Usinage CNC 5 axes ou 3 axes : optimisez vos pièces personnalisées

CNC 5 axes vs 3 axes Les machines font partie des considérations les plus importantes auxquelles il est difficile d’échapper lorsqu’il s’agit de fabrication de précision.

Compte tenu de la présence de surfaces courbes complexes, de trous inclinés et de caractéristiques de précision à multiples facettes dans votre conception, vous devez choisir entre effectuer l'usinage sur la machine 3 axes via plusieurs configurations de serrage ou choisir de le faire sur la machine 5 axes via un seul réglage.

Pour offrir la meilleure rentabilité et qualité aux ingénieurs et aux acheteurs, la première étape pour prendre la bonne décision serait de comprendre les différences et les variations entre l'usinage CNC à 5 axes et à 3 axes. Dans l’article suivant, une analyse concrète des différences et des variations entre les deux mécanismes sera présentée.

Résumé des réponses clés

Dimensions de comparaison	Usinage CNC 3 axes	Usinage CNC 5 axes	Le point de vue de JS Precision
Capacités de base	La machine se déplace sur trois axes linéaires (X, Y et Z), usinant une surface en une seule configuration de serrage.	Dans l'usinage 3 axes, l'inclusion de deux axes rotatifs permet d'usiner cinq surfaces et surfaces courbes complexes en une seule configuration. Tous les composants ne subissent pas d'usinage 5 axes.	Nous vous conseillons le processus d'usinage rentable en fonction de vos composants.
Répartition des coûts	Les coûts de la machine-outil et de la main-d'œuvre sont réduits, mais le traitement supplémentaire de composants complexes augmente le nombre de processus de serrage et le coût des fixations.	tour 5 axes sont chers et la programmation est également coûteuse, mais grâce à un traitement et à des montages réduits, le coût de traitement des composants complexes peut être réduit.	Nous fournissons des coûts transparents et décomposons le coût réel du traitement CNC 5 axes.
Meilleures applications	Pièces nécessitant un usinage dans plusieurs plans en plus des pièces en forme de plaque et des prismes.	Pièces aérospatiales, roues, turbines, moules complexes, pièces d'implants médicaux et autres pièces usinées à 5 axes impliquant des surfaces courbes continues et des éléments inclinés.	Nous disposons d'une matrice complète de machines allant de l'usinage 3 axes à l'usinage 5 axes afin que votre travail puisse être effectué par la machine appropriée .

Points clés à retenir

• Le principal avantage de l'usinage CNC 5 axes peut être constaté dans l'usinage de géométries complexes avec un seul réglage de serrage, améliorant ainsi la précision, la finition de surface et réduisant les opérations.
• Pour les composants simples, l'usinage 3 axes est plus économique, tandis que pour les composants complexes, l'usinage 5 axes peut réduire les dépenses globales grâce à l'amélioration de l'efficacité globale.
• Lors du choix d'un fabricant sous contrat , l'expérience dans la mise en œuvre de technologies , la capacité à intégrer des processus et des processus de contrôle qualité sont ce qui doit être pris en compte en premier lieu et non les marques de machines-outils.

CNC 5 axes ou 3 axes : JS Precision vous aide à prendre la bonne décision

La fabrication de précision, le professionnalisme des machines CNC 5 axes, devient le facteur décisif de la compétitivité globale des produits, tandis que le bon choix entre les machines CNC 5 axes et 3 axes est crucial pour l'optimisation des coûts.

La norme de l'Organisation internationale de normalisation ISO 10791-6:2014 , « Machines-outils - Conditions d'essai - Partie 6 : Précision géométrique des centres d'usinage 5 axes » spécifie les critères d'évaluation de la précision et les limites d'application pour les centres d'usinage 5 axes de manière précise en mettant l'accent sur la sélection rationnelle .

JS Precision revendique plus de 15 ans d'expérience pratique dans l'usinage 5 axes et 3 axes. JS Precision a servi plus de 500 clients dans des secteurs haut de gamme comme l'aérospatiale, le médical et l'automobile. Elle a réalisé plus de 1000 projets d'usinage personnalisés pour des pièces complexes.

Nous disposons non seulement d'équipements d'usinage 5 axes et 3 axes de première qualité fabriqués respectivement par l'allemand DMG MORI et le japonais Mazak, mais nous employons également un groupe d'ingénieurs qualifiés en programmation CAM, en optimisation de processus et en contrôle qualité.

