3-assige versus 5-assige CNC-bewerking: belangrijkste verschillen

3- versus 5-assige CNC-bewerking 

CNC-bewerking is een geavanceerde subtractieve productietechnologie die complexe componenten produceert met behulp van computergestuurde CNC-apparatuur. CNC-machines zijn verkrijgbaar met verschillende ascapaciteiten; 3-assige en 5-assige machines zijn de meest voorkomende in de maakindustrie. Het aantal assen verwijst naar het aantal assen dat het snijgereedschap kan bewegen en de bewerking kan uitvoeren.

De verschillen zijn terug te vinden in hun werking, precisie, productiesnelheid en de complexiteit van het ontwerp dat ze aankunnen. Het selecteren van het juiste type machine dat aan uw productie-eisen voldoet, vereist daarom een ​​vergelijkend inzicht in 3-assige en 5-assige CNC-machines. 

Wat is een 3-assige CNC-machine? 

3-assige CNC-frees

Een 3-assige machine wordt gedefinieerd door de werking, waarbij het gereedschap (of werkstuk) rond drie verschillende assen kan bewegen: X, Y en Z. Elke as vertegenwoordigt één lineaire richting; de X-as staat voor links en rechts, de Y-as voor vooruit en achteruit, en de Z-as voor omhoog en omlaag.

Het is geschikt voor het maken van 2D-elementen en eenvoudige 3D-vormen. De installatie en bediening zijn eenvoudiger dan bij 4- of 5-assige machines. Bovendien zijn er verschillende varianten van 3-assige machines, zoals CNC-freesmachines, draaibanken en 3-assige bewerkingscentra. U kunt de verschillen tussen CNC-draaibank versus draaicentrum en Freesmachine versus. Draaibank hier. 

U kunt snijden, boren, sleuven maken, vlakken, draadsnijden en andere standaardbewerkingen uitvoeren in een 3-assige CNC. De beperking is dat u de instellingen opnieuw moet configureren om een ​​ander vlak van het werkstuk te bewerken. U kunt echter nog steeds complexe geometrieën op bepaalde niveaus creëren. 

Voordelen van 3-assige bewerking

• Eenvoudige installatie: Het instellen van de machine, het vastklemmen van het gereedschap en het programmeren van het gereedschapspad voor 3-assige CNC zijn eenvoudig en nemen weinig tijd in beslag. 
• Goedkoop: 3-assige CNC-machines kosten ongeveer $ 50,000, en de bewerkingskosten per uur liggen lager dan die van 4- of 5-assige bewerkingscentra. 
• Sneller voor eenvoudige onderdelen: De productiesnelheid is hoog voor het bewerken van eenvoudige 3D-vormen. 
• Makkelijk te besturen: Operators met gemiddelde vaardigheden kunnen de 3-assige CNC-bewerkingsprocessen bedienen.

Nadelen van 3-assige bewerking

• Beperkte complexe vormen: Voor het bewerken van alle vlakken van het werkstuk is opnieuw klemmen nodig en u kunt geen ondersnijdingen en complexe contouren maken.

• Lagere precisie:  De algemene tolerantie van 3-assige CNC bedraagt ​​±0.125 mm, wat niet voldoende is voor precisiegevoelige toepassingen.

• Productiesnelheid: De langzamere cyclustijd verlaagt de productiesnelheid en is niet geschikt voor grote volumes.

• Enkelvlaksbewerking: Het gereedschapsbereik is beperkt tot één vlak in een 3-assige CNC. U moet het werkstuk opnieuw klemmen en herpositioneren naar het gereedschap voor bewerking aan meerdere zijden. 

Wat is een 5-assige CNC-machine? 

5-assige CNC-bewerking: 

Een 5-assige CNC-machine kan het werkstuk of snijgereedschap langs vijf verschillende assen bewegen: drie lineaire assen en twee rotatie-assen, X, Y, Z, A en B. De X, Y en Z verwijzen naar dezelfde richtingen (links-rechts, voor-achter en op-neer). 

A is dus de rotatieas om X en B de rotatieas om Y of Z. Dit betekent dat u het werkstuk kunt draaien en kantelen voor meerzijdige bewerking zonder de instellingen te wijzigen. 

