De keuze voor het juiste type machine bij meerassige CNC-bewerking is een van de meest cruciale beslissingen. Het bepaalt de algehele mogelijkheden van het proces, de mogelijke ontwerpen en de totale kosten. 3-assige, 4-assige en 5-assige CNC-bewerking is een veelbesproken discussie en het juiste antwoord hangt af van de projectvereisten.
In deze gids leggen we de basisprincipes van meerassige CNC-bewerking uit en vergelijken we 3-assige, 4-assige en 5-assige CNC-bewerking om u te helpen bij het maken van de juiste keuze.
Introductie tot 3-assige bewerking
De spindel beweegt lineair in X-, Y- en Z-richting en het werkstuk heeft opspanelementen nodig die het in één vlak vasthouden. Moderne machines bieden de mogelijkheid om op meerdere vlakken te werken. Hiervoor zijn echter speciale opspanelementen nodig die relatief duur zijn om te maken en veel tijd kosten.
Er zijn echter ook enkele beperkingen aan wat 3-assige CNC's kunnen. Veel functies zijn economisch niet haalbaar, ondanks de relatieve prijzen van 3-assige CNC's, of simpelweg onmogelijk. Zo kunnen 3-assige machines geen schuine functies of iets dat zich op het XYZ-coördinatensysteem bevindt, creëren.
3-assige machines daarentegen kunnen wel ondersnijdingen creëren. Hiervoor zijn echter diverse randvoorwaarden en speciale frezen nodig, zoals T-gleuf- en zwaluwstaartfrezen. Het voldoen aan deze eisen kan de prijzen soms flink opdrijven en soms is het aantrekkelijker om te kiezen voor een 4-assige of 5-assige CNC-freesoplossing.
Introductie tot 4-assige bewerking
4-assige bewerking is geavanceerder dan 3-assige bewerkingen. Naast de beweging van het snijgereedschap in XYZ-vlakken, laten ze het werkstuk ook roteren op de Z-as. Dit betekent dat 4-assig frezen tot wel 4 zijden kan bewerken zonder speciale vereisten zoals speciale opspanningen of snijgereedschappen.
Zoals eerder vermeld, maakt de extra as op deze machines ze economisch aantrekkelijker voor sommige gevallen waarin 3-assige machines de klus kunnen klaren, maar met speciale eisen. De extra kosten die nodig zijn om de juiste opspanningen en snijgereedschappen voor 3-assige machines te maken, overstijgen het totale kostenverschil tussen 4-assige en 3-assige machines. Daardoor zijn ze een interessantere keuze voor sommige projecten.
Een ander belangrijk aspect van 4-assig frezen is de algehele kwaliteit. Omdat deze machines aan vier zijden tegelijk kunnen werken, is het niet nodig om het werkstuk op de opspanning te verplaatsen. Dit minimaliseert de kans op menselijke fouten en verbetert de algehele nauwkeurigheid.
Tegenwoordig zijn er twee soorten 4-assige CNC-bewerking: continu en indexerend.
Continue bewerking zorgt ervoor dat het snijgereedschap en het werkstuk tegelijkertijd kunnen bewegen. Dit betekent dat de machine materiaal kan snijden terwijl het roteert. Hierdoor zijn complexe bogen en vormen zoals spiralen zeer eenvoudig te bewerken.
Indexeerbewerking daarentegen werkt in fasen. Het snijgereedschap stopt zodra het werkstuk rond het Z-vlak begint te draaien. Dit betekent dat indexeermachines niet dezelfde mogelijkheden hebben, omdat ze geen complexe bogen en vormen kunnen creëren. Het enige voordeel is dat het werkstuk nu aan vier verschillende zijden kan worden bewerkt zonder dat er speciale opspanningen nodig zijn die essentieel zijn in een 3-assige machine.
Introductie tot 5-assige bewerking
5-assige bewerking gaat nog een stap verder en maakt rotatie op twee vlakken mogelijk. Deze meerassige rotatie, samen met de mogelijkheid van het snijgereedschap om in drie richtingen te bewegen, zijn de twee essentiële eigenschappen die deze machines in staat stellen de meest complexe klussen aan te kunnen.
