Usinage multi-axes : usinage CNC 3 axes, 4 axes et 5 axes

L'usinage CNC est inégalé pour la fabrication de pièces. Précis, rapide et efficace, il améliore considérablement les capacités de fabrication. L'usinage CNC multiaxes porte cet avantage à un niveau supérieur par rapport à l'usinage CNC traditionnel. Les machines CNC multiaxes peuvent fonctionner sur 4, 5 axes, voire plus. Cette amplitude de mouvement accrue permet d'usiner des pièces complexes sous presque tous les angles. Elle réduit le besoin de réglages multiples et améliore l'efficacité. Elles sont essentielles dans des secteurs comme l'aéronautique, l'automobile et les dispositifs médicaux, qui exigent une haute précision et des conceptions complexes. Quelle est donc la différence entre l'usinage CNC 3 axes, 4 axes et 5 axes ?

Chez Yonglihao Machinery, nous sommes un professionnel Fournisseur de services d'usinage CNCNous proposons une large gamme de services d'usinage CNC multiaxes, y compris des services 5 axes. Dans cet article, nous vous présenterons les différents aspects de l'usinage multiaxes. Nous vous aiderons à comprendre les avantages et les différences des usinages CNC 3, 4 et 5 axes. Nous vous aiderons également à choisir le système le plus adapté.

Comprendre l'usinage CNC 3 axes

L'usinage CNC 3 axes repose sur le mouvement coordonné de trois axes : X (horizontal), Y (vertical) et Z (profondeur). Ces axes sont essentiels pour le façonnage, le perçage et la découpe des matériaux en produits finis. Une machine CNC 3 axes travaille dans ces trois dimensions. Elle permet de réaliser une large gamme de pièces aux formes simples et constitue un atout majeur. fonctionnement de base de la CNC.

Ce type d'usinage L'usinage 3 axes semble rentable. Ces machines sont souvent moins chères que leurs homologues plus complexes. Cette économie se reflète non seulement sur le prix d'achat initial, mais aussi sur les coûts de maintenance et d'exploitation. La facilité d'utilisation est un autre avantage majeur. Les machines 3 axes offrent une configuration et un fonctionnement plus simples. Elles sont utilisables par des opérateurs ayant une formation de base. De plus, l'usinage 3 axes est facile à programmer, ce qui permet des changements rapides et une production flexible.

Cependant, certaines limites sont à prendre en compte. Les principaux inconvénients sont une lenteur et une précision moindres par rapport aux machines multiaxes plus avancées. Ces avantages sont essentiels pour la fabrication de pièces aux formes complexes, ainsi que lorsque de nombreux changements et réglages d'outils sont nécessaires. Le recours à trois axes limite la possibilité de réaliser des formes complexes simultanément. Leur finition nécessite souvent des étapes supplémentaires.

Il est actuellement utilisé pour l'usinage de pièces dans de nombreux secteurs, notamment la fabrication de supports, de boîtiers et de moules de base dans des secteurs tels que l'automobile, l'électronique grand public et les composants industriels.

Avantages de l'usinage CNC 3 axes

• Plus abordable:Les machines CNC à 3 axes coûtent beaucoup moins cher que les machines multi-axes.
• Facile à utiliserLes machines CNC 3 axes sont faciles à maîtriser. Les opérateurs n'ont pas besoin de formation complexe.
• Simple à programmerLes machines CNC 3 axes ne nécessitent qu'une programmation simple, ce qui permet de gagner encore plus de temps d'exploitation.
• Faible entretien:En raison de la simplicité des machines CNC à 3 axes, ces machines nécessitent moins d'entretien.

Inconvénients de l'usinage CNC 3 axes

• Vitesse de fabrication plus lente:Les machines CNC à 3 axes sont plus lentes que les machines CNC multi-axes.
• Limitations fonctionnelles:Les machines CNC à 3 axes ne sont pas capables de fabriquer des pièces aux formes complexes.
• Usinage unilatéral:Les machines CNC à 3 axes ne peuvent usiner qu'un seul côté d'un matériau dans une seule configuration.
• Faible précision:L'utilisation de configurations différentes peut rendre plus difficile l'obtention de résultats précis sur une machine CNC à 3 axes.

Quand dois-je utiliser une machine CNC à 3 axes ?