Als we vergelijken 3-vs 4 vs 5-CNC-bewerkingHet is duidelijk dat de extra assen de mogelijkheden verbeteren, en 5-assige assen bieden veel betere gereedschapstoegang tot moeilijk bereikbare plaatsen. De continue bewerking maakt de productie van complexe vormen en contouren mogelijk. Zo kunt u complexe items met hoge precisie en een gladde afwerking maken. 

Met een 5-assig bewerkingscentrum, frees en draaibank kunt u gespecialiseerde bewerkingen uitvoeren, zoals contourfrezen, ondersnijdingsfrezen, profielcontouren, gebeeldhouwd frezen en spiraalfrezen.  

Als u geïnteresseerd bent in verspanende bewerkingen, lees dan Frezen versus boren en EDM versus frezen hier. 

Voordelen van 5-assige bewerking

• Complexe 3D-vormen: 5-assige bewerking maakt continu bewerken van meerdere zijden van het werkstuk mogelijk. Het kan onregelmatige contouren, ondersnijdingen, hoekige vormen, enz. creëren.
• Hoge productiesnelheid: Door de gelijktijdige bewerking over vijf assen worden eindproducten sneller geproduceerd dan bij machines met 3 of 4 assen. 
• Efficiëntie: Doordat er geen sprake is van meervoudige gereedschapswisselingen en taakinstellingen, wordt bij 5-assige bewerking de stilstandtijd verminderd en de productie-efficiëntie verbeterd.
• Precisie nauwkeurigheid: De gelijkmatige aangrijping van het snijgereedschap zorgt voor nauwkeurige onderdelen. Tegelijkertijd kunt u toleranties bereiken tot ±0,0125 mm, of zelfs lager. 
• Oppervlakteafwerking: De continue controle van de gereedschapsoriëntatie en het verminderde aantal herposities zorgden voor een fijn en glad bewerkt oppervlak.

Nadelen van 5-assige bewerking

• Hogere initiële kosten: Een 5-assige CNC-machine volgens de industriestandaard kost meer dan $ 100000, waardoor de installatie en de bewerkingskosten per uur hoog zijn. 
• Complexe instellingen en gereedschapspad: Het instellen en bedienen van de machine en het optimaliseren van het gereedschapspad zijn complex en vereisen een hoge mate van expertise. 
• Hogere gereedschapskosten:  Vaak zijn er kortere en stijvere snijgereedschappen nodig, die duurder zijn dan de reguliere gereedschapsopties. 

Verschillen tussen 3-assige en 5-assige CNC-bewerking 

In de bovenstaande bespreking hebben we het concept, de voor- en nadelen van zowel 3-assige als 5-assige machines besproken. Laten we nu een directe vergelijking maken op basis van hun mogelijkheden, afwerkingskwaliteit, kosten, cyclustijd en maatwerk. 

Assenbeweging 

3-assige CNC-machines zijn beperkt tot lineaire asbewegingen en kunnen van links naar rechts, van achter naar voren en van boven naar beneden bewegen. Dit maakt het bewerken van moeilijk bereikbare delen van complexe ontwerpen een uitdaging. 5-assige bewerking daarentegen maakt twee rotatieassen mogelijk en geeft meer controle over complexe onderdelen.

Complexiteit en programmering instellen 

Bij 3-assige bewerking zijn de opspanningen en werkstukken minder complex en is de CNC-programmering relatief eenvoudig. 5-assige CNC-bewerking daarentegen vereist een complexere set-up. Bovendien is CNC-programmering complex vanwege het complexe gereedschapspad en de noodzaak om gereedschap te kantelen en roteren. Hiervoor is geavanceerde CAM-software nodig. 

Complexe vormen 

5-assig CNC-bewerkt onderdeel

Dankzij de grotere ascapaciteit kunnen complexe onderdelen worden gemaakt met behulp van gespecialiseerde bewerkingen zoals contouren en diep snijden. 3-assige CNC wordt gebruikt voor vlakke oppervlakken, blinde en doorlopende gaten, schroefdraad, eenvoudige 3D-vormen, gegraveerde oppervlakken, afschuiningen, fillets, etc. 

Daarentegen hebben 5-assige machines meer mogelijkheden, waaronder vrije vormen en gebogen oppervlakken, complexe 3D-contouren, ondersnijdingen, diepe holtes en hoekige oppervlakken.

