De selectie van het juiste type machine bij meerassige CNC-bewerking is een van de meest cruciale beslissingen. Het bepaalt de algemene mogelijkheden van het proces, de ontwerpen die mogelijk zijn en de totale kosten. 3-assige versus 4-assige versus 5-assige CNC-bewerking is een populair debat en het juiste antwoord hangt af van de vereisten van het project.
In deze gids worden de basisbeginselen van meerassige CNC-bewerking besproken en worden 3-assige, 4-assige en 5-assige CNC-bewerkingen vergeleken om u te helpen bij het maken van de juiste keuze.
Inleiding tot 3-assige bewerking
De spil beweegt lineair in de X-, Y- en Z-richting en het werkstuk heeft armaturen nodig die het in één vlak houden. Bij moderne machines is het mogelijk om op meerdere vlakken te opereren. Maar ze vereisen speciale armaturen die een beetje duur zijn om te maken en ook veel tijd kosten.
Er zijn echter enkele beperkingen aan wat 3-assige CNC's ook kunnen doen. Veel functies zijn economisch niet haalbaar, ondanks de relatieve prijzen van 3-assige CNC's, of zijn simpelweg onmogelijk. Machines met 3 assen kunnen bijvoorbeeld geen schuine objecten maken of iets anders dat zich in het XYZ-coördinatensysteem bevindt.
Integendeel, 3-assige machines kunnen ondersnijdingen creëren. Ze hebben echter verschillende vereisten en speciale frezen nodig, zoals T-gleuf- en zwaluwstaartfrezen. Als aan deze eisen wordt voldaan, kunnen de prijzen soms omhoogschieten en soms wordt het haalbaarder om te kiezen voor een 4-assige of 5-assige CNC-freesoplossing.
Inleiding tot 4-assige bewerking
Bewerking met 4 assen is geavanceerder dan zijn tegenhangers met 3 assen. Naast de beweging van het snijgereedschap in XYZ-vlakken, zorgen ze ervoor dat het werkstuk ook op de Z-as kan roteren. Dit betekent dat 4-assig frezen aan maar liefst 4 zijden kan werken zonder speciale vereisten zoals unieke opspanningen of snijgereedschappen.
Zoals eerder vermeld, maakt de extra as op deze machines ze economisch haalbaarder in sommige gevallen waarin 3-assige machines de klus kunnen klaren, maar met speciale vereisten. De extra kosten die nodig zijn om de juiste opspanningen en snijgereedschappen op 3-assen te maken, overschrijden het totale kostenverschil tussen de 4-assige en 3-assige machines. Waardoor ze voor sommige projecten een meer haalbare keuze zijn.
Bovendien is een ander belangrijk aspect van 4-assig frezen de algehele kwaliteit. Omdat deze machines aan 4 zijden tegelijk kunnen werken, is het herpositioneren van het werkstuk op de opspanningen niet nodig. Hierdoor wordt de kans op menselijke fouten geminimaliseerd en de algehele nauwkeurigheid verbeterd.
Tegenwoordig zijn er twee soorten 4-assige CNC-bewerkingen; continu en indexerend.
Door de continue bewerking kunnen het snijgereedschap en het werkstuk tegelijkertijd bewegen. Dit betekent dat de machine materiaal kan snijden terwijl deze draait. Hierdoor zijn complexe bogen en vormen zoals helixen zeer eenvoudig te bewerken.
De indexeringsbewerking 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 maken. Het enige voordeel is dat het werkstuk nu aan 4 verschillende zijden kan worden bewerkt, zonder dat er speciale opspanningen nodig zijn die essentieel zijn bij een 3-assige machine.
Inleiding tot 5-assige bewerking
5-assige bewerking gaat nog een stap verder en maakt rotatie op twee vlakken mogelijk. Deze rotatie over meerdere assen, samen met het vermogen van het snijgereedschap om in drie richtingen te bewegen, zijn de twee integrale eigenschappen die het voor deze machines mogelijk maken om de meest complexe klussen aan te kunnen.
