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L'origine deUsinage CNC à 5 axesPeut être retracé au premier outil de machine CNC développé par John Parsons dans les années 1950. Depuis lors, la technologie a été développée pour gérer les axes de mouvement dans cinq directions à la fois. Les ingénieurs ont simplement besoin de saisir l'ordinateur avec les croquis de conception tridimensionnels, et l'outil peut fonctionner comme un graveur qualifié, sculptant progressivement le bloc métallique en composants complexes.

Bien que l'on dit souvent qu'une telle machine est difficile à utiliser et coûteuse, son application pratique est bien plus étendue qu'on l'imaginait. Son véritable avantage réside dans le fait qu'en terminant l'usinage multi-angle en un seul serrage, il élimine les erreurs et les heures de travail consacrées à un serrage répété.

Qu'est-ce qui fait que les parties aérospatiales et les nécessités quotidiennes possibles sont possibles? Son défi de travail et son coût sont-ils sur-typés? Partons de zéro et vous conduisons à réapprendre cette technologie qui remodèle les règles du secteur manufacturier.

Qu'est-ce que l'usinage CNC à 5 axes?

L'idée derrière l'usinage à 5 axes est que l'outil peut se déplacer dans cinq directions, dont deux tournent également. Ce type de traitement appartient au processus de coupe et de formation multi-axes, qui ressemble à l'utilisation de la machine-outil comme couteau à sculpture pour couper la matière première métallique en unsurface lisseou structure complexe étape par étape.

La partie la plus confortable est que pendant le traitement, il n'est pas nécessaire de démonter et de réajuster à plusieurs reprises les pièces comme dans l'approche traditionnelle. La machine peut elle-même réguler l'angle de coupe, et ce qui est encore plus étonnant, c'est qu'il est capable de couper continue en un seul passage.

Par exemple, l'usinage de pièces de haute précision tels que les lames de turbine, qui, dans le passé, nécessitaient sept ou huit opérations, peuvent désormais être coupées en tranches circulaires sur une machine-outil à cinq axes, doubler la productivité.

Le principe de base peut être divisé en trois points clés:

(1) Mouvement coordonné à cinq voies

La machine-outil utilise une combinaison de trois axes linéaires (axes x / y / z responsables des mouvements vers l'avant et vers l'arrière, à gauche et à droite, et de haut en bas) et deux axes de rotation (généralement marqués en axes A / C) pour permettre à l'outil d'approcher la pièce à n'importe quel angle dans l'espace. Par exemple, lors de la fabrication de lames de turbine, l'outil peut couper verticalement et incliner 45 degrés pour couper latéralement.

(2) Avantages du traitement non flippant

Les machines-outils traditionnels à 3 axes doivent démontrer et ajuster la direction de la pièce plusieurs fois lors du traitement des pièces complexes, tandis que leSystème à 5 axesCommunique automatiquement la surface de traitement à travers l'axe de rotation. Tout comme le tournage d'un objet avec une caméra panoramique, il n'est pas nécessaire de faire pivoter manuellement le sujet et l'objectif peut capturer tous les angles autour de lui.

(3) précision de synchronisation dynamique

La coupe de l'outil et la rotation de la pièce peuvent être coordonnées en temps réel. Lors du traitement des structures spéciales telles que des rainures en spirale, la broche avance tandis que la pièce tourne à une vitesse constante. Les deux sont synchronisés au niveau du millimètre à travers leSystème CNCet la précision finale de moulure peut atteindre 0,005 mm.

Quels sont les composants clés d'un centre d'usinage CNC à 5 axes?

1.La structure principale de la machine-outil

Il peut être compris comme le "squelette" de l'équipement, qui est généralement en fonte ou en acier pour soutenir toutes les pièces. Si le cadre de base n'est pas assez fort, il est facile de vibrer pendant la coupe à grande vitesse, ce qui peut éventuellement provoquer des écarts dimensionnels dans les pièces.

Lors de la sélection de l'équipement, 5 axesService d'usinage CNCLe fournisseur se concentrera sur la rigidité du cadre, en particulier lors du traitement des matériaux durs tels que l'alliage de titane de l'aviation, un cadre lourd doit être utilisé.

