CNC de 5 ejes vs. CNC de 3 ejes: ¿Está desperdiciando un 50% más en sus proyectos?

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Escrito por

JS

Publicado
May 28 2025
  • Mecanizado CNC de 5 ejes

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Desde su creación en la década de 1950, la tecnología de mecanizado CNC de 5 ejes ha transformado radicalmente la fabricación de componentes complejos. Esta tecnología permite realizar mecanizados que antes requerían múltiples amarres de una sola vez, controlando el movimiento coordinado de la herramienta de corte en cinco direcciones.

¿Qué hace posible la producción de piezas aeroespaciales y artículos de primera necesidad? ¿Se exageran sus dificultades y costos operativos? Partamos de cero y le ayudaremos a reaprender esta tecnología que transforma las reglas del sector manufacturero.

Componentes de un centro de mecanizado CNC de cinco ejes

Figura 1: Representación CAD del equipo de mecanizado CNC, con el brazo robótico preparándose para fresar piezas circulares.

Resumen de las respuestas principales

Cuestiones fundamentales Criterios de comparación y selección de tecnología Soluciones y valor de JS Precision
¿Cómo elegir la tecnología CNC? CNC de 3 ejes: Adecuado para piezas geométricas simples con bajo costo. CNC de 5 ejes: Adecuado para piezas curvas complejas con mayor precisión. Según la complejidad de su pieza y su presupuesto, ofrecemos las soluciones de mecanizado CNC de 3 o 5 ejes más rentables .
¿Vale la pena el CNC de 5 ejes? La inversión inicial es alta, pero al reducir el número de tiempos de sujeción, mejorar la precisión (hasta ± 0,005 mm) y el rendimiento, se puede reducir significativamente el coste integral de proyectos complejos. Confiamos en centros de mecanizado CNC de 5 ejes avanzados y una amplia experiencia para ayudarlo a lograr la libertad de diseño y acelerar el lanzamiento del producto , garantizando el retorno de la inversión.
¿Cómo garantizar la precisión y controlar los costos? La clave reside en adecuar la complejidad geométrica de las piezas a la tecnología de mecanizado. La "sujeción única" de la tecnología de 5 ejes puede reducir significativamente los errores y garantizar la calidad. Brindamos servicios de proceso completo desde el análisis DFM hasta la fabricación de precisión, garantizando que las piezas cumplan con los más altos estándares y optimizando al mismo tiempo los costos generales del proyecto.

¿Por qué las piezas de precisión dependen del mecanizado CNC de 5 ejes? JS Precision comparte su experiencia práctica.

En los últimos 15 años, JS Precision ha acumulado una amplia experiencia en mecanizado CNC de 5 ejes. Nuestra experiencia abarca numerosos campos de alta precisión, como la fabricación de componentes para dispositivos médicos y el mecanizado de componentes aeroespaciales.

Por ejemplo, hemos brindado servicios de mecanizado CNC de 5 ejes a más de 50 empresas líderes en dispositivos médicos a nivel mundial. Hemos mecanizado con éxito más de 100.000 piezas de precisión, incluyendo tornillos de aleación de titanio y componentes para prótesis articulares. En el sector aeroespacial, utilizamos nuestro centro de mecanizado CNC de 5 ejes para mecanizar piezas complejas de motores de aeronaves, con una tasa de éxito superior al 99,8 %.

Esta guía resume nuestros años de experiencia práctica en proyectos de mecanizado CNC de 5 ejes. Puede confiar en ella, ya que cada punto se basa en nuestras operaciones y verificaciones reales.

Como señala la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos en sus "Estándares de precisión de mecanizado CNC", el mecanizado CNC de 5 ejes tiene ventajas irremplazables en la mejora de la precisión y la eficiencia del mecanizado de piezas complejas, y nuestra experiencia está altamente alineada con este importante punto de vista.

¿Desea obtener más información sobre casos prácticos de mecanizado CNC de 5 ejes en su sector? Contacte con JS Precision e indique su sector para recibir un manual gratuito de casos prácticos específicos del sector, que le ayudará a comprender rápidamente las aplicaciones reales.

¿Qué es el mecanizado CNC de 5 ejes? Guía completa sobre sus principios y ventajas.

La idea detrás del mecanizado CNC de 5 ejes es que la herramienta puede moverse en cinco direcciones, dos de las cuales también giran. Este tipo de procesamiento pertenece al proceso de corte y conformado multieje, similar al uso de una máquina herramienta como un cuchillo de tallado para cortar la materia prima metálica paso a paso, creando una superficie lisa o una estructura compleja.

