3-Achs-CNC-Bearbeitung vs. 5-Achs-CNC-Bearbeitung: Welcher ist besser für Ihr Projekt
Das Aufkommen von CNC hat die moderne Fertigung erleichtert. Es ist präzise, vielseitig und kommt in verschiedenen Arten, um den Bedürfnissen verschiedener Branchen gerecht zu werden. 3- und 5-Achs-CNC sind zwei gängige Typen mit einzigartigen Vorteilen, Nachteilen und Anwendungen. Obwohl sie ähnliche Endziele haben, sind sie nicht die gleichen.
Kämpfen Sie darum, zwischen 3-Achsen und 5-Achsen zu entscheiden CNC-BearbeitungIn diesem Artikel wird erläutert, wie jeder funktioniert, ihre Vor- und Nachteile. Lesen Sie weiter, um den Unterschied beim Vergleich von 5-Achs vs. 3-Achs-CNC zu erfahren und wann die verschiedenen Techniken verwendet werden sollen.
3 Achsen vs 5 Achsen CNC BearbeitungComputernumerische Steuerung (CNC)
CNC beinhaltet den computerisierten Betrieb von Werkzeugen und Maschinen. Der gesamte Prozess ist automatisiert und bietet keinen Raum für Fehler. Mit CNC besteht der erste Schritt darin, das 2D- oder CAD-Design des Endteils in eine Sprache zu konvertieren, die die Maschine in Form von G-Code und M-Code für CNC mit CAM-Software.
Diese Programmiersprachen steuern die Bewegung der Schneidwerkzeuge, um genaue Teile herzustellen. Dann führen die Maschinen die CNC-Codes aus und beginnen mit der Bearbeitung. CNC kann fast jede Art von Werkzeug steuern, von Mühlen und Drehmaschinen bis hin zu Laser- und Wasserstrahlfräsern.
Was ist 3-Axis CNC
Die 3-Achse ist eine der einfachsten Formen der CNC-Bearbeitung. Es umfasst die koordinierte Bewegung der Schneidwerkzeuge entlang drei linearer Achsen; X, Y und Z. X steht für eine horizontale Bewegung nebeneinander, während sich die Y-Achse nach vorne und nach hinten bewegt. Die letzte Z-Achse ist die vertikale Bewegung nach oben und unten.
Alle drei Achsen bewegen sich gleichzeitig in Maschinengeometrie 2D und 2,5D. Sie können eine 3-Achs-CNC-Bearbeitung für viele Aufgaben verwenden, darunter Frässchlitze, Bohrlöcher und das Schneiden scharfer Kanten. Es fertigt genau mechanische Teile und Funktionskomponenten aus Rohstoffen.
Vor- und Nachteile von 3-Achs-CNC
3-Achs-CNC bietet Ihnen unbegrenzte Vorteile in der Fertigung. Im Folgenden sind einige der Vorteile der 3-Achs-Bearbeitung
Genauigkeit
Mit einer 3-Achs-CNC können Sie immer dimensionsgenaue Teile produzieren. Es schneidet die Komponenten genau nach Spezifikation ohne Fehler. 3-Achs-CNC hat eine Toleranz von etwa 0,001mm, die eine optimale Leistung der Endteile gewährleistet. Darüber hinaus ist dieser Prozess wiederholbar und produziert Komponenten, die sich sehr ähneln.
Vielseitigkeit
Sie können verschiedene technische Materialien mit einer 3-Achs-CNC bearbeiten. Am häufigsten sind Metalle wie Aluminium, Titan, Edelstahl und Messing. Sie können auch sicher mit Kunststoffen, Polymeren, Holz und Verbundstoffen arbeiten. Beachten Sie jedoch, dass Sie die verschiedenen CNC-Bearbeitungsparameter für die verschiedenen Materialien optimieren müssen, um die besten Ergebnisse zu erzielen.
Einfach zu bedienen
Die 3-Achs-Bearbeitung ist einfach zu bedienen und zu bedienen. Die Maschine ist einfach einzurichten und Sie müssen nicht hoch ausgebildet sein. Allerdings werden Erfahrung und Fachwissen dazu beitragen, ihre Nutzung zu maximieren. Darüber hinaus hat die 3-Achs-CNC die einfachste Programmierung. Selbst Anfänger und Anfänger können sich einfach durchnavigieren.