2.La structure des cinq axes de mouvement

C'est le cœur des cinq axes! Ce qui suit est une description structurelle du système de mouvement de la machine-outil à cinq axes:

Axe de mouvement	Direction de mouvement	Description de la fonction
Axe X	L'établissement se déplace verticalement et horizontalement.	Formant le chemin d'usinage de base, l'axe de mouvement essentiel essentiel pour tous les équipements CNC.
Axe y	Mouvement horizontal perpendiculaire à l'axe X.	Coopérez avec l'axe X pour étendre la plage de traitement du plan et former la capacité de traitement bidimensionnelle.
Axe z	L'outil se déplace verticalement de haut en bas.	Le contrôle de la précision de la profondeur d'usinage affecte directement la dimension de profondeur de la cavité du moule.
Axe A	Mouvement rotatif autour de l'axe des x.	Réalisez le réglage de l'angle de la pièce pour répondre aux exigences de l'usinage de surface incliné.
Axe b	Mouvement rotatif autour de l'axe y.	Collaborez avec l'axe A pour améliorer les capacités de traitement spatial et développer la plage d'angle de travail de la machine-outil.

Pour traiter une lame de turbine torsadée, la table de travail tourne tandis que l'outil s'incline, et tous les arcs peuvent être traités en même temps sans démonter et assembler à plusieurs reprises des pièces.

3.Siège

Le système de broche est l'unité centrale de la machine-outil pour atteindre le traitement de coupe, et la vitesse peut varier de plusieurs milliers à des dizaines de milliers de révolutions par minute.

• La vitesse élevée convient au traitement fin (comme polir la coquille métallique d'un téléphone mobile).
• Le couple élevé convient au traitement rugueux (comme creuser des rainures profondes dans les pièces en acier).

La sélection de ce système est directement liée aux capacités commerciales des fabricants de centres d'usinage CNC à 5 axes, la broche de 12 000 tr / min d'équipement ordinaire à 3 axes ne peut gérer que la coupe métallique conventionnelle, tandis que le centre d'usinage de liaison à 5 000 tr / min Configuré dans le centre d'usinage de liaison à 5 axes peut entreprendre des ordres de micro-procédures pour des instruments de précision tels que les 5 axes Centre d'usinage de liaison axisexercices d'os médicaux.

4. CNC Système et logiciel

Le système CNC est chargé de convertir les dessins de conception en instructions d'action de machine-outils, y compris du matériel tel que des panneaux d'opération et des processeurs, ainsi que des logiciels spéciaux de marques telles que Siemens.

Le logiciel peut planifier automatiquement le chemin de liaison à 5 axes. Par exemple, lors de l'usinage d'une roue, le système évitera automatiquement la position de collision entre l'outil et la pièce, réduisant la difficulté de réglage manuel. Ce contrôle intelligent permet aux novices de terminer l'usinage des pièces complexes tout en garantissant une précision d'usinage.

5. Magazine et changeur d'outils

Pour stocker des outils et terminer la commutation automatique pendant l'usinage. Le centre d'usinage CNC Mini 5 axes est généralement équipé de 12-24 outils, tandis que les grands équipements peuvent être étendus à plus de 200 outils pour répondre aux besoins deusinage multi-processusde pièces complexes. Lorsque le service d'usinage CNC à 5 axes accepte de petites commandes par lots, il peut gagner du temps en modifiant rapidement les outils. Par exemple, l'alliage d'aluminium est fabriqué le matin et l'acier inoxydable est coupé directement dans l'après-midi.

6. accessoires abolisants

• Buse de liquide de refroidissement: vaporisez l'eau ou l'huile pendant la coupe pour empêcher le matériau de surchauffer et de déformation.
• Convoyeur à puce: les débris métalliques propres comme un aspirateur pour éviter de gratter la pièce.
• Réel cas: une usine de dispositifs médicaux a trouvé unService à cinq axesfournisseur pour traiter les prothèses conjointes, mais l'autre partie n'a pas réglé correctement le liquide de refroidissement, et la surface en acier inoxydable était pleine de marques de brûlures et l'ensemble du lot de pièces a été mis au rebut.

Comment définir le système de coordonnées couramment utilisé dans l'usinage à cinq axes?

1.Détermine la position du point zéro usinage

• Appuyez sur la surface de la pièce avec un instrument de réglage d'outils ou une sonde pour trouver la position que vous souhaitez utiliser comme point zéro (comme le coin ou le centre de la pièce).
• Lorsque JS traite les lames de turbine, nos ingénieurs réglaient généralement le centre de la surface inférieure de la racine de la lame comme point zéro.