Lo más cómodo es que, durante el procesamiento, no es necesario desmontar y reajustar las piezas repetidamente como en el método tradicional. La máquina puede regular automáticamente el ángulo de corte y, lo que es aún más sorprendente, es capaz de realizar cortes continuos en una sola pasada.

Por ejemplo, el mecanizado de piezas de alta precisión como álabes de turbinas, que en el pasado requerían siete u ocho operaciones, ahora se pueden cortar en rodajas circulares en una máquina herramienta de cinco ejes, duplicando la productividad.

El principio básico se puede dividir en tres puntos clave:

(1) Movimiento coordinado en cinco direcciones

La máquina herramienta utiliza una combinación de tres ejes lineales (ejes X/Y/Z, responsables del movimiento hacia adelante y hacia atrás, izquierda y derecha, y arriba y abajo) y dos ejes de rotación (normalmente denominados ejes A/C) para permitir que la herramienta se acerque a la pieza de trabajo en cualquier ángulo . Por ejemplo, al fabricar álabes de turbina, la herramienta puede cortar verticalmente e inclinarse 45 grados para cortar lateralmente.

(2)Ventajas del procesamiento sin inversión

Las máquinas herramienta tradicionales de 3 ejes requieren desmontar y ajustar la dirección de la pieza muchas veces al procesar piezas complejas, mientras que el sistema de 5 ejes cambia automáticamente la superficie de procesamiento mediante el eje de rotación. Al igual que al fotografiar un objeto con una cámara panorámica, no es necesario rotarlo manualmente y el objetivo puede capturar todos los ángulos a su alrededor.

(3)Precisión de sincronización dinámica

El corte de la herramienta y la rotación de la pieza se pueden coordinar en tiempo real. Al procesar estructuras especiales, como ranuras espirales, el husillo avanza mientras la pieza gira a velocidad constante. Ambos se sincronizan milimétricamente mediante el sistema CNC, y la precisión de moldeo final puede alcanzar los 0,005 mm.

¿Desea comprender mejor cómo la tecnología de cinco ejes beneficia el diseño de sus componentes? Puede cargar sus planos 3D ahora y el equipo de JS Precision le proporcionará un informe profesional de análisis de fabricabilidad del servicio de mecanizado CNC de 5 ejes.

Desmontando la máquina CNC de 5 ejes: 6 componentes clave y sus funciones

1.La estructura principal de la máquina herramienta.

Se puede entender como el esqueleto del equipo , que generalmente está hecho de hierro fundido o acero para soportar todas las piezas. Si el bastidor básico no es lo suficientemente resistente, es fácil que vibre durante el corte a alta velocidad, lo que puede causar desviaciones dimensionales en las piezas.

Al seleccionar el equipo, el proveedor de servicios de mecanizado CNC de 5 ejes se centrará en la rigidez del marco, especialmente al procesar materiales duros como la aleación de titanio de aviación, se debe utilizar un marco pesado.

2.La estructura de los cinco ejes de movimiento

¡Este es el núcleo del sistema de cinco ejes! A continuación, se presenta una descripción estructural del sistema de movimiento de la máquina herramienta de cinco ejes:

Eje de movimiento Dirección del movimiento Descripción de la función
Eje X El banco de trabajo se mueve vertical y horizontalmente.Formando la trayectoria de mecanizado básica, el eje de movimiento central esencial para todos los equipos CNC.
Eje Y Movimiento horizontal perpendicular al eje X. Coopere con el eje X para ampliar el rango de procesamiento del plano y formar una capacidad de procesamiento bidimensional.
Eje Z La herramienta se mueve verticalmente hacia arriba y hacia abajo. El control de la precisión de la profundidad de mecanizado afecta directamente la dimensión de profundidad de la cavidad del molde.
Eje A Movimiento giratorio alrededor del eje X. Realice el ajuste del ángulo de la pieza de trabajo para cumplir con los requisitos del mecanizado de superficies inclinadas .
Eje B Movimiento giratorio alrededor del eje Y. Colabore con el eje A para mejorar las capacidades de procesamiento espacial y ampliar el rango del ángulo de trabajo de la máquina herramienta.

Para procesar un álabe de turbina torcido, la mesa de trabajo gira mientras la herramienta se inclina, y todos los arcos se pueden procesar a la vez sin tener que desmontar y ensamblar piezas repetidamente.