Er zijn twee soorten 5-assige CNC-bewerkingen op de markt: 3+2-assige bewerking en continue 5-assige bewerking. Beide werken in alle vlakken, maar de eerste heeft dezelfde beperkingen en hetzelfde werkingsprincipe als een indexerende 4-assige machine.
De 3+2-assige CNC-bewerking maakt rotatie onafhankelijk van elkaar mogelijk, maar beperkt het gebruik van beide coördinatenvlakken tegelijkertijd. Continue 5-assige bewerking kent daarentegen geen dergelijke beperkingen. Dit biedt superieure controle en de mogelijkheid om de meest complexe geometrieën eenvoudig te bewerken.
Belangrijkste verschillen tussen 3-, 4- en 5-assige CNC-bewerking
Inzicht in de complexiteit en beperkingen van het type CNC-bewerking is essentieel voor het vinden van de beste balans tussen kosten, tijd en kwaliteit van het proces.
Zoals eerder vermeld, zouden talloze projecten duurder uitvallen met een overigens zuinige 3-assige freesmachine vanwege de complexiteit van de opspanningen en processen. Evenzo zou het simpelweg kiezen voor een 5-assige freesmachine voor elk project synoniem zijn met het bestrijden van kakkerlakken met een machinegeweer. Klinkt niet effectief, toch?
Juist daarom is het essentieel om de belangrijkste verschillen tussen 3-assige, 4-assige en 5-assige bewerkingen te begrijpen. Zo kunt u ervoor zorgen dat u voor elk specifiek project de beste machine kiest, zonder concessies te doen aan de essentiële kwaliteitsparameters.
Dit zijn de 5 belangrijkste verschillen tussen de verschillende soorten CNC-bewerking.
Werkingsprincipe
Het werkingsprincipe van alle CNC-bewerkingen is hetzelfde. Het snijgereedschap, aangestuurd door een computer, draait rond het werkstuk om materiaal te verwijderen. Bovendien gebruiken alle CNC-machines M-codes of G-codes om de beweging van het gereedschap ten opzichte van het werkstuk te ontcijferen.
Het verschil zit in de extra mogelijkheid om over verschillende vlakken te roteren. Zowel 4-assig als 5-assig CNC-frezen maakt rotatie over verschillende coördinaten mogelijk, wat resulteert in het relatief eenvoudig creëren van complexere vormen.
Precisie en nauwkeurigheid
CNC-bewerking staat bekend om zijn nauwkeurigheid en lage toleranties. Het type CNC heeft echter wel invloed op de uiteindelijke toleranties van het product. Een 3-assige CNC is weliswaar zeer nauwkeurig, maar heeft meer kans op toevallige fouten door de consistente herpositionering van het werkstuk. Voor de meeste toepassingen is deze foutmarge verwaarloosbaar. Bij gevoelige toepassingen zoals in de lucht- en ruimtevaart en de automobielindustrie kan echter zelfs de kleinste afwijking problemen veroorzaken.
Zowel 4-assige als 5-assige CNC-bewerkingen hebben dit probleem niet, omdat ze geen herpositionering nodig hebben. Ze maken het mogelijk om op meerdere vlakken op één opspanning te snijden. Bovendien is dit de enige bron van kwaliteitsverschillen bij 3-assige bewerkingen. Verder blijft de algehele kwaliteit qua precisie en nauwkeurigheid hetzelfde.
Toepassingen
De verschillen in het type CNC-machine hebben niet zozeer te maken met branchebrede toepassing, maar met de aard van het product. Zo zal het verschil tussen 3-assige, 4-assige en 5-assige freesproducten eerder afhangen van de algehele complexiteit van het ontwerp dan van de branche zelf.
Een eenvoudig onderdeel voor de lucht- en ruimtevaartsector kan op een 3-assige machine worden ontwikkeld, terwijl iets complex voor andere sectoren wellicht een 4-assige of 5-assige machine vereist.
Kosten
De kosten vormen een van de belangrijkste verschillen tussen 3-, 4- en 5-assige CNC-freesmachines. 3-assige machines zijn uiteraard voordeliger in aanschaf en onderhoud. De gebruikskosten zijn echter afhankelijk van factoren zoals de opspanning en de beschikbaarheid van de operators. Hoewel de kosten voor operators bij 4-assige en 5-assige machines gelijk blijven, vormen de opspanningen nog steeds een aanzienlijk deel van de kosten.