2. Expliquez les données du système de contrôle

• Sélectionnez G54 (ou G55, G56) sur le panneau de fonctionnement de la machine-outil et remplissez les coordonnées du point zéro mesurées (valeurs x / y / z).
• Remarque: S'il s'agit d'une machine-outil à cinq axes avec une platine, vous devez également saisir la valeur d'angle initial de l'axe de rotation (axe de climatisation).

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• Pendant l'usinage à 5 axes, la pièce peut être retournée par la platine, ce qui fait bouger le point zéro.
• Solution: liez le système de coordonnées et l'axe de rotation dans le logiciel de programmation et laissez le système compenser automatiquement la position.

4. Vérifiez le système de coordonnées

• Exécutez le programme vide pour observer si l'outil est proche de la pièce comme prévu. Ne le coupez pas directement!
• Nos conseils: soulevez l'axe Z 50 mm avant de réessayer, et ne vous inquiétez pas si cela se bloque.

5.Sproqueur entre plusieurs systèmes de coordonnées

Si la même pièce doit être traitée dans plusieurs domaines, aprèsDéfinition G54, répétez les étapes ci-dessus pour définir un autre point zéro pour G55.
Scénarios applicables: par exemple, lors du traitement des cavités et de la localisation des trous sur un moule en même temps, l'utilisation de différents systèmes de coordonnées permet d'économiser la nécessité de re-calibrer l'outil.

5 axes vs axe 3: comment distinguer?

1. Différence des cotes

Les machines-outils à 3 axes sont comme des peintres de coordonnées précises et ne peuvent déplacer des outils que dans trois directions linéaires (avant et arrière, à gauche et à droite, et de haut en bas) de x / y / z. Sur cette base, les machines-outils à 5 axes ont deux autres axes de rotation (généralement marqués en axes A / B), ce qui équivaut à l'équipement de l'outil avec des joints mécaniques, ce qui lui permet de s'incliner librement pendant la coupe.

Comparaison des dimensions	Usinage à 3 axes	Usinage à 5 axes
Axe de mouvement	Axe linéaire x / y / z.	Ajouter l'axe de rotation A / B.
Complexité de traitement	Surface plate / simple.	Structures tridimensionnelles complexes telles que les lames de turbine.
Besoins d'intervention humaine	Chaque côté du traitement nécessite un retournement manuel de la pièce.	Coupe multi-angle entièrement automatique.
Erreur de précision	± 0,1 mm.	± 0,02 mm.
Coût typique	70 000 $ - 210 000 $.	420 000 $ +.

2. Sélection de scène applicable

Choisissez 3 axes: Convient pour un budget limité (le prix de l'équipement est de 30% à 70% moins cher), le traitement des pièces de rainure plate / peu profonde (telles que les coquilles de téléphone portable), ouProduction de petits lots(pas de programmation complexe).

Choisissez 5 axes: lors de la rencontre de structures de cavité profonde (telles que des blocs de cylindres de moteur), des surfaces incurvées de forme spéciale (implants de prothèse) ou des exigences de précision ultra-élevée (roulements aérospatiaux), les cinq axes peuvent compléter le processus que les machines-outils traditionnels nécessitent 5-6 serrage en une seule fois.

3.Efficacité et équilibre des coûts

Bien que le prix d'achat des machines-outils à 5 axes soit plus élevé, ses caractéristiques de traitement continu peuvent économiser plus de 60% des heures de travail lors du traitement des pièces complexes telles quemoules automobiles. Par exemple, pour fabriquer des traits de turbocompresseur en alliage en aluminium, les trois axes nécessitent 7 jours + 3 étalonnages manuels, tandis que les cinq axes ne prennent que 2 jours pour terminer entièrement automatiquement.

Quelles industries s'appuient le plus sur la technologie de traitement CNC à 5 axes?