3.Sistema de husillo

El sistema de husillo es la unidad central de la máquina herramienta para lograr el procesamiento de corte, y la velocidad puede variar desde varios miles hasta decenas de miles de revoluciones por minuto.

  • La alta velocidad es adecuada para un procesamiento fino (como pulir la carcasa metálica de un teléfono móvil).
  • El par alto es adecuado para procesamiento duro (como excavar ranuras profundas en piezas de acero).

La selección de este sistema está directamente relacionada con las capacidades comerciales de los fabricantes de centros de mecanizado CNC de 5 ejes, el husillo de 12.000 rpm del equipo ordinario de 3 ejes solo puede manejar el corte de metal convencional, mientras que el husillo de alta velocidad de 40.000 rpm configurado en el centro de mecanizado de enlace de 5 ejes puede realizar pedidos de microprocesamiento para instrumentos de precisión como taladros médicos para huesos .

4. Sistema CNC y software

El sistema CNC es responsable de convertir los dibujos de diseño en instrucciones de acción de la máquina herramienta , incluyendo hardware como paneles de operación y procesadores, así como software especial de marcas como Siemens.

El software puede planificar automáticamente la trayectoria de enlace de 5 ejes. Por ejemplo, al mecanizar un impulsor, el sistema evitará automáticamente la posición de colisión entre la herramienta y la pieza, lo que reduce la dificultad del ajuste manual. Este control inteligente permite a los principiantes completar el mecanizado de piezas complejas, garantizando al mismo tiempo la precisión del mecanizado.

5.Almacén de herramientas y cambiador de herramientas

Para almacenar herramientas y realizar cambios automáticos durante el mecanizado. Un minicentro de mecanizado CNC de 5 ejes suele estar equipado con entre 12 y 24 herramientas, mientras que los equipos grandes pueden ampliarse a más de 200 herramientas para satisfacer las necesidades de mecanizado multiproceso de piezas complejas. Cuando el servicio de mecanizado CNC de 5 ejes acepta pedidos de lotes pequeños, ahorra tiempo al cambiar las herramientas rápidamente. Por ejemplo, la aleación de aluminio se fabrica por la mañana y el acero inoxidable se corta directamente por la tarde.

6.Accesorios auxiliares

  • Boquilla de refrigerante: rocíe agua o aceite mientras corta para evitar que el material se sobrecaliente y se deforme.
  • Transportador de virutas: Limpie los restos de metal como si fuera una aspiradora para evitar rayar la pieza de trabajo.
  • Caso real: Una fábrica de dispositivos médicos encontró un proveedor de servicios de mecanizado CNC de 5 ejes para procesar prótesis articulares, pero la otra parte no ajustó el refrigerante correctamente, la superficie de acero inoxidable estaba llena de marcas de quemaduras y todo el lote de piezas fue desechado.

¿Estas evaluando?¿Necesita equipos para mecanizado CNC de 5 ejes en el mercado británico? JS Precision le informará sobre sus necesidades de procesamiento y le proporcionará una guía de selección de componentes clave para ayudarle a realizar inversiones precisas.

Figura 2: Vista en perspectiva del complejo centro de mecanizado CNC de 5 ejes, que marca el diseño de los componentes principales, como el husillo y el almacén de herramientas.

Cómo configurar el sistema de coordenadas CNC de 5 ejes: guía paso a paso

1. Determinar la posición del punto cero del mecanizado.

  • Toque la superficie de la pieza de trabajo con un instrumento de ajuste de herramientas o una sonda para encontrar la posición que desea utilizar como punto cero (como la esquina o el centro de la pieza de trabajo).
  • Cuando JS Precision procesa álabes de turbinas, nuestros ingenieros generalmente establecen el centro de la superficie inferior de la raíz del álab como punto cero.

2. Datos de entrada al sistema de control

  • Seleccione G54 (o G55, G56) en el panel de operación de la máquina herramienta y complete las coordenadas del punto cero medidas (valores X/Y/Z).
  • Nota: Si se trata de un centro de mecanizado CNC de 5 ejes con plato giratorio, también deberá introducir el valor del ángulo inicial del eje de rotación (eje A/C).

3. Abordar la influencia del eje de rotación.

  • Durante el mecanizado CNC de 5 ejes, la pieza de trabajo puede ser volteada por el plato giratorio , provocando que el punto cero se mueva.
  • Solución: vincule el sistema de coordenadas y el eje de rotación en el software de programación y deje que el sistema compense automáticamente la posición.