Kosteneffektiv
Die Anfangskosten von 3-Achs-CNC sind relativ niedrig. Wenn Sie ein kleines Unternehmen betreiben oder auf engem Budget sind, könnte diese Maschine perfekt für Sie sein. Auch die Wartungskosten für 3-Achsmaschinen sind niedrig. Sie sind kleiner und kommen mit weniger beweglichen Teilen. Aus diesem Grund ist es einfach, sie zu pflegen, um Verschleiß zu verhindern.
Trotz der zahlreichen Vorteile der Verwendung von 3-Achs-Bearbeitung kommt es auch mit einigen Einschränkungen. Im Folgenden sind einige Mängel von 3-Achs-CNC, die Sie sich bewusst sein sollten;
Begrenzte Funktionalität
3-Achs-CNC verfügt über eine reduzierte Bewegungsfreiheit, da sich die Werkzeuge nur in drei Richtungen bewegen können. Diese Funktion macht es schwierig, komplexe Formen und Teile mit komplizierten Designs zu bearbeiten. Es dreht das Werkstück nicht automatisch und erfordert mehrere Setups, um verschiedene Seiten des Teils zu bearbeiten.
Begrenzte Oberflächenverbindung
Auch die Oberflächenverbindung des Endteils ist eine Einschränkung. Im Vergleich zur fortgeschrittenen Mehrachsbearbeitung ist die Oberflächenverbindung, die 3-Achs-CNC produziert, rauer. Es hinterlässt sichtbare Werkzeugspuren, da die Werkzeuge länger sind.
Was sind die Anwendungen einer 3-Achs-CNC-Bearbeitung?
Die 3-Achs-CNC-Bearbeitungsmaschine wird in vielen industriellen Anwendungen eingesetzt. Die folgenden sind einige gemeinsame
Automobilindustrie
Die 3-Achs-CNC-Bearbeitung revolutioniert die Automobilindustrie. Es kann alle Ihre Prototyping- und Teileproduktionsanforderungen effizient erfüllen. Darüber hinaus ist diese Maschine ideal für die Anpassung und einmalige Herstellung von Automobilteilen. Sie können eine 3-Achs-CNC-Bearbeitung verwenden, um kritische Komponenten wie Zylinderköpfe, Fahrwerk, Getriebesysteme und Innenpaneele herzustellen.
Medizinische Industrie
Die medizinische Industrie hat hohe Standards und strenge Anforderungen, und diese Maschine erfüllt sie hervorragend gut. Es passt gut dazu, alles von chirurgischen Instrumenten bis hin zu Prothesen zu produzieren. Außerdem ist es in der Lage, Diagnosegeräte und zahnmedizinische Werkzeuge herzustellen.
Form und Die Herstellung
Sie produzieren hochwertige Formen, die Sie weiter verwenden können, um starke und wiederholbare Gussteile herzustellen. Die CNC-bearbeiteten Formen haben genaue Abmessungen und eine gute Oberflächenverbindung. Darüber hinaus können Sie einfach an maßgeschneiderten Formdesigns arbeiten.
Elektronische Industrie
Viele elektrische und elektronische Komponenten sind CNC-bearbeitete Produkte. Diese Maschine kann sowohl metallische als auch nichtmetallische Materialien verarbeiten, die in der Elektronikindustrie verwendet werden. Es ermöglicht eine schnelle Herstellung von Gehäusen, Kühlkörpern und Kühlsystemen.
Luft- und Raumfahrtindustrie
Die 3-Achs-CNC-Bearbeitung eignet sich für die Herstellung und Montage von Luft- und Raumfahrtkomponenten. Es ist möglich, mehrere Luft- und Raumfahrtteile mit enger Toleranz herzustellen. Sie können leichte, aber robuste Strukturen erstellen, die die Kraftstoffeffizienz erhöhen. Einige häufige Beispiele für 3-Achs CNC-bearbeitete Flugzeugteile umfassen Wellen, Motorkomponenten, Landungsanlagen und Rumpf.
Schmuckindustrie
Die Popularität der 3-Achs-CNC-Bearbeitung steigt in der Schmuckherstellung. Sie ermöglichen die präzise Formgebung und Gravur von Logos, Texten und Symbolen auf Spezialmetalle. Die Präzision von 3-Achs-Bearbeitungsmaschinen macht sie ideal für detaillierte und feine Aufgaben. Sie können diese Maschinen verwenden, um neue Designs in kurzer Zeit zu erstellen.