Une machine CNC à 3 axes est idéale pour ces besoins :

• Budgets réduits:Pour les budgets serrés, les machines CNC 3 axes constituent le meilleur choix. Elles sont moins coûteuses à l'achat et à l'entretien.
• Petites séries de productionL'utilisation de machines CNC 3 axes permet d'accroître l'efficacité des petites séries. Ces machines sont faciles à utiliser et à configurer. De plus, leur faible coût réduit le coût total de production.
• Structure simpleLes machines CNC 3 axes sont idéales pour la fabrication de produits aux formes simples. Ces pièces sont simples et ne présentent aucun détail complexe.

Découverte de l'usinage CNC 4 axes

L'usinage CNC 4 axes ajoute l'axe A à l'usinage 3 axes. Il ajoute un axe rotatif autour de l'axe XCela accroît la polyvalence et la complexité du processus. Cet axe supplémentaire permet la rotation de la pièce. Il permet d'usiner les caractéristiques latérales sans repositionnement manuel. Cette fonctionnalité réduit les réglages nécessaires pour les pièces complexes, accroît la productivité et réduit les erreurs liées aux réglages multiples.

Il existe deux principaux types d'usinage 4 axes : continu et indexé. L'usinage 4 axes continu permet à l'outil et à la pièce de se déplacer simultanément, créant ainsi des formes et des détails complexes en une seule passe. Cette méthode est idéale pour les conceptions complexes, comme les spirales ou les arcs complexes. Elle optimise la fabrication de pièces aux formes complexes. L'indexation 4 axes, quant à elle, consiste à arrêter la rotation de la pièce à différents angles pour permettre l'usinage depuis différents côtés. Cette méthode ne permet pas la rotation et la découpe simultanées. En revanche, elle permet d'ajouter des détails sur différents côtés de la pièce sans configuration complexe.

L'usinage 4 axes est préférable à l'usinage 3 axes dans certaines situations. Ces situations concernent des pièces nécessitant de nombreuses caractéristiques latérales ou présentant des géométries complexes. L'utilisation de trois axes de mouvement seulement rendrait ces géométries difficiles à réaliser. L'axe A offre une flexibilité supplémentaire. Il est idéal pour la fabrication de pièces complexes, telles que celles présentant des caractéristiques non orthogonales, des contre-dépouilles ou des caractéristiques devant s'aligner sur plusieurs faces. Parmi ces secteurs, on trouve l'aérospatiale, l'automobile et les dispositifs médicaux. L'usinage 4 axes est souvent utilisé pour les pièces nécessitant ces caractéristiques complexes et une grande précision.

Avantages des machines CNC 4 axes

• Usinage multi-facesLes machines CNC 4 axes peuvent usiner les quatre côtés d'une pièce en une seule configuration. Vous n'avez donc pas besoin de procéder à plusieurs configurations.
• L'usinage en grande série est moins cherLes machines 4 axes sont moins chères pour la production en grande série, car elles nécessitent moins de réglages qu'avec les machines CNC 3 axes.
• Haute précision:Des tolérances très serrées peuvent être obtenues avec moins de configurations.

Inconvénients des machines CNC à 4 axes

• Prix élevé des machines:Les machines CNC à 4 axes sont plus chères que les machines CNC à 3 axes.
• Appareils coûteux:Les montages sur une machine CNC à 4 axes peuvent être trop chers pour des tâches simples et unilatérales.
• Vitesse limitée:Les machines CNC à 4 axes sont plus lentes que les machines multi-axes.

Quand dois-je utiliser une machine CNC 4 axes ?

Les machines CNC à 4 axes peuvent être utilisées aux fins suivantes :

• Caractéristiques courbes:Une machine CNC 4 axes peut usiner des formes courbes. Elle est idéale pour l'usinage de formes angulaires.
• Tolérances élevéesLes machines CNC 4 axes sont mieux adaptées aux tâches exigeant une plus grande précision que les machines CNC 3 axes. Cela s'explique par le fait que ces outils nécessitent moins de réglages.
• Usinage multi-surfaces:L'usinage CNC 4 axes convient à l'usinage de pièces présentant différentes caractéristiques de surface.
• Production à haut volume:Pour les tâches de production à grand volume, l'usinage CNC à 4 axes peut être pleinement utilisé.