4.Verificar el sistema de coordenadas

  • Ejecute el programa en blanco para observar si la herramienta está cerca de la pieza como se espera. ¡No la corte directamente!
  • Nuestros consejos: Levante el eje Z 50 mm antes de volver a intentarlo y no se preocupe si se bloquea.

5. Cambio entre múltiples sistemas de coordenadas

  • Si es necesario procesar la misma pieza de trabajo en varias áreas, después de configurar G54, repita los pasos anteriores para configurar otro punto cero para G55.
  • Escenarios aplicables: por ejemplo, al procesar cavidades y ubicar agujeros en un molde al mismo tiempo, el uso de diferentes sistemas de coordenadas ahorra la necesidad de recalibrar la herramienta.

Sistemas de coordenadas comúnmente utilizados en el mecanizado de cinco ejes

Figura 3: Muestra el posicionamiento del eje Y de la fresadora CNC, la relación del punto cero y el desplazamiento entre la máquina herramienta y el sistema de coordenadas de la pieza de trabajo.

5 ejes vs. 3 ejes: ¿Cómo distinguirlos?

1. Diferencia fundamental

Las máquinas herramienta de 3 ejes son como pintores de coordenadas precisos, y solo pueden mover las herramientas en tres direcciones lineales (adelante y atrás, izquierda y derecha, y arriba y abajo) de X/Y/Z. Por ello, las máquinas herramienta de 5 ejes cuentan con dos ejes de rotación adicionales (normalmente denominados ejes A/B), lo que equivale a equipar la herramienta con articulaciones mecánicas que le permiten inclinarse libremente durante el corte.

Comparando dimensiones mecanizado de 3 ejes mecanizado de 5 ejes
Eje de movimiento Eje lineal X/Y/Z. Añadir eje de rotación A/B.
Complejidad de procesamiento Superficie plana/simple. Estructuras tridimensionales complejas como álabes de turbinas.
Necesidades de intervención humana Cada lado del procesamiento requiere el giro manual de la pieza de trabajo. Corte multiángulo totalmente automático.
Error de precisión ±0,1 mm. ±0,02 mm.
Costo típico $70,000-$210,000. $420,000+.

2. Selección de escena aplicable

Elija 3 ejes: adecuado para un presupuesto limitado (el precio del equipo es entre un 30 % y un 70 % más barato), procesamiento de piezas de ranuras planas o poco profundas (como carcasas de teléfonos móviles) o producción de lotes pequeños ( sin programación compleja ).

Elija 5 ejes: cuando se encuentran estructuras de cavidades profundas (como bloques de cilindros de motores), superficies curvas con formas especiales (implantes de dentaduras postizas) o requisitos de precisión ultraalta (cojinetes aeroespaciales), cinco ejes pueden completar el proceso que las máquinas herramienta tradicionales requieren de 5 a 6 sujeciones de una sola vez.

3. Eficiencia y equilibrio de costos

Aunque el precio de compra de las máquinas herramienta de 5 ejes es más elevado, sus características de procesamiento continuo permiten ahorrar más del 60 % de horas de trabajo al procesar piezas complejas como moldes de automóviles. Por ejemplo, para fabricar impulsores de turbocompresores de aleación de aluminio, la fabricación con tres ejes requiere 7 días + 3 calibraciones manuales, mientras que la fabricación con cinco ejes solo requiere 2 días para completarse de forma totalmente automática.

La diferencia entre 5 ejes y 3 ejes

Figura 4: Muestra la estructura de ejes de las fresadoras CNC, desde las diferencias de configuración básicas de tres ejes hasta las de cinco ejes de alta precisión.

¿Qué industrias dependen más de la tecnología de procesamiento CNC de 5 ejes?

1. Industria médica

  • Características demandadas: Los implantes humanos (como articulaciones y placas óseas) deben ajustarse perfectamente a la estructura anatómica del paciente, con requisitos de precisión comparables al grosor de un cabello (tolerancia ±0,01 mm), y los materiales deben ser biocompatibles y tener una superficie lisa.
  • Ventajas de los servicios de mecanizado CNC de 5 ejes de JS Precision: Podemos procesar superficies complejas en una sola pasada y ofrecemos un procesamiento completo, desde uniones de aleación de titanio hasta implantes óseos porosos, según las necesidades personalizadas de cada paciente. Una sola sujeción puede completar el grabado de superficies con formas especiales, evitando los múltiples ajustes de los procesos tradicionales.
  • Aplicaciones típicas: Estructura de bola y cavidad de articulaciones de cadera artificiales, superficie porosa de dispositivos de fusión espinal y canales de precisión de instrumentos quirúrgicos mínimamente invasivos.