Productiesnelheid en efficiëntie 

Als u eenvoudige onderdelen in kleine tot middelgrote aantallen produceert, kan een 3-assige machine de productiesnelheid van een 5-assige machine evenaren. Anders is de productiecyclus trager. Continue bewerking zonder de gereedschapsinstelling en -positionering in 5-assige machines te wijzigen, verhoogt de productiesnelheid en -efficiëntie.

Kosten

De typische kosten voor 3-assige en 5-assige machines bedragen respectievelijk $ 50000 en $ 100000. Bovendien zijn de kosten per onderdeel of per uur voor 5-assige machines hoger vanwege de noodzaak van geavanceerde gereedschappen, nauwkeurige opspanningen en gespecialiseerde software. 

Kwaliteit van de oppervlakteafwerking 

3- versus 5-assige CNC-afwerking

De oppervlakteafwerking van geproduceerde producten die met 3-assige bewerking zijn gemaakt, kan gereedschapssporen en bramen bevatten, terwijl 5-assige machines een gladder oppervlak achterlaten. De typische oppervlakteruwheid (Ra) ligt tussen 0.8 en 3.2 µm voor 3-assige bewerking en tussen 0.4 en 1.8 µm voor 5-assige bewerking.

Aanpassing en ontwerpvrijheid 

3-assige bewerking heeft een beperkte ontwerpvrijheid vanwege de lagere asbeweging en vaste gereedschapsoriëntatie. Voor complexe vormen zijn meerdere opstellingen nodig, wat de cyclustijd verlengt. Aan de andere kant biedt een 5-assige CNC veel meer flexibiliteit en maatwerk. Het maakt complexe vormen, gebogen oppervlakken en multi-face functies mogelijk in één opstelling.

Toepassingen 

5-assige CNC-toepassing

3-assige CNC-machines worden gebruikt voor eenvoudige en algemene productie, zoals auto-onderdelen, plaatwerk, boren, vlakfrezen, beugels en matig gecontourde oppervlakken. 5-assige machines daarentegen worden gebruikt voor complexere onderdelen die een hoge nauwkeurigheid vereisen, zoals medische implantaten, turbinebladen, matrijzen en mallen en vliegtuigonderdelen. 

(Wilt u meer lezen over toepassingen van productieprocessen? Klik plaatwerk versus bewerkte onderdelen hier.)

Wat is het verschil tussen 3-assig en 5-assig frezen?

3-assig versus 5-assig frezen 

Ten eerste is frezen een type bewerkingsproces waarbij een roterend gereedschap en een stilstaand werkstuk betrokken zijn. Hiervoor worden freesmachines of bewerkingscentra gebruikt. Bij 3-assig frezen is het gereedschap bevestigd aan de spindel, die langs de X-, Y- en Z-as kan bewegen. Het kan snijden, contouren, Draad frezen versus tappen, boren, enz. 

 5-assig frezen daarentegen is geschikt voor complexe geometrieën, ondersnijdingen, samengestelde hoeken en vrijgevormde oppervlakken. Het gereedschap kan het werkstuk vanuit meerdere hoeken benaderen. Daardoor kunnen de twee extra assen het werkstuk gelijktijdig kantelen en roteren. 

Lees verder:

• Horizontaal versus verticaal frezen
• Metaalfrezen versus houtfrezen
• Bewerken versus gieten
• Draadsnijden VS EDM

Branches die profiteren van 3- en 5-assige CNC-bewerking 

CNC-bewerking wordt op grote schaal gebruikt in diverse sectoren, van algemene bewerkingsdoeleinden tot precisieonderdelen voor de lucht- en ruimtevaart en de medische industrie. 3-assige CNC-bewerking wordt gebruikt voor eenvoudige industriële onderdelen, terwijl 5-assige machines worden gebruikt voor complexe en precisiegevoelige toepassingen. 

Branches die profiteren van 3-assige CNC-bewerking 

Automotive Industry 

3-assige bewerking maakt een snellere productie van diverse structurele en motorcomponenten in de auto-industrie mogelijk, zoals motorsteunen, cilinderkoppen, transmissiebehuizingen, ophangingsbeugels, bevestigingsmiddelen, enz.