Grâce à l'utilisation de notre base de données de processus exclusive , nous pouvons immédiatement trouver une solution optimale pour l'usinage de diverses pièces.

Par exemple, le projet d'implant orthopédique d'un client médical souffrait de grandes fluctuations de précision et de longs cycles de livraison lors de l'utilisation d'un usinage 3 axes. Optimisé avec l'usinage CNC 5 axes, les tolérances de forme et de position de la pièce se sont finalement stabilisées à ±0,02 mm , le cycle de livraison a été raccourci de 40 %, économisant 25 % du coût total pour le client.

Nos réussites s'étendent des prototypes monoblocs à la production de masse, toutes vérifiables et traçables avec chaque élément de données.

Si vous vous trouvez face à un dilemme quant au choix entre les avantages offerts par l'usinage CNC 5 axes ou 3 axes, ou si vous avez les mêmes doutes quant aux coûts et aux risques de livraison associés à l'usinage 5 axes, n'hésitez pas à prendre contact avec l'équipe technique de JS Precision.

Quelle est la différence fondamentale entre les CNC 5 axes et 3 axes ?

Il est très important de comprendre que la connaissance des disparités dans les dimensions du mouvement et de la flexibilité de l'usinage est essentielle pour garantir une bonne décision d'achat entre une CNC 5 axes et une CNC 3 axes.

CNC 5 axes vs 3 axes : quelles sont les différences ?

UN Machine CNC 3 axes est limité aux mouvements basés uniquement sur les axes X, Y et Z, ce qui lui permet d'effectuer des opérations d'usinage sur la surface supérieure du matériau en une seule configuration.

Une CNC à 5 axes ajoute deux axes rotatifs supplémentaires , A et C, permettant à l'outil d'approcher la pièce sous plusieurs angles, permettant ainsi l'usinage de cinq surfaces et de zones de surfaces courbes complexes dans une seule configuration. Il s'agit d'un énorme pas en avant en termes de qualité, d'efficacité et même de liberté de conception. C'est pourquoi les pièces complexes ont pris goût à l'usinage CNC 5 axes.

Pourquoi « réduire le nombre de configurations » ?

L'un des principaux avantages de la CNC 5 axes par rapport à la CNC 3 axes est la réduction du nombre de configurations . Les opérations de serrage multiples génèrent des erreurs de positionnement et affectent la précision des pièces. L'usinage sur 5 axes termine l'usinage à multiples facettes en un seul serrage et élimine cette erreur dès sa source , économisant ainsi du temps de serrage et des coûts de main-d'œuvre et réduisant la responsabilité en cas de dommages aux pièces.

Figure 1 Une machine-outil à trois axes s'exécute le long de trois axes linéaires, tandis qu'une machine-outil à cinq axes ajoute un mouvement de rotation.

Décoder le coût : facteurs de prix d'usinage CNC à 3 axes et à 5 axes

On croit souvent à tort que l’usinage CNC 5 axes est toujours plus coûteux que l’usinage 3 axes. Ce n'est pas vrai. Beaucoup de choses entrent en jeu pour déterminer le Prix ​​CNC 5 axes . Il ne s’agit pas de calculer le coût horaire.

Usinage CNC 3 axes et 5 axes : comparaison des prix

Dimensions de comparaison	Usinage CNC 3 axes	Usinage CNC 5 axes
Coût d'achat de la machine-outil	50 000 à 150 000 dollars américains	200 000 à 800 000 dollars américains
Taux horaire	40-80 USD/heure	80-150 USD/heure
Nombre de serrages	Multiple, nécessite des luminaires spécialisés	Unique, aucun luminaire complexe requis

Les avantages associés à la CNC 3 axes peuvent inclure un coût inférieur d'achat et d'exploitation d'une machine-outil et une programmation facile. Cependant, les pièces complexes nécessitent de nombreux serrages, ce qui peut entraîner une perte de précision.

Bien que la CNC 5 axes puisse impliquer des coûts élevés d'achat d'une machine-outil et de programmation , la technique du « serrage unique » la rend moins coûteuse que la production de pièces complexes avec une CNC 3 axes.