2. Industria electrónica

  • Solución al problema: los productos electrónicos buscan delgadez y ligereza, pero los componentes pequeños como disipadores de calor e interfaces de chips requieren requisitos de precisión extremadamente altos (por ejemplo, la tolerancia de las ranuras de la tarjeta SIM del teléfono móvil debe ser inferior a 0,05 mm).
  • Especificaciones técnicas de JS Precision: Los chaflanes curvos de las carcasas de aluminio y las ranuras para tarjetas internas se pueden mecanizar en paralelo mediante nuestro centro de mecanizado CNC de 5 ejes, e incluso los orificios de posicionamiento de la placa de circuito están grabados en la superficie del metal para evitar errores de conexión de múltiples procesos.
  • Productos de muestra: Cuerpo metálico integrado en computadora portátil, radiador de estación base 5G, portador de oblea semiconductora.

3. Procesamiento personalizado

  • Subvirtiendo la tradición: en el pasado, la revisión manual tomaba 2-3 semanas . El CNC de 5 ejes puede transformar diseños complejos (como prototipos de conjuntos de engranajes) en objetos físicos en 48 horas, y se pueden manejar materiales que van desde plástico hasta fibra de carbono.
  • Valor fundamental de JS Precision: Nuestros ingenieros pueden verificar rápidamente la viabilidad de estructuras con formas especiales. Por ejemplo, los modelos de arcilla de automóviles se transforman directamente en piezas funcionales metálicas comprobables, lo que reduce el ciclo de desarrollo en un 60 %.
  • Casos típicos: Moldeado único de juntas plegables de drones y restauración precisa de superficies oclusales de prótesis personalizadas.

4.Aeroespacial

  • Requisitos finales: Reducción de 1 gramo en el peso de las palas del motor de aeronave, lo que permite ahorrar 2 toneladas de combustible al año. Los soportes de los satélites deben ser ligeros y resistentes a la radiación, y la estructura de optimización topológica es tan compleja como una red vascular.
  • Umbral del servicio de mecanizado CNC de 5 ejes: Hemos pasado la certificación de aviación AS9100 y podemos proporcionar procesamiento a nivel de micrones para componentes clave como cámaras de combustible de motores de cohetes, e incluso lograr fresado en lugar de rectificado, fresando directamente un efecto espejo (Ra≤0.1μm).
  • Productos procesados ​​por nuestra empresa: boquillas de combustible para naves espaciales (precisión de hasta 1 micrón), perfil aerodinámico curvo para alerones, canal de enfriamiento de boquillas de motores de cohetes.

Cómo reducir los costes de mecanizado CNC de 5 ejes: 4 estrategias prácticas para optimizar el presupuesto

1.Preste atención al precio de las máquinas herramienta.

El precio de las máquinas herramienta CNC de cinco ejes se ve influenciado por múltiples factores: los modelos estándar suelen costar cientos de miles de dólares, mientras que las configuraciones de gama alta pueden superar los millones de dólares. Esta fluctuación de precios depende principalmente del posicionamiento de la marca, la gama de procesamiento, la configuración técnica y el grado de automatización.

Tomando como ejemplo un equipo de tamaño mediano, la cotización del modelo básico se concentra en el rango de 100.000 a 200.000 dólares estadounidenses, pero si es necesario ampliar la capacidad de procesamiento o agregar módulos de monitoreo inteligente, el costo total puede duplicarse.

Cabe destacar que las empresas del sector del mecanizado CNC de 5 ejes en el Reino Unido tienden a elegir modelos equipados con sistemas de compensación térmica, que pueden corregir automáticamente las deformaciones causadas por la temperatura ambiente y son especialmente adecuados para la fabricación de moldes de alta precisión.

2. Composición de los costos básicos

La fundición de la bancada de la máquina herramienta representa aproximadamente el 25%-30% de la inversión total. Esta pieza tiende a adoptar el proceso de fundición en arena de resina para mejorar su capacidad de absorción de impactos. Sin embargo, el factor que realmente afecta el costo está ligado al componente principal del sistema de control de movimiento. Este riel guía de rodillos de precisión importado puede triplicar el precio del nacional, pero mantiene una precisión de posicionamiento repetitivo estable de ±0,003 mm .