Er zijn twee soorten 5-assige CNC-bewerkingen op de markt verkrijgbaar. 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.
Dankzij de 3+2-assige CNC-bewerking is de rotatie onafhankelijk van elkaar, maar wordt het gebruik van beide coördinaatvlakken tegelijkertijd beperkt. Integendeel, continue 5-assige bewerking kent dergelijke beperkingen niet. Waardoor superieure controle mogelijk is en de mogelijkheid om gemakkelijk de meest complexe geometrieën te bewerken.
Belangrijkste verschillen tussen 3, 4, 5-assige CNC-bewerking
Het begrijpen van de complexiteit en beperkingen van het soort CNC-bewerking is een integraal onderdeel van het garanderen van de beste balans tussen de kosten, tijd en kwaliteit van het proces.
Zoals eerder vermeld, zouden talloze projecten duurder zijn bij anderszins economisch 3-assig frezen vanwege de ingewikkeldheden die verband houden met opspanningen en processen. Op dezelfde manier zou het simpelweg kiezen voor een 5-assig frezen voor elk afzonderlijk project synoniem zijn met het bestrijden van kakkerlakken met een machinegeweer. Klinkt niet effectief, toch?
Dat is precies de reden waarom het essentieel is om de belangrijkste verschillen tussen 3-assige, 4-assige en 5-assige bewerking te begrijpen. Als u dit doet, kunt u ervoor zorgen dat voor een bepaald project de beste soort machine wordt geselecteerd, zonder dat dit ten koste gaat van de essentiële kwaliteitsparameters.
Hier zijn de 5 belangrijkste verschillen tussen de soorten CNC-bewerkingen.
Werkingsprincipe
Het werkingsprincipe van alle CNC-bewerkingen is hetzelfde. Het door een computer aangestuurde snijgereedschap 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 hem in de extra mogelijkheid om over verschillende vlakken te roteren. Zowel 4-assig als 5-assig CNC-frezen maakt rotatie rond verschillende coördinaten mogelijk en deze kwaliteit resulteert in het relatief gemakkelijk 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. Hoewel een 3-assige CNC zeer nauwkeurig is, is de kans op willekeurige fouten groter als gevolg van de consistente herpositionering van het werkstuk. Voor de meeste toepassingen is deze foutmarge verwaarloosbaar. Voor gevoelige toepassingen in de lucht- en ruimtevaart- en automobielsector kan zelfs de kleinste afwijking problemen veroorzaken.
Zowel 4-assige als 5-assige CNC-bewerkingen hebben daar geen last van, omdat er geen herpositionering nodig is. Ze maken het mogelijk om op meerdere vlakken op één armatuur te zagen. Bovendien is het belangrijk op te merken dat dit ook de enige bron van discrepantie is in de kwaliteit van 3-assige bewerking. Afgezien hiervan blijft de algehele kwaliteit op het gebied van precisie en nauwkeurigheid hetzelfde.
Toepassingen
De verschillen in het type CNC hebben niet zozeer te maken met een branchebrede toepassing, maar met de aard van het product. Het verschil tussen 3-assige, 4-assige en 5-assige freesproducten zal bijvoorbeeld gebaseerd zijn op de algehele complexiteit van het ontwerp en niet op de industrie zelf.
Een eenvoudig onderdeel voor de lucht- en ruimtevaartsector kan op een 3-assige machine worden ontwikkeld, terwijl voor iets complex voor een andere sector het gebruik van een 4-assige of 5-assige machine nodig kan zijn.