Quels sont les facteurs clés qui influencent le devis final CNC 5 axes ?

Le prix de la CNC 5 axes est ajusté en fonction du projet et des principaux facteurs d'influence :

• La complexité de la pièce.
• Le type de matériau à travailler (s'il s'agit d'un matériau difficile à couper comme un alliage de titane, c'est plus difficile, cela augmente le coût).
• La précision requise.
• La taille du lot (petits lots de pièces complexes).

Quand utiliser l’usinage de positionnement 3+2 axes ? :

Il existe un couplage entre CNC 3 axes ou 5 axes usinage. L'usinage de positionnement 3+2 axes est approprié pour les pièces rectangulaires avec diverses surfaces inclinées discrètes.

Les surfaces inclinées peuvent être usinées en fixant la pièce à un angle constant pour la faire pivoter et en effectuant un usinage sur 3 axes pour permettre un usinage de positionnement sur 3+2 axes afin de profiter du principal avantage d'un serrage plus petit . Il s'agit d'une approche réalisable pour déterminer le prix d'une machine CNC à 5 axes.

Vous souhaitez comprendre quelle technique d’usinage et quel coût budgétiser pour votre composant ? N'hésitez pas à contacter JS Precision pour obtenir un prix d'usinage précis pour vos besoins d'usinage 5 axes ou 3 axes ainsi qu'un plan d'usinage CNC adapté. Planifiez une consultation pour recevoir un rapport d’analyse détaillé et gratuit des coûts.

Figure 2 Compte tenu de la complexité de l'usinage à cinq axes, sa difficulté de programmation sera également plus grande et le coût de programmation sera plus élevé.

Comment choisir : 5 axes ou 3 axes pour votre projet ?

Lorsqu'il est temps de choisir entre l'usinage CNC 5 axes ou 3 axes, il n'est pas nécessaire de simplement rechercher la meilleure option possible. La chose importante à garder à l’esprit ici est de considérer les besoins du projet. Tout cela peut être fait en posant ces quelques questions simples :

• Y a-t-il plusieurs surfaces d'usinage interconnectées avec précision dans la pièce ? Oui → Préférer 5 axes .
• A-t-il des cavités profondes, des surfaces inclinées et des surfaces courbes ? Oui → Mieux pour l'usinage 5 axes.
• La pièce est-elle une simple plaque ou un prisme ? Oui → 3 axes est le choix le plus économique.
• Pour les petits prototypes/composants complexes – l’usinage 5 axes offre une grande flexibilité. Pour les composants simples à grande échelle, un usinage 3 axes ou des machines spécialisées seraient appropriés.

Recommandations d'ingénierie collaborative de JS Precision :

Les ingénieurs de JS Precision font leur entrée au cours du processus de devis avec analyse de fabricabilité . En optimisant les paramètres de conception, par exemple la valeur de l'angle d'inclinaison du plan incliné, des composants complexes peuvent également être fabriqués par usinage 3 axes, entraînant ainsi des économies.

Évaluation des fabricants de centres d'usinage CNC 5 axes

La sélection du bien Fabricants de centres d'usinage CNC 5 axes est très important pour garantir la qualité et la rapidité de l’usinage 5 axes. Il ne suffit pas de se concentrer uniquement sur le modèle de centre d'usinage 5 axes. Les utilisateurs et les capacités de l'équipement doivent également être pris en compte.

Capacités à prendre en compte lors de la présélection des fournisseurs de centres d'usinage CNC 5 axes :

• Expérience technique et capacités logicielles : Évaluer l'expérience de l'équipe de programmation FAO en ce qui concerne la planification de parcours d'outils complexes,
• Intégration de la chaîne de processus : sont-ils en mesure d'offrir des services pour l'ensemble de la gamme de processus, tels que l'usinage, la mesure et le traitement de surface
• Tests de contrôle qualité et certification : proposent-ils des équipements de test en ligne et ISO 9001, COMME 9100 , les systèmes de certification ?
• Communication et transparence : peuvent-ils expliquer leur processus en détail et partager les rapports DFM ?

Détails importants sur lesquels se concentrer lors de la visite de l'usine

Lors de la visite des fabricants de centres d'usinage CNC 5 axes, les domaines importants sur lesquels se concentrer comprennent :

• L'environnement et la maintenance de l'atelier.
• La qualité des équipements d'inspection, tels que les machines à mesurer tridimensionnelles .
• Les travaux en cours, y compris la gestion des travaux en cours du côté machine-outil.