Si está considerando comprar un centro de mecanizado CNC de 5 ejes , tenga en cuenta que el precio de venta de equipos de segunda mano con mesa giratoria de accionamiento directo suele superar el 15%, ya que puede girar a 800°/s, lo que mejora considerablemente la eficiencia del procesamiento de superficies.

3. Selección del sistema de software

El sistema de control con función de mecanizado adaptativo es aproximadamente un 20 % más caro que la versión básica, pero puede optimizar automáticamente los parámetros de corte y prolongar la vida útil de la herramienta en un 30 %. Si se añade un sistema de cambio automático de herramientas (como un almacén de herramientas de 24 estaciones), el coste del equipo aumentará entre 80 000 y 120 000 dólares estadounidenses. Sin embargo, esta configuración puede acortar el tiempo de cambio de herramienta para la producción en masa a menos de 10 segundos.

Según las estadísticas de la Asociación Británica de Fabricación, el costo de agregar un brazo robótico a un dispositivo de 5 ejes con un diseño modular es un 40% menor que comprar directamente la máquina completa. En la operación real de nuestra empresa, la máquina herramienta de cinco ejes puede mejorar la eficiencia general en más del 45% al ​​reducir el número de tiempos de sujeción.

Por ejemplo, al mecanizar álabes de motores de aviación, el proceso tradicional requiere cinco procesos , mientras que el equipo de cinco ejes puede completarse con una sola sujeción , lo que no solo ahorra un 70 % del tiempo auxiliar, sino que también controla la tasa de desperdicio por debajo del 0,05 %. Para piezas de precisión con un precio unitario superior a 1500 libras, esto significa que se pueden evitar casi 10 000 libras de pérdidas de material por cada 1000 piezas producidas.

4. Sugerencias para el control de costes

  • Estrategia de combinación y adaptación de componentes: se utiliza una aleación de aluminio liviano para estructuras que no soportan carga y los componentes de transmisión clave conservan configuraciones importadas.
  • Aproveche la oportunidad de compra: Algunos fabricantes británicos de equipos lanzan descuentos por tiempo limitado al final del trimestre. En un evento reciente de venta de centros de mecanizado CNC de 5 ejes, el precio del modelo estándar bajó un 12 %.
  • Inteligencia basada en fases: configurar inicialmente el sistema de sensores básicos y conectarlo gradualmente a la plataforma de Internet de las cosas en la etapa posterior.
  • Modelo de colaboración regional: seleccionar varias empresas de mecanizado CNC de 5 ejes adecuadas cerca de mí para construir conjuntamente un centro tecnológico y compartir el derecho a utilizar equipos de alto valor.

Velocidad de procesamiento aumentada un 70% y costo reducido un 45%: Cómo el CNC de 5 ejes aporta ventajas significativas a los implantes médicos

Antecedentes del caso

Nuestro cliente es una empresa líder en dispositivos médicos que desarrolla una nueva generación de vástagos femorales artificiales de aleación de titanio para articulaciones de cadera. El componente presenta superficies anatómicas complejas, con exigencias extremadamente altas de biocompatibilidad y estabilidad a largo plazo.

Precisamente, el requisito principal que pedía el cliente era conseguir una precisión extrema de ±0,01 mm para asegurar una adaptación perfecta al hueso del paciente, requiriendo además un acabado superficial tipo espejo (Ra≤0,1 μm), lo cual es muy importante para promover eficazmente la osteointegración.

En las primeras etapas de este proyecto, el cliente empleó el mecanizado CNC tradicional de 3 ejes con múltiples operaciones de sujeción. Los problemas que se presentaron fueron los siguientes:

  • La sujeción repetida dio lugar a una situación en la que los errores acumulativos no permitían garantizar las tolerancias en las superficies críticas, lo que vino acompañado de una alta tasa de desperdicios.
  • Mientras tanto, se requerían más de 5 horas para el mecanizado total por pieza y un tiempo considerable dedicado a ajustes manuales.
  • En vista de la alta tasa de desecho de materiales de aleación de titanio y de los costos laborales, el costo por unidad era inasequible.

La solución de JS Precision

Para abordar los desafíos del cliente, entregamos una solución integral basada en un centro de mecanizado CNC de 5 ejes de alta gama. Empleamos una estrategia de mecanizado de "configuración única, conformado completo".

Lo primero que hizo nuestro equipo técnico fue realizar un análisis profundo de Diseño para Fabricación (DFM) , realizando cambios óptimos en la trayectoria de la herramienta para garantizar que la herramienta pudiera cortar continuamente en el mejor ángulo a partir de superficies anatómicas complejas.