Passer à l'usinage CNC 5 axes

Usinage CNC 5 axes a amélioré la précision et la complexité des pièces grâce à la rotation sur deux plans. Cette évolution permet de se déplacer le long des axes X, Y et Z traditionnels, tout en effectuant des rotations autour des axes A et B. Parfois, l'axe C est utilisé à la place de l'axe B. Ces mouvements créent des formes et des caractéristiques précises et complexes.

L'usinage CNC 5 axes se décline en deux types : Usinage continu 5 axes et usinage 3+2 axesChaque type d'usinage présente des avantages uniques. L'usinage 5 axes continu permet à l'outil et à la pièce de se déplacer simultanément sur les cinq axes. Cela permet une découpe fluide et ininterrompue de formes complexes. Cette capacité est essentielle pour la production de pièces aux contours et géométries complexes.

L'usinage 3+2 axes utilise également cinq axes. Cependant, il dispose d'axes supplémentaires pour positionner la pièce à un angle et la verrouiller. Il utilise ensuite l'usinage 3 axes traditionnel. L'avantage de cette approche est qu'elle permet d'usiner des angles complexes sans le mouvement continu de l'usinage 5 axes continu. Les temps de réglage sont ainsi considérablement réduits.

L'usinage CNC 5 axes présente de nombreux avantages, notamment une réduction des coûts de main-d'œuvre grâce à son automatisation et son efficacité élevées. Cette technologie permet également d'améliorer la précision des pièces et l'état de surface, en réduisant les réglages et en permettant à l'outil d'approcher la pièce à usiner selon l'angle optimal.

Avantages des machines CNC 5 axes

• Géométries complexes:L'usinage CNC à 5 axes peut gérer des formes complexes de pièces.
• Usinage multi-faces:Ces machines peuvent usiner les cinq côtés d'une pièce à la fois sans avoir besoin de réinitialiser.
• Grande vitesse:Moins de configurations et une sortie plus rapide.
• PrécisLes machines CNC 5 axes permettent d'usiner des pièces d'une grande précision. L'usinage peut être réalisé avec une seule configuration, éliminant ainsi les différences liées aux changements de configuration.

Inconvénients des machines CNC à 5 axes

• CoûtLe coût d'une machine CNC 5 axes est bien plus élevé que celui d'une machine CNC 3 ou 4 axes. De plus, elle entraîne des coûts supplémentaires de maintenance et d'exploitation.
• Formation des opérateursLes outils CNC 5 axes peuvent être difficiles à utiliser. Les opérateurs doivent donc posséder des compétences et une formation spécifiques.
• Complexité de la programmation:La programmation d'une machine CNC 5 axes est plus complexe, car il faut prendre en compte deux axes de mouvement supplémentaires.

Quand dois-je utiliser l’usinage CNC 5 axes ?

Les machines CNC à 5 axes fonctionnent mieux dans ces situations :

• Formes complexes:L'usinage CNC 5 axes est le meilleur choix pour la fabrication de formes complexes.
• Production à haut volumeCes machines permettent de gérer facilement des volumes de production importants. Elles réduisent le coût par pièce pour la production de masse.
• Usinage de précisionLes machines CNC 5 axes permettent de produire des pièces très précises. Elles sont donc couramment utilisées dans des domaines tels que la recherche et le développement, l'aéronautique et le médical.
• Usinage multi-faces:Si plusieurs faces d'une pièce doivent être usinées, les machines CNC 5 axes sont le meilleur choix.

Comparaison : choisir entre 3 axes, 4 axes et 5 axes

Vous devez choisir entre l'usinage CNC 3 axes, 4 axes et 5 axes. Cependant, il est essentiel de comprendre leurs principales différences d'utilisation, leur coût, leur précision et la complexité des pièces. Les machines CNC 3 axes fonctionnent sur les axes X, Y et Z. Elles constituent l'option la plus simple et la plus économique, idéale pour les pièces simples et peu complexes. Elles sont souvent privilégiées pour les projets à petit budget. Les pièces ne nécessitent pas de caractéristiques ou de surfaces complexes.

Les machines CNC 4 axes intègrent un axe rotatif. Cet axe permet d'usiner des pièces présentant des caractéristiques latérales en une seule configuration. Cela réduit le besoin de configurations multiples et améliore l'efficacité. La machine peut ainsi produire des pièces plus complexes qu'une machine 3 axes. L'usinage 4 axes est de prix et de complexité moyennes. Il est idéal pour les pièces nécessitant une symétrie de rotation ou ne pouvant être usinées en 3 axes seul.