1. industrie médicale

• Caractéristiques de la demande: Les implants humains (tels que les articulations et les plaques osseuses) doivent parfaitement adapter la structure anatomique du patient, avec des exigences de précision comparables à l'épaisseur d'un cheveux (tolérance ± 0,01 mm), et les matériaux doivent être biocompatibles et avoir une surface lisse.
• Avantage des services d'usinage CNC à 5 axes de JS: Nous pouvons traiter les surfaces complexes en une seule fois et fournir un traitement complet des articulations en alliage de titane aux implants osseux poreux en fonction des besoins personnalisés des patients. Un seul serrage peut compléter la gravure des surfaces de forme spéciale, en évitant les ajustements multiples dans les processus traditionnels.
• Applications typiques: Structure de la balle et de la douille des joints de hanche artificiels, de la surface poreuse des dispositifs de fusion vertébrale et des canaux de précision des instruments chirurgicaux mini-invasifs.

2.Industrie d'électronique

• Solution du point de douleur: les produits électroniques optent pour la minceur et la légèreté, mais les petits composants tels que les dissipateurs thermiques et les interfaces en puce nécessitent extrêmement élevéexigences de précision(par exemple, la tolérance des emplacements de la carte SIM du téléphone mobile doit être inférieure à 0,05 mm).
• JS Spécifications techniques: les chambres de ciel incurvées des coques en aluminium et les emplacements de carte interne peuvent être usinées en parallèle par nos machines-outils à cinq axes, et même les trous de positionnement des panneaux de circuit impliqués sont gravés sur la surface métallique pour éviter une erreur de connexion multi-processus.
• Produits d'échantillonnage: corps métallique intégré d'ordinateur portable, radiateur de la station de base 5G, porte-plaquette semi-conducteur.

3. Traitement personnalisé

• Tradition de renversement: Dans le passé, la preuve manuelle a pris 2 à 3 semaines. 5 Axe CNC peut transformer des conceptions complexes (telles que les prototypes de jeu d'engins) en objets physiques dans les 48 heures, et les matériaux allant du plastique à la fibre de carbone peuvent être manipulés.
• Valeur fondamentale de JS:Nos ingénieurspeut vérifier rapidement la faisabilité des structures de forme spéciale. Par exemple, les modèles d'argile automobile sont directement mis à niveau vers des pièces fonctionnelles métalliques testables, raccourcissant le cycle de développement de 60%.
• Cas typiques: Moulage ponctuel des joints de pliage des drones et restauration précise des surfaces occlusales de prothèse personnalisées.

4.Aerospace

• Exigences ultimes: réduction du poids de la lame du moteur d'avion de 1 gramme, toute la machine économise 2 tonnes de carburant par an. Les supports satellites doivent être à la fois légers et résistants aux rayonnements, et la structure d'optimisation topologique est aussi complexe qu'un réseau vasculaire.
• 5 axe CNC Usining Service Seuil: Nous avons passé la certification de l'aviation AS9100 et pouvons fournir un traitement au niveau des micron pour les composants clés tels que les chambres de carburant du moteur à fusée, et même obtenir un broyage au lieu de meulage, broyant directement un effet miroir (RA≤0,1 μm).
• Produits transformés par notre entreprise: buses de carburant spatial (précision jusqu'à 1 micron), profil aérodynamique incurvé à ailerons, canal de refroidissement de buse à moteur de fusée.

Comment réduire le coût de l'usinage à 5 axes?

1. Attention au prix des machines-outils

Le prix des machines-outils CNC à cinq axes est influencé par plusieurs facteurs, les modèles réguliers coûtant généralement des centaines de milliers de dollars, tandis que les configurations haut de gamme peuvent dépasser des millions de dollars. Cette fluctuation des prix dépend principalement du positionnement de la marque, de la gamme de traitement, de la configuration technique et du degré d'automatisation.

En prenant un équipement de taille moyenne à titre d'exemple, la citation de base du modèle est concentrée dans la fourchette de 100 000 à 200 000 dollars américains, mais s'il est nécessaire d'élargir la course de traitement ou d'ajouter des modules de surveillance intelligents, le coût global peut doubler.

Il convient de noter que les entreprises du champ britannique d'usinage CNC à 5 axes ont tendance à choisir des modèles équipés de systèmes de compensation thermique, qui peuvent automatiquement corriger les déformations causées par la température environnementale et conviennent particulièrement à la haute précisionfabrication de moisissures.