Was ist 5-Axis CNC
5-Achs-CNC ist eine der anspruchsvollsten mehrachsigen Bearbeitungstypen. Es verleiht den Schneidwerkzeugen einen multidirektionalen Ansatz und bearbeitet ein Werkstück von fünf verschiedenen Seiten. Neben den grundlegenden linearen Achsen X, Y und Z bewegen sich die Werkzeuge auch entlang der Drehachsen. In der Regel verwendet eine 5-Achs-CNC-Maschine entweder die A/C- oder B/C-Achsen. A bedeutet Drehung entlang der X-Achse, B die Bewegung um die Y-Achse, während C entlang der Z-Achse dreht. Mit einer 5-Achs-CNC können Sie in einer einzigen Aufstellung an einem Teil in alle Richtungen arbeiten.
Beachten Sie, dass 5-Achs-CNC nicht das gleiche ist wie 3 + 2-Achs-CNC. Der Hauptunterschied liegt in ihrer Aufstellung und Werkzeugorientierung. Während die Bewegung in der 5-Achs-CNC gleichzeitig erfolgt, bewegen sich die Dreh- und Linearachsen an der 3+2-Achs-CNC sequenziell. Die 5-Achs-CNC-Bearbeitung ist ideal für komplexe Anwendungen. Es ist genau, wiederholbar und beschleunigt die Bearbeitung.
Vor- und Nachteile von 5-Achs-CNC
Der Einsatz von 5-Achs-CNC hat die moderne Fertigung revolutioniert und ist ideal für viele Anwendungen in verschiedenen Branchen. Hier sind einige wichtige Vorteile, die Sie von der Verwendung von 5-Achs-CNC für Ihr Projekt erhalten.
Komplexe Maschinenformen
5-Achs-CNC kann verschiedene Formen produzieren, die bei 3- oder 4-Achs-Bearbeitung anders gewesen wären. Es ist möglich, die Werkzeuge zu manövrieren, um sich in verschiedene Richtungen zu bewegen, so dass Sie komplizierte Designs und Funktionen bearbeiten können. Die 5-Achs-CNC-Bearbeitung arbeitet auf Teilen mit unregelmäßigen Formen sowie auf box- und scheibenförmigen Teilen mit Leichtigkeit.
Hohe Genauigkeit und Präzision
Die Genauigkeit der 5-Achs-CNC ist unvergleichlich. Sie können ein Werkstück in einer Operation bearbeiten. Mehrere Setups und Repositionierungen in verschiedenen Winkeln sind mögliche Quellen von Fehlern und Fehlern. Darüber hinaus ist es möglich, kürzere Werkzeuge in 5-Achs-CNC zu verwenden. Kürzere Werkzeuge sind starrer und weniger wahrscheinlich, sich abzulenken.
Qualität Oberfläche Finish
5-Achs-CNC schafft eine glattere und glänzendere Oberfläche. Der Grund dafür sind die zwei zusätzlichen Drehachsen. Sie bringen das Werkstück näher an die Schneidwerkzeuge und reduzieren das Auftreten von Oberflächenfehlern und Fehlern. Eine hochwertige Oberflächenverbindung verbessert die Leistung und Langlebigkeit des Endteils.
Hohe Produktivität
5-Achs-CNC erhöht die Effizienz in der Fertigung. Es ist schnell und reduziert die Bearbeitungszeit. 5-Achs-CNC-Maschinen können unbeaufsichtigt laufen, um Ihnen mehr Zeit zu geben, sich auf andere wichtige Bereiche zu konzentrieren. Darüber hinaus erzeugt es weniger Materialabfall und Schrottrate.
Auch die 5-Achs-CNC hat wenige Einschränkungen. Einige der Nachteile von 5-Achs-CNC umfassen
Hohe Kosten
Die Kosten für den Kauf und den Betrieb einer 5-Achs-CNC sind erheblich hoch. Es erfordert komplexere Software, um zu funktionieren, was die Kosten weiter erhöht. Darüber hinaus sind die Wartungsanforderungen höher als bei 3-Achs-CNC. Die von ihm betriebenen Maschinen sind größer und brauchen Zeit, um sie während der Routinewartung zu kalibrieren.