Además, utilizamos un husillo de alta velocidad y un sistema de refrigeración de precisión para que el fresado directo lograra un acabado de espejo: Ra ≤ 0,1 μm . Como resultado, ahorramos a los clientes los procesos posteriores y los costes de pulido.

Resultados obtenidos

Esta solución trajo consigo enormes mejoras de eficiencia.

  • La eficiencia del mecanizado dio un salto adelante, donde el tiempo de procesamiento de una sola pieza se redujo drásticamente de 5 horas a 1,5 horas, con un aumento de la eficiencia de hasta el 70%.
  • La calidad del producto se mejoró fundamentalmente : la tasa de rendimiento del producto alcanzó el 99,9%, cumpliendo perfectamente los requisitos de precisión de grado médico y acabado de superficie.
  • El costo unitario total disminuyó aproximadamente un 45%, lo que ayudó a nuestros clientes a obtener una gran ventaja en precio en un mercado altamente competitivo y a acelerar el tiempo de comercialización de productos innovadores.

¿Desea reducir el coste del procesamiento de piezas médicas y mejorar la eficiencia? Al enviar sus requisitos de procesamiento de piezas a JS Precision, puede obtener gratuitamente una solución de reducción de costes basada en el mecanizado CNC de 5 ejes, lo que le ayudará a mejorar su competitividad en el mercado.

Pieza de mecanizado CNC de 5 ejes

Figura 5: vástago femoral de articulación de cadera artificial de aleación de titanio

¿Cómo elegir el servicio de mecanizado CNC de 5 ejes adecuado?

1. Mire el hardware del equipo.

Pregunte directamente al fabricante para qué marca de máquinas herramienta (como la alemana DMG y la japonesa Mazak) se utiliza el equipo y cuántos años lleva usándolo. Como fabricante consolidado, solemos contar con más de 10 centros de mecanizado CNC de 5 ejes , capaces de aceptar pedidos grandes y urgentes simultáneamente.

Concéntrese en verificar la velocidad del husillo (al menos 12 000 rpm) y la precisión de posicionamiento (preferiblemente dentro de ±0,005 mm). Las configuraciones de las máquinas para procesar aleaciones de aluminio y de titanio son muy diferentes.

2. Prueba la fuerza técnica

Se requiere ver casos similares de procesamiento de piezas, como superficies de unión de dispositivos médicos o impulsores de aviación. Le proporcionaremos un video del proceso de procesamiento e incluso le permitiremos ver cómo nuestro taller maneja la tolerancia de ultraprecisión de ±0,01 mm in situ.

3. Comparar la flexibilidad del servicio

Pruebe la velocidad de respuesta: envíe un dibujo simple para ver cuánto tiempo tomará obtener una cotización y el equipo profesional de JS Precision le enviará comentarios sobre el plan del proceso dentro de las 24 horas.

Consulte la cantidad mínima de pedido . También ofrecemos servicios de personalización para lotes pequeños y grandes. Incluso si los diseños son complejos, podemos responder en 24 horas.

4.Calcular el coste integral

Es necesario verificar los detalles de costos proporcionados por el proveedor y prestar especial atención a la cantidad de procesos de inspección de calidad y si existen cargos adicionales por el diseño de herramientas.

Confirme los costos ocultos antes de firmar un contrato: por ejemplo, cuánto dinero extra se requiere para materiales especiales (como plástico PEEK) y si hay un cargo adicional por modificar los dibujos.

Preguntas frecuentes

1.¿Qué significa específicamente el enlace de 5 ejes?

El enlace de cinco ejes se refiere al movimiento sincrónico del eje lineal X/Y/Z y el eje rotatorio A/B, de modo que la herramienta puede mantener continuamente el ángulo de corte óptimo y lograr una sujeción única y la formación de superficies curvas complejas.

2.¿Cuánto más caro es el equipo que el de 3 ejes?

El precio de un equipo de cinco ejes suele ser de 3 a 5 veces el de uno de tres ejes, alrededor de 210.000 a 700.000 dólares estadounidenses, dependiendo de la precisión de la configuración.

3.¿Por qué es adecuado para procesar álabes de impulsor?

El enlace de 5 ejes puede ajustar el ángulo de la herramienta, completar el procesamiento complejo de la superficie curva y la pared delgada del impulsor con una sola sujeción, garantizar la precisión y evitar interferencias.