2. Composition des coûts

Le lit de la coulée des machines-outils représente environ 25% à 30% de l'investissement total. Cette partie a tendance à adopter le processus de coulée de sable de résine afin de présenter une meilleure capacité d'absorption des chocs. Cependant, en ce qui concerne ce qui affecte vraiment le coût, il est lié à la composante centrale du système de contrôle de mouvement. Ce rail de guide à rouleaux de précision importé pourrait être trois fois le prix de celui domestique, mais peut maintenir une précision de positionnement répétée dans une stable de ± 0,003 mm.

Pour ceux qui envisagent actuellement un centre d'usinage CNC à 5 axes à vendre ces derniers temps, veuillez en prendre note. Le taux premium d'équipement d'occasion pour l'équipement rotatif à traction directe équipé est généralement supérieur à 15%, car il peut tourner à 800 ° / s, ce qui améliore considérablement l'efficacité detraitement de la surface.

3.Sélection du système logiciel

Le système de contrôle avec fonction d'usinage adaptatif est environ 20% plus cher que la version de base, mais il peut optimiser automatiquement les paramètres de coupe et prolonger la durée de vie de l'outil de 30%. Si un système de modification automatique des outils (comme un magazine d'outils à 24 stations) est ajouté, le coût de l'équipement augmentera de 80 000 à 120 000 dollars américains, mais ce type de configuration peut raccourcir le temps de modification de l'outil pour la production de masse à moins de 10 secondes.

Selon les statistiques de la British Manufacturing Association, le coût de l'ajout d'un bras de robot à un appareil à 5 axes avec une conception modulaire est de 40% inférieur à l'achat directement de l'ensemble de la machine.temps de serrage.

Par exemple, lors de l'usinage des lames du moteur d'avion, le processus traditionnel nécessite cinq processus, tandis que l'équipement à cinq axes peut être achevé avec un seul serrage, ce qui permet non seulement 70% du temps auxiliaire, mais contrôle également le taux de ferraille inférieur à 0,05%. Pour les pièces de précision avec un prix unitaire de plus de 1 500 livres, cela signifie que près de 10 000 livres de pertes de matériaux peuvent être évitées pour 1 000 pièces produites.

4. suggestions de contrôle de coût

• Stratégie de mixage et de correspondance des composants: l'alliage d'aluminium léger est utilisé pour les structures sans chargement et les composants de transmission des clés conservent des configurations importées.
• Saisissez l'opportunité d'acheter: certains fabricants d'équipements britanniques lancent des remises à durée limitée à la fin du trimestre. Dans un récent centre d'usinage CNC à 5 axes à vendre, le prix du modèle standard a chuté de 12%.
• Intelligence basée sur les phases: configurez initialement le système de capteurs de base et connectez progressivement à la plate-forme Internet des objets au stade ultérieur.
• Modèle de collaboration régionale: Sélectionnez plusieurs sociétés CNC à 5 axes appropriées près des sociétés de moi pour construire conjointement un centre technologique et partager le droit d'utiliser des équipements de grande valeur.

Comment choisir le bon service d'usinage CNC à 5 axes?

1. Recherchez le matériel de l'équipement

Demandez directement au fabricant quelle marque de machines-outils (comme le DMG allemand et le Mazak japonais) est utilisé pour l'équipement et le nombre d'années de l'équipement utilisé. En tant quefabricant établi, nous avons généralement plus de 10 centres d'usinage CNC à 5 axes, qui peuvent accepter les ordres importants et les ordres urgents en même temps.

Concentrez-vous sur la vérification de la vitesse de la broche (au moins 12 000 tr / min) et de la précision de positionnement (de préférence à ± 0,005 mm). Les configurations de la machine pour le traitement de l'alliage en aluminium et de l'alliage de titane sont très différentes.

2. Teste la force technique

Nécessite de voir des cas de traitement de pièces similaires, tels que les surfaces conjointes des dispositifs médicaux ou des traits d'aviation. Nous fournirons une vidéo du processus de traitement et vous permettra même de voir comment notre atelier gère la tolérance ultra-précision de ± 0,01 mm sur place.

3. Flexibilité du service de comparaison

Testez la vitesse de réponse: envoyez un dessin simple pour voir combien de temps il faudra pour obtenir un devis, etÉquipe professionnelle de JSFongera les commentaires du plan de processus dans les 24 heures.

Demandez la quantité de commande minimale. Nous fournissons également des services de personnalisation des petits et grands traitements par lots. Même si les dessins sont complexes, nous pouvons répondre dans les 24.