Hohe technische Anforderungen an Betreiber
Hohe Fachkenntnisse sind erforderlich, um das Beste aus 5-Achs-CNC zu machen. Die zusätzlichen zwei Achsen machen es komplexer und schwieriger zu programmieren. Es erfordert fortgeschrittene mathematische und technische Fähigkeiten, um reibungslos ohne Kollision zu laufen. Dies erhöht die Arbeitskosten und die gesamten Bearbeitungskosten.
Was sind die Anwendungen der 5-Achs-CNC-Bearbeitung?
Luft- und Raumfahrtindustrie
Die 5-Achsbearbeitung ermöglicht die präzise Herstellung komplexer Klingenprofile, Flugzeugbauteile wie Rumpfhaut und Strukturrahmen sowie kritischer Teile wie Turbinenscheiben, Gehäuse und Brennkammern, wodurch optimale Leistung und Effizienz gewährleistet werden.
Automobilindustrie
Die Automobilindustrie setzt auf 5-Achs-CNC-Bearbeitung zur Herstellung komplexer Spritzgießformen, Druckgießformen, Automobilkomponenten: Wie Motorblöcke und Getriebegehäuse
Medizinische Industrie
5-Achs-CNC-Bearbeitung macht Komponenten wie künstliche Knochen, CT-Scanner-Teile, Formen für medizinische Ausrüstung.
3 Axis CNC vs 5 Axis CNC: Was sind die Unterschiede?
Obwohl 3-Achs-CNC und 5-Achs-CNC dieselbe Technologie verwenden, unterscheiden sich sie in vielerlei Hinsicht. In der folgenden Tabelle werden die Unterschiede zwischen beiden Techniken erläutert. Sie können es als Leitfaden verwenden, um das Beste für Ihr Projekt zu entscheiden.
| Parameter | 3-Achs CNC | 5 Achsen CNC |
| Bewegungsfähigkeit | 3-Achs-CNC hat einen begrenzten Grad an Schneidwerkzeugbewegung. Es kann sich nur entlang linearer Achsen bewegen; X, Y und Z. | Die 5-Achs-CNC bewegt das Werkzeug entlang der Linearachsen (X, Y und Z) und der Drehachsen (A und B). |
| Komplexität der Teile | 3-Achs-CNC ist ideal für einfache Formen und einfache Designs. | Sie können diese Art verwenden, um komplexe Teile zu bearbeiten, da die Werkzeuge schwer zugängliche Bereiche erreichen können. |
| Oberfläche Finish | Es erzeugt eine raue Oberflächenverbindung, die oft eine sekundäre Veredelung erfordert. | 5-Achs-CNC sorgt für eine glatte Oberfläche, da die Schneidwerkzeuge näher am Werkstück liegen. |
| Einrichten und Zykluszeit | Es kommt mit mehr Zeit für die Einrichtung und langsamere Zykluszeit. | Es ist schneller mit weniger Zeit für die Einrichtung. |
| Genauigkeit | 3-Achs-CNC ist präzise und präzise | 5-Achs-CNC hat höchste Genauigkeit und produziert wiederholbare Teile. |
| Kosten | 3-Achs-CNC ist relativ erschwinglich. | Die Voraufkosten, Wartungsanforderungen und Arbeitskosten sind deutlich höher. |
| Programmierung | Es erfordert einfache Programme zur Steuerung der Bewegung von Schneidwerkzeugen. | 5-Achs-CNC benötigt ein komplexeres Programm und Software, um seine vollen Vorteile zu maximieren. |
| Werkzeugbrech | 3-Achs-CNC ist mit einem höheren Risiko eines Werkzeugbruchs verbunden. Das Werkzeug nähert sich dem Werkstück senkrecht an und kann sich leicht auslenken. | Werkzeugbruch ist bei 5-Achs-CNC weniger häufig. Kürzere Werkzeuge verbessern die Steifigkeit und reduzieren Vibrationen. |
| Fehler Akkumulation | Es besteht eine Tendenz zur Fehlerakumulation bei 3-Achs-CNC aufgrund der mehreren Aufstellungen. | 5 Achsen erfordern eine Single Up mit einem reduzierten Risiko der Fehlerankumulation. |
| Anwendungen | 3-Achs-CNC ist ideal für weniger komplexe Projekte und die Herstellung einfacher Komponenten wie Armaturen, Platten und Halterungen. | Sie können 5-Achs-CNC für Teile mit komplizierten Formen und konturierten Kanten in der Automobil-, Raumfahrt- und Medizinindustrie verwenden. |
3 Axis CNC vs 5 Axis CNC: Welches ist besser?
Keiner gilt als besser zwischen 3-Achs-CNC und 5-Achs-CNC. Wer Sie wählen, hängt von Ihrem Budget und Ihren Produktionszielen ab.