L'usinage CNC 5 axes permet une rotation sur deux plans supplémentaires. Il permet ainsi d'usiner des formes complexes avec une grande précision. L'outil peut approcher la pièce depuis presque toutes les directions. Les machines 5 axes offrent de grands avantages en termes de complexité et de précision des pièces. Cependant, leur coût initial est élevé. Elles sont donc particulièrement adaptées aux pièces très complexes. aérospatial et médical appareils. Il est également adapté à toute pièce nécessitant formes complexes et tolérances serrées.

Le choix de ces options doit être basé sur le volume, le budget et la complexité des pièces. L'usinage 3 axes est destiné à la fabrication de pièces simples en grandes séries. Il est efficace et économique. Pour les pièces nécessitant de nombreuses fonctionnalités ou d'une complexité modérée, l'usinage 4 axes offre un équilibre entre coût et fonctionnalité. Enfin, les conceptions les plus complexes requièrent une précision et une flexibilité élevées. Dans ce cas, l'usinage 5 axes est privilégié, mais son coût est plus élevé. Les différences entre l'usinage CNC 4 axes et 5 axes sont comparés en détail dans un article séparé.

Tenez donc compte du débit, du budget et de la complexité des pièces. Ces éléments doivent guider le choix de la méthode d'usinage appropriée. Assurez-vous que les exigences de fabrication actuelles sont respectées de manière efficace et efficiente.

Conclure

Il est donc important de prendre en compte tous les facteurs. Ils sont déterminants pour choisir la méthode de fabrication adaptée aux besoins d'un projet. Choisissez le bon type d'usinage CNC pour une personnalisation efficace des pièces. Yonglihao Machinery est une professionnel entreprise de prototypage rapideNous proposons des services professionnels de conception et d'usinage de pièces. Nous serons ravis de vous aider à choisir le procédé d'usinage CNC le mieux adapté à vos besoins.

FAQ

Qu'est-ce que l'usinage CNC ?

CNC (commande numérique par ordinateur) désigne l'utilisation d'ordinateurs pour automatiser les machines-outils. Cela signifie que le processus utilise des programmes informatiques pour contrôler des machines-outils telles que des tours, des fraiseuses et des rectifieuses. Cette technologie améliore la précision, l'efficacité et la régularité de la production des pièces et des produits.

Comment choisir entre l'usinage CNC 3 axes, 4 axes et 5 axes pour mon projet ?

Le choix dépend de la complexité de votre projet, de vos exigences de précision et de votre budget. Utilisez le 3 axes pour les pièces simples aux formes basiques. En revanche, privilégiez le 4 axes pour les pièces nécessitant des caractéristiques sur plusieurs faces ou une certaine complexité. Privilégiez le 5 axes pour les conceptions complexes exigeant une grande précision.

L'usinage CNC 5 axes est-il significativement plus cher que l'usinage 3 axes ou 4 axes ?

Certes, les machines 5 axes ont des coûts initiaux et d'exploitation plus élevés, en raison de leurs capacités avancées et de leur précision. Cependant, elles permettent de réduire le coût total des pièces complexes en minimisant les temps de réglage et le risque d'erreur.

Les machines CNC 3 axes peuvent-elles produire des pièces avec des contre-dépouilles ou des géométries complexes ?

Les machines 3 axes présentent des limites à cet égard. Elles peinent à traiter les contre-dépouilles et les formes complexes. Leur mouvement linéaire ne se fait que sur trois axes. Pour ces caractéristiques, les machines 4 ou 5 axes sont plus adaptées.

Existe-t-il des industries spécifiques qui bénéficient davantage de l’usinage 5 axes ?

Oui, ces industries ont besoin de pièces extrêmement complexes et précises. On pense notamment à l'aérospatiale, aux dispositifs médicaux et à l'automobile. Ces secteurs bénéficient grandement de la polyvalence et de la précision de l'usinage CNC 5 axes.

Quelles sont les principales applications de l’usinage CNC 4 axes ?

L'usinage 4 axes est idéal pour les pièces nécessitant des caractéristiques ou des coupes sous différents angles en une seule configuration. Il est largement utilisé pour les pièces de formes rondes ou complexes, comme les engrenages ou les arbres à cames.