4. calculer le coût complet

Il est nécessaire de vérifier les détails des coûts fournis par le fournisseur et de prêter une attention particulière au nombre de processus d'inspection de qualité et s'il existe des frais supplémentaires pour la conception de l'outillage.

Confirmez les coûts cachés avant de signer un contrat: par exemple, la quantité d'argent supplémentaire requise pour les matériaux spéciaux (tels que le plastique Peek), et s'il y a des frais supplémentaires pour modifier les dessins.

Résumé

5 Axis La technologie d'usinage CNC présente des avantages dans la fabrication de pièces complexes, en particulier dans le contrôle précis des détails de la pièce et des effets du traitement de surface. Bien qu'il en coûte plus cher pour acheter du matériel que l'ordinaireéquipement de traitementAu début, il est en fait assez rentable après l'avoir utilisé pendant longtemps. Le temps de traitement peut être beaucoup raccourci, le taux qualifié des pièces produit est également élevé, et il y a moins de cas de repensage et de réparation plus tard, et le coût global peut être réduit.

Dans le processus de mise à niveau de l'industrie manufacturière, de nombreuses entreprises rencontrent des difficultés techniques qui sont réellement liées à la précision du traitement. Les entreprises dans le besoin peuvent contacterEntreprise JS. Nous fournissons une consultation de solution de traitement gratuite et vous envoyons rapidement des suggestions de production personnalisées!

Clause de non-responsabilité

Le contenu de cette page est uniquement à des fins d'information.Série JSIl n'y a pas de représentations ou de garanties, expresses ou implicites, quant à l'exactitude, à l'exhaustivité ou à la validité des informations. Il ne faut pas déduire qu'un fournisseur ou un fabricant tiers fournira des paramètres de performance, des tolérances géométriques, des caractéristiques de conception spécifiques, une qualité de matériau et un type ou une fabrication via le réseau Longsheng. C'est la responsabilité de l'acheteurExiger une citation de piècesIdentifiez les exigences spécifiques pour ces sections.Veuillez nous contacter pour plus d'informations.

Équipe JS

JS est une entreprise de pointeConcentrez-vous sur les solutions de fabrication personnalisées. Nous avons plus de 20 ans d'expérience avec plus de 5 000 clients, et nous nous concentrons sur une haute précisionUsinage CNC,Fabrication de tôles,Impression 3D,Moulage par injection,Estampage en métal,et d'autres services de fabrication à guichet unique.

Notre usine est équipée de plus de 100 centres d'usinage à 5 axes de pointe, certifié ISO 9001: 2015. Nous fournissons des solutions de fabrication rapides, efficaces et de haute qualité aux clients dans plus de 150 pays à travers le monde. Qu'il s'agisse de production à petit volume ou de personnalisation à grande échelle, nous pouvons répondre à vos besoins avec la livraison la plus rapide dans les 24 heures. choisirTechnologie JSCela signifie l'efficacité de sélection, la qualité et le professionnalisme.
Pour en savoir plus, visitez notre site Web:www.cncprotolabs.com

FAQ

1. Qu'est-ce que la liaison à 5 axes signifie spécifiquement?

La liaison à cinq axes fait référence au mouvement synchrone de l'axe linéaire x / y / z et de l'axe rotatif A / B, afin que l'outil puisse maintenir en continu l'angle de coupe optimal et atteindre un serrage unique et une formation de surfaces courbes complexes.

2.Comment beaucoup plus cher est l'équipement que le 3 axe?

Le prix de l'équipement à cinq axes est généralement 3 à 5 fois celui de trois axes, soit environ 210 000 à 700 000 dollars américains, selon la précision de la configuration.

3.Pour pourquoi est-il adapté au traitement des lames de roue?

Le lien de 5 axes peut régler l'angle de l'outil, compléter la surface incurvée complexe et le traitement de la paroi mince de la roue en un seul serrage, assurer la précision et éviter les interférences.

4. De quelles compétences ont-elles besoin des opérateurs?

L'opération de 5 axes nécessite la capacité de maîtriser la programmation CNC, le débogage du système, la gestion des outils, la prévention des collisions et l'analyse du dessin 3D.

Ressource

Usinage multiaxis

Machine-outil

Routeur CNC