Wann 3-Achs CNC verwenden
Bei der Bearbeitung einfacher Teile ohne komplexe Merkmale entscheiden Sie sich für 3-Achs-CNC. Sie eignet sich aufgrund der längeren Aufstell- und Bearbeitungszeit ideal für die Produktion in geringen Mengen. Darüber hinaus sollte die 3-Achs-Bearbeitung die Go-to-Technik sein, wenn Sie auf engem Budget sind.
Wann 5-Achs CNC verwenden
5-Achs-CNC ist für Anwendungen mit engen Toleranzanforderungen geeignet. Sie sollten es bei der Bearbeitung komplex geformter Teile in hohem Volumen verwenden. Darüber hinaus eignet sich diese Technik gut für Komponenten mit komplexen Eigenschaften auf allen Seiten.
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Schlussfolgerung
Beim Vergleich von 3-Achs Vs 5-Achs CNC wird niemand besser angesehen. Es gibt keine Standardmethode, um das Beste für Ihr Projekt zu wählen, da es einige Faktoren zu berücksichtigen gibt. Sie müssen Ihre Produktionsanforderungen, Produktionsziele, Produktionsvolumen, verfügbares Know-how und Ihr Budget berücksichtigen. In diesem Artikel wurde erläutert, was 3- und 5-Achs-CNC sind, ihre Unterschiede und wann die verschiedenen Techniken verwendet werden sollten.
FAQs (Häufig gestellte Fragen)
Was kann ein 5-Achs-CNC tun?
Eine 5-Achs-CNC ist in der Lage, komplizierte Formen zu erstellen, die verschiedene Winkel und Kurven umfassen. Durch das Manövrieren des Schneidwerkzeugs entlang fünf verschiedenen Achsen erreicht es eine verbesserte Oberflächenglättigkeit und eine höhere Präzision in den hergestellten Komponenten. Darüber hinaus zeichnet sich diese Art von CNC-Maschine im kontinuierlichen Fräsen aus, so dass das Schneidwerkzeug die Kurven des Materials nahtlos verfolgt, was zu weniger Unvollkommenheiten und Schritten im fertigen Produkt führt.
Ist die 3-Achs-CNC eine gute Startinvestition als die 5-Achs-CNC?
Auf jeden Fall! Die Kosten für den Kauf und die Wartung von 3-Achs-CNC sind also günstiger als die von 5-Achs-CNC, was es zu einer guten Ausgangsinvestition macht.
Was sind die wichtigsten Branchen, die 3- und 5-Achs-CNC-Maschinen verwenden?
Die Verwendung der beiden Maschinen schneidet sich über zahlreiche Branchen hinweg, aber die wichtigsten sind Gesundheitswesen, Luft- und Raumfahrt, Fertigung und Automobil.
Ist es möglich, eine 3-Achs-CNC-Maschine auf eine 5-Achs-Maschine zu aktualisieren?
Obwohl ein Upgrade einer 3-Achs-CNC-Maschine auf eine 5-Achs-CNC-Maschine möglich ist, ist der Nachteil die Komplexität und der enorme Geldaufwand.
Obwohl zwei weitere Drehachsen hinzugefügt wurden, werden diese Achsen hauptsächlich zur Fixierung des Werkstücks in einem bestimmten Winkel verwendet. Anschließend führt die Maschine ein 3-Achs-Schneiden durch. Daher kann es den Winkel von Werkzeug und Werkstück nicht in Echtzeit während des Bearbeitungsprozesses wie bei einer 5-Achs-Bearbeitung einstellen. Infolgedessen hat es eine geringere Flexibilität bei der Bearbeitung komplexer gekrümmter Flächen und mehrwinklicher Merkmale.
Daher ist es ratsam, eine 5-Achs-CNC-Maschine zu kaufen, wenn es sich um eine Produktionsanforderung handelt.