Kosten
De kosten behoren tot de belangrijkste verschillen tussen 3-, 4- en 5-assig CNC-frezen. 3-assige machines zijn uiteraard voordeliger in aanschaf en onderhoud. De kosten voor het gebruik ervan zijn echter afhankelijk van factoren zoals de armaturen en de beschikbaarheid van de operators. Hoewel de kosten voor operators hetzelfde blijven in het geval van 4-assige en 5-assige machines, nemen de opspanningen nog steeds een aanzienlijk deel van de kosten voor hun rekening.
Aan de andere kant zijn 4- en 5-assige bewerkingen technologisch geavanceerder en hebben ze betere eigenschappen. Daarom zijn ze natuurlijk duur. Ze bieden echter veel mogelijkheden en zijn in veel unieke gevallen een haalbare keuze. Eén ervan is al eerder besproken, waarbij een ontwerp dat theoretisch mogelijk is met een 3-assige machine veel op maat gemaakte opspanningen nodig zou hebben. Daardoor stijgen de totale kosten en wordt bewerking met 4 of 5 assen een meer haalbare optie.
Doorlooptijd
Als het om de totale doorlooptijden gaat, leveren continu 5-assige machines de beste algehele resultaten. Ze kunnen zelfs de meest complexe vormen in de kortst mogelijke tijd verwerken dankzij het ontbreken van stilstand en de bewerking in één stap.
Daarna volgen machines met continue 4 assen, omdat ze rotatie in één as mogelijk maken en vlakke hoekige kenmerken slechts in één keer kunnen verwerken.
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 er veel herpositionering van het werkstuk zal plaatsvinden, wat zou resulteren in een toename van de totale doorlooptijden voor elk project.
3-assig versus 4-assig versus 5-assig frezen, wat is beter?
In de productie bestaat er niet zoiets als een absoluut betere methode of een one-size-fits-all oplossing. De juiste keuze hangt af van de complexiteit van het project, het totale budget, de tijd en de kwaliteitseisen.
3-assig versus 4-assig versus 5-assig, ze hebben allemaal hun voor- en nadelen. Uiteraard kan de 5-assige complexere 3D-geometrieën creëren, terwijl de 3-assige snel en consistent eenvoudigere stukken kan opleveren.
Kortom, er is geen antwoord op de vraag welke de betere keuze is. Elke bewerkingsmethode die de perfecte balans tussen kosten, tijd en resultaten oplevert, zou een ideale keuze zijn voor een bepaald project.
Lees meer: CNC-frezen versus CNC-draaien: wat is de juiste keuze
Start uw projecten met de CNC-bewerkingsservices van Guansheng
Voor elk project of bedrijf kan de juiste productiepartner het verschil betekenen tussen succes en mislukking. Productie is een integraal onderdeel van het productontwikkelingsproces en de juiste keuzes in die fase kunnen een grote bijdrage leveren aan het levensvatbaar maken van een product. Guangsheng is de ideale productiekeuze voor elke situatie vanwege de nadruk op het leveren van het beste met de grootst mogelijke consistentie.
Uitgerust met een ultramoderne faciliteit en een ervaren team, kan Guangsheng allerlei soorten 3-assige, 4-assige of 5-assige bewerkingsopdrachten aan. Dankzij strenge kwaliteitscontroles kunnen we garanderen dat de uiteindelijke onderdelen zonder problemen aan alle soorten kwaliteitscontroles voldoen.
Wat Guangsheng bovendien onderscheidt, zijn de snelste doorlooptijden en de meest concurrerende prijzen op de markt. Bovendien is het proces ook geoptimaliseerd om de klant te faciliteren. Upload eenvoudig de ontwerpen om een uitgebreide DFM-analyse en een directe offerte te krijgen 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 één klik verwijderd.
Conclusie
Alle 3-, 4- en 5-assige CNC's zijn verschillend en elk type heeft zijn sterke of zwakke punten. De juiste keuze komt echter neer op de unieke vereisten van een project en de eisen ervan. Er bestaat 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 kunnen leveren op basis van de vereisten van een bepaald project.
Posttijd: 29 november 2023