4.¿Qué habilidades necesitan los operadores?

La operación de 5 ejes requiere la capacidad de dominar la programación CNC, la depuración del sistema, la gestión de herramientas, la prevención de colisiones y el análisis de dibujos en 3D.

5.¿Puede un CNC de 5 ejes utilizar las mismas herramientas que un CNC de 3 ejes?

En principio, es universal. Sin embargo, para aprovechar las ventajas del mecanizado rápido y eficaz de 5 ejes, normalmente recomendamos el uso de herramientas más especializadas y robustas, aunque también se requiere mucha más rigidez y equilibrio en los portaherramientas.

6.¿Cómo ayuda el mecanizado de 5 ejes a reducir los costos generales?

El mecanizado multifacético de 5 ejes se realiza con una sola sujeción, lo que reduce considerablemente el número de amarres y la frecuencia de operaciones secundarias, así como los errores acumulados y la tasa de desperdicios. Acortó significativamente el tiempo total de procesamiento y el coste de mano de obra.

7. ¿Proporciona análisis DFM (Diseño para Fabricación) para CNC de 5 ejes?

Sí, damos gran importancia al análisis DFM. JS Precision ofrece a sus clientes servicios gratuitos de análisis DFM. Gracias a nuestra amplia experiencia en mecanizado de 5 ejes, nuestros ingenieros le ayudarán a optimizar el diseño de las piezas, ahorrando así costes y tiempo.

8.¿Cómo obtener cotizaciones en tiempo real para el mecanizado CNC de 5 ejes?

Obtener una cotización instantánea es muy sencillo. Visite el sitio web de JS Precision para usar nuestro sistema de cotización en línea y cargar su archivo de diseño 3D. Nuestro sistema generará de inmediato una cotización preliminar y un plazo de entrega estimado, utilizando formatos como STEP o IGES.

Resumen

La tecnología de mecanizado CNC de 5 ejes tiene ventajas en la fabricación de piezas complejas, especialmente en el control preciso de los detalles de las piezas y los efectos del tratamiento de la superficie.Aunque al principio la compra de equipos es más cara que la de equipos de procesamiento convencionales, resulta bastante rentable tras un uso prolongado. El tiempo de procesamiento se puede acortar considerablemente, la calidad de las piezas producidas también es alta, se reducen las renovaciones y reparaciones posteriores, lo que reduce el coste total.

En el proceso de modernización de la industria manufacturera, muchas empresas se enfrentan a dificultades técnicas relacionadas con la precisión del procesamiento. Las empresas que lo necesiten pueden contactar con JS Precision. Nuestros servicios de mecanizado CNC de 5 ejes ofrecen asesoramiento gratuito sobre soluciones de mecanizado y asesoramiento rápido y personalizado sobre producción.

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Descargo de responsabilidad

El contenido de esta página es meramente informativo. JS Precision Services no ofrece garantías, ni expresas ni implícitas, sobre la exactitud, integridad o validez de la información. No se debe inferir que un proveedor o fabricante externo proporcionará parámetros de rendimiento, tolerancias geométricas, características específicas de diseño, calidad y tipo de material o mano de obra a través de la red de JS Precision. Es responsabilidad del comprador solicitar presupuesto de piezas e identificar los requisitos específicos para estas secciones. Para más información, contáctenos .

Equipo de JS Precision

JS Precision es una empresa líder en la industria , especializada en soluciones de fabricación a medida. Contamos con más de 20 años de experiencia y más de 5000 clientes, y nos especializamos en mecanizado CNC de alta precisión, fabricación de chapa metálica , impresión 3D , moldeo por inyección , estampado de metal y otros servicios integrales de fabricación.

Nuestra fábrica cuenta con más de 100 centros de mecanizado de 5 ejes de última generación, con certificación ISO 9001:2015. Ofrecemos soluciones de fabricación rápidas, eficientes y de alta calidad a clientes en más de 150 países. Ya sea para producciones de pequeño volumen o para personalización a gran escala, podemos satisfacer sus necesidades con la entrega más rápida en 24 horas. Elija JS Precision : eficiencia, calidad y profesionalismo.
Para obtener más información, visite nuestro sitio web: www.cncprotolabs.com

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Experto en prototipado rápido y fabricación rápida

Nos especializamos en mecanizado CNC, impresión 3D, fundición de uretano, herramientas rápidas, moldeo por inyección, fundición de metales, chapa metálica y extrusión.

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