Luchtvaartindustrie 

Hoewel kritieke vliegtuigonderdelen worden gemaakt met CNC-machines met hogere assen, worden eenvoudige onderdelen en interieurs gemaakt met behulp van 3-assige bewerking. Bijvoorbeeld beugels, assen en sommige onderdelen van het landingsgestel. 

Consumer Electronics 

Componenten voor consumentenelektronica zoals behuizingen, koellichamen en onderdelen met een schuin oppervlak worden gemaakt met behulp van een 3-assige bewerking. Daarnaast kunnen zowel kunststof als metaal worden gebruikt. 

Gereedschappen en armaturen 

3-assige machines kunnen verschillende gereedschappen en opspancomponenten produceren tegen concurrerende kosten, zoals opspanplaten, eenvoudige mallen en positioneringsnokken.

Branches die profiteren van 5-assige CNC-bewerking 

medische industrie 

Medische diagnostische componenten en implantaten moeten zeer nauwkeurig zijn om een ​​nauwkeurige diagnose en patiëntveiligheid te garanderen. CNC 5-assige bewerking kan op maat gemaakte implantaten en andere medische componenten produceren met een tolerantie van slechts  ± 0.005. 

Luchtvaartindustrie 

5-assige bewerking biedt een nauwe tolerantie en is geschikt voor complexe geometrische vormen, essentieel voor de prestaties en veiligheid van vliegtuigen. Het kan worden gebruikt voor structurele frames, turbineonderdelen, fuseglass-huid, waaierschouders en turbinebladprofielen. 

Schimmel en matrijzen 

De mogelijkheid om complexe interne kenmerken met een fijne oppervlakteafwerking te maken, maakt 5-assige CNC-bewerking een van de belangrijkste methoden in de productie van matrijzen en mallen. Het is daarom ook nuttig bij de productie van spuitgietmatrijzen, gietmatrijzen, enz. 

Multi-assige CNC-bewerkingsoplossingen bij ProleanTech

Bij ProleanTech beschikken we over meerassige CNC-machines en een team van experts met tien jaar ervaring in de verspanende industrie. We kunnen u helpen bij de keuze tussen de 3-assige en 5-assige machine die het beste bij uw ontwerp past. 

Wij kunnen CNC-bewerkingsdiensten Van eenvoudige hardware tot complexe componenten voor de automobiel-, luchtvaart-, medische en elektronische industrie. Ons team optimaliseert ook het ontwerp van machinale bewerkingen voor een hogere nauwkeurigheid en lagere kosten.

Upload daarom uw ontwerp en profiteer van onze uitgebreide oplossingen voor meerassige bewerking. 

Conclusie 

Hoewel beide machines dezelfde functies vervullen in de productie, zijn er verschillende verschillen tussen 3-assige en 5-assige CNC-bewerking. 3-assige machines zijn ideaal voor eenvoudige onderdelen die met standaard bewerkingsprocessen kunnen worden gemaakt. Aan de andere kant kunnen 5-assige machines gespecialiseerde bewerkingen uitvoeren en complexe mechanische componenten creëren met gebogen oppervlakken, diepe holtes, ondersnijdingen en aangepaste profielen. 

Uiteindelijk hangt de keuze af van de geometrische complexiteit van uw ontwerp, de gewenste precisie, afwerking en productievolume. Bepaal daarom uw vereisten en analyseer of 3-assige of 5-assige bewerking een beter resultaat kan opleveren tegen concurrerende kosten. 

 FAQ

Wat zijn de nadelen van een 5-assige CNC-machine?

Een 5-assige CNC-machine brengt hogere initiële kosten met zich mee, vereist complexe programmering en 5-assige configuraties kunnen in sommige gevallen ten koste gaan van de stijfheid. 

Wat zijn de voordelen van 5-assige bewerking?

Met 5-assige bewerking zijn complexe geometrieën mogelijk, wordt de oppervlakteafwerking verbeterd, is de cyclustijd korter en kan er gelijktijdig contourbewerking worden uitgevoerd.

Wat zijn de beperkingen van 3-assige CNC?

De beperkingen van 3-assige CNC zijn beperkingen op de rotatiebeweging, de noodzaak van meerdere opstellingen voor schuine onderdelen en de beperkte toegang tot gereedschappen op moeilijk bereikbare plaatsen.