Aan de andere kant zijn 4- en 5-assige bewerkingen technologisch geavanceerder en hebben ze betere functies. Daarom zijn ze natuurlijk wel duur. Ze bieden echter veel mogelijkheden en zijn in veel unieke gevallen een haalbare keuze. Eén daarvan is al eerder besproken: een ontwerp dat theoretisch mogelijk is met een 3-assige machine, zou veel aangepaste opspanningen vereisen. Dit verhoogt de totale kosten en maakt 4-assige of 5-assige bewerkingen een meer haalbare optie.
Doorlooptijd
Qua doorlooptijden leveren continu 5-assige machines de beste resultaten. Ze kunnen zelfs de meest complexe vormen in de kortst mogelijke tijd verwerken dankzij het ontbreken van onderbrekingen en de mogelijkheid tot bewerking in één stap.
Daarna komen de machines met continue 4-assige bewerkingen, omdat deze rotatie in één as toelaten en alleen vlakke hoekige vormen in één keer kunnen bewerken.
Ten slotte hebben 3-assige CNC-machines de langste doorlooptijd, omdat het snijden in fasen plaatsvindt. Bovendien zorgen de beperkingen van 3-assige machines ervoor dat het werkstuk vaak moet worden herpositioneerd, wat resulteert in een langere doorlooptijd voor elk project.
3-assig vs. 4-assig vs. 5-assig frezen, welke is beter?
In de productie bestaat er niet zoiets als een absoluut betere methode of een pasklare oplossing. De juiste keuze hangt af van de complexiteit van het project, het totale budget, de tijd en de kwaliteitseisen.
3-assig, 4-assig en 5-assig hebben elk hun voor- en nadelen. Uiteraard kan de 5-assige besturing complexere 3D-geometrieën creëren, terwijl de 3-assige besturing snel en consistent eenvoudigere stukken kan produceren.
Kortom, er is geen antwoord op de vraag welke de beste keuze is. Elke bewerkingsmethode die de perfecte balans biedt tussen kosten, tijd en resultaat, is een ideale keuze voor een specifiek project.
Lees meer: CNC-frezen versus CNC-draaien: welke is de juiste keuze?
Start uw projecten met de CNC-bewerkingsdiensten van Guansheng
Voor elk project of bedrijf kan de juiste productiepartner het verschil maken tussen succes en mislukking. Productie is een integraal onderdeel van het productontwikkelingsproces en de juiste keuzes in die fase kunnen een groot verschil maken in de levensvatbaarheid van een product. Guangsheng is de ideale productiepartner voor elke situatie vanwege de nadruk op het leveren van het beste met de grootste consistentie.
Met een ultramoderne faciliteit en een ervaren team kan Guangsheng alle soorten 3-assige, 4-assige of 5-assige bewerkingen aan. Dankzij strenge kwaliteitscontroles kunnen we garanderen dat eindproducten aan alle kwaliteitseisen voldoen.
Wat Guangsheng onderscheidt, zijn de snelste levertijden en de meest concurrerende prijzen op de markt. Bovendien is het proces geoptimaliseerd om de klant te helpen. Upload de ontwerpen en ontvang een uitgebreide DFM-analyse en direct een offerte om aan de slag te gaan.
Automatisering en online oplossingen zijn de sleutels tot de toekomst van de productie en Guangsheng begrijpt dat. Daarom is alles wat u nodig heeft voor de beste resultaten slechts een klik verwijderd.
Conclusie
Alle 3-, 4- en 5-assige CNC's zijn verschillend en elk type heeft zijn sterke en zwakke punten. De juiste keuze hangt echter af van de unieke vereisten van een project en de bijbehorende eisen. Er is geen juiste keuze in de productie. De juiste aanpak is het vinden van de meest optimale combinatie van kwaliteit, kosten en tijd. Iets wat alle drie de typen CNC's kunnen leveren, afhankelijk van de eisen van een specifiek project.
Plaatsingstijd: 29-11-2023