Bearbeitung: Es wird häufig zur Herstellung von Automobilformen verwendet. Darüber hinaus werden damit auch Karosserieteile und einige Standardteile hergestellt.

Medizinische Geräte

• Simultane 5-Achsen-Bearbeitung: Es dient der Herstellung hochpräziser kundenspezifischer Implantate, chirurgischer Instrumente und komplexer Teile für medizinische Geräte.
• 3+2-Achsen-Bearbeitung: Es dient zur Herstellung herkömmlicher medizinischer Geräte und zusätzlicher Werkzeuge. Dazu gehören Stents und Gehäuse.

Unterhaltungselektronik

• Simultane 5-Achsen-Bearbeitung: Zur Herstellung komplexer Mobiltelefonteile, Kamerabaugruppen und mikroelektronischer Geräte.
• 3+2-Achsen-Bearbeitung: Sie stellen Teile für große Unterhaltungselektronik her. Zu diesen Teilen gehören Laptopgehäuse und TV-Backplanes.

Kostenvergleich

Die 5-Achsen-Bearbeitung erfolgt simultan. Sie bietet unübertroffene Genauigkeit und bewältigt komplexe Aufgaben problemlos. Sie reduziert Bearbeitungszeiten und Rüstzeiten drastisch. Allerdings ist sie teurer und erfordert qualifiziertere Bediener. Die 3+2-Achsen-Bearbeitung ist kostengünstig und vereinfacht Programmierung und Bedienung. Sie eignet sich für Projekte mit begrenztem Budget und weniger komplexen Bearbeitungsanforderungen.

Überlegungen zur Auswahl einer Bearbeitungsmethode

Die Hersteller müssen wählen zwischen Gleichzeitig 5-Achsen-CNC-Service oder 3+2-Achsen-Bearbeitungsservice. Sie müssen die folgenden Aspekte berücksichtigen:

• Teilekomplexität: Für extrem komplexe Teile ist eine simultane 5-Achsen-Bearbeitung erforderlich.
• Kosten und Budget: Wenn das Budget begrenzt ist, kann eine 3+2-Achsen-Bearbeitung in Betracht gezogen werden.
• Anforderungen an Bearbeitungseffizienz und Genauigkeit: Nutzen Sie die simultane 5-Achsen-Technologie für hohe Effizienz. Sie eignet sich für die Bearbeitung mit ultrahoher Präzision.
• Technische Fähigkeiten und Ausrüstungsinvestitionen: Die simultane 5-Achsen-Bearbeitung erfordert höhere Investitionen in Technik und Ausrüstung. Unternehmen sollten ihre Wahl entsprechend ihren Bedingungen treffen.

Jede Methode hat ihre eigenen Vorteile und Einsatzmöglichkeiten. Dies erfordert eine Rapid-Prototyping-Unternehmen Mit umfassender Erfahrung und technischen Fähigkeiten, wie z. B. Yonglihao Machinery. Wir bieten Ihnen die besten Lösungen für Ihre Anforderungen. Dies gewährleistet einen reibungslosen Projektablauf und eine hohe Produktqualität.

Zusammenfassung

Bei der Wahl zwischen simultaner 5-Achsen- und 3+2-Achsen-CNC-Bearbeitung ist es wichtig, die technischen Vorteile zu verstehen und zu wissen, wann welche Technologie am besten geeignet ist. Die simultane 5-Achsen-Bearbeitung eignet sich für High-End-Anwendungen, die hohe Präzision und komplexe Formen erfordern. Die 3+2-Achsen-Bearbeitung kann aufgrund ihrer Kosten und Einfachheit auch für weniger präzise Anwendungen eingesetzt werden. Die simultane 5-Achsen-Bearbeitung wird für Projekte bevorzugt, die weniger Präzision erfordern. Die richtige Wahl hängt von den Projektanforderungen, dem Budget und der erwarteten Bearbeitungsqualität ab. Yonglihao Machinery bietet beide Technologien an und kann die optimale Bearbeitungslösung für die Kundenbedürfnisse empfehlen. Dies gewährleistet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Ergebnis und Kosten.

Häufig gestellte Fragen

Was sind die Hauptunterschiede zwischen der simultanen 5-Achsen- und der 3+2-Achsen-Bearbeitung?

Die simultane 5-Achsen-Bearbeitung ermöglicht die Präzisionsbearbeitung in fünf Achsen gleichzeitig. Sie eignet sich für komplexe Formen und bietet höhere Bearbeitungsgenauigkeit und -geschwindigkeit. Die 3+2-Achsen-Bearbeitung ergänzt die herkömmlichen drei Drehachsen um zwei weitere. Diese werden jedoch nicht gleichzeitig betrieben. Sie eignet sich für Teile mit einfacheren Anforderungen zu geringen Kosten.

Welche Branchen profitieren am meisten von welcher Bearbeitungsart?

Simultane 5-Achsen-Bearbeitung: Diese Maschinen werden in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Medizintechnik eingesetzt. Auch in der Unterhaltungselektronik kommen sie zum Einsatz. Sie eignen sich insbesondere für Anwendungen, die hochpräzise und komplexe Formbearbeitung erfordern.

3+2-Achsen-Bearbeitung: Für einfachere Teile aus der Luft- und Raumfahrt verwenden Sie Standardautoteile. Auch für die allgemeine Industrie und einige grundlegende Unterhaltungselektronikprodukte.

Welchen Einfluss haben Budgetüberlegungen auf die Entscheidung zwischen der simultanen 5-Achsen- und der 3+2-Achsen-Bearbeitung?

Das Budget spielt eine wichtige Rolle bei der Entscheidung, ob simultane 5-Achsen- oder 3+2-Achsen-Bearbeitung eingesetzt werden soll. Die simultane 5-Achsen-Bearbeitung ist in der Anwendung und im Betrieb teurer. Sie eignet sich für Projekte, die hohe Genauigkeit und Komplexität erfordern. Ist das Budget begrenzt und die Bearbeitungsanforderungen nicht die hohe Präzision der simultanen 5-Achsen-Bearbeitung erfordern, ist die 3+2-Achsen-Bearbeitung die günstigere Option. Sie deckt die meisten Ihrer Bearbeitungsanforderungen zu geringeren Kosten ab.