La valeur de la capacité et de l'objectivité du « guichet unique »

Les entreprises capables de proposer un usinage 5 axes haut de gamme ainsi qu'un usinage 3 axes efficace ( par exemple JS Precision ) peuvent alors proposer un choix de processus optimal dans une perspective de projet intégré, en tenant dûment compte des intérêts des clients.

JS Precision est un fabricant professionnel de centres d'usinage CNC à 5 axes, possédant des machines de première classe, un personnel technique et un système de contrôle qualité complet. Vous recherchez un fournisseur réputé de solutions d’usinage 5 axes ? Planifions une visite de l'usine aujourd'hui et nous désignerons un responsable de compte désigné pour répondre à vos besoins de service.

Pièces incontournables : le domaine de la CNC 5 axes

Certains composants complexes impliquent un usinage CNC 5 axes pour une production sophistiquée. Les principales catégories de pièces usinées typiques à 5 axes sont les industries haut de gamme , qui comprennent les pièces structurelles aérospatiales, les turbines, les moules complexes, les noyaux de moules complexes, les dispositifs médicaux de précision et les pièces automobiles haut de gamme.

Un tour 5 axes est un type de machine de tournage et de fraisage 5 axes qui surpasse les autres dans la catégorie de l'usinage 5 axes, en se concentrant sur les pièces rotatives avec des surfaces excentriques ou radiales (comme les arbres et les brides), réalisant une configuration unique et un usinage tout compris.

Besoin d'usiner les éléments mentionnés ci-dessus Pièces usinées 5 axes ou vous n'êtes pas sûr de la compatibilité des pièces ? Contactez JS Precision pour un service unique basé sur leur vaste expérience dans l’usinage 5 axes de pièces complexes. Soumettez vos besoins pour recevoir une évaluation gratuite de faisabilité d’usinage.

Figure 3 L'usinage CNC à cinq axes présente des avantages particuliers dans les industries de haute précision, telles que la production de composants complexes tels que des aubes de turbine et des pièces de moteurs pour l'industrie aérospatiale.

Étude de cas : De la lutte sur 3 axes au succès sur 5 axes – Une refonte du boîtier de turbine

Concernant une comparaison entre les avantages de la CNC 3 axes et 5 axes dans les travaux pratiques, elle est plus efficacement transmise sous forme d'exemple. Voici une étude de cas de JS Precision aidant un client à surmonter les difficultés de l'usinage 3 axes avec l'usinage 5 axes :

Motivations des clients

Une petite turbine acier inoxydable Le boîtier d'un certain fabricant d'équipements énergétiques a été usiné à l'origine à l'aide d'une CNC à 3 axes avec 4 processus de serrage.

Cette pièce contient 8 canaux de fluide inclinés et des brides irrégulières, et il existe des goulots d'étranglement évidents dans l'usinage 3 axes : le temps de traitement d'une seule pièce peut atteindre 28 heures et le délai de livraison est sévèrement retardé.

La précision de la perpendiculaire et de la position des trous des différentes surfaces est difficile à garantir de manière stable, avec un taux de défauts allant jusqu'à 8 % . Un serrage répété entraîne une mauvaise cohérence des pièces, affectant l'efficacité de l'assemblage ultérieur.

Solution de précision JS

Après avoir répondu à l'exigence, JS Precision a effectué une analyse complète de la structure de la pièce et de la méthode de traitement d'origine. Nous comprenons que c'est dans la complexité de la structure des pièces que les avantages de l'usinage CNC 3 axes par rapport à 5 axes sont évidents. L'usinage CNC 5 axes peut essentiellement résoudre le problème des erreurs de serrage et d'efficacité.

Notre solution est la suivante :

• Réévaluation du processus : une réévaluation du processus d'usinage des pièces a révélé que les passages de fluide inclinés et les brides irrégulières étaient les principales difficultés d'usinage, les stratégies résultantes étant adaptées en conséquence.
• Sélection d'équipement : Pour notre projet, nous avons choisi un DMG MORI de fabrication allemande Centre d'usinage CNC 5 axes . L'équipement sélectionné permet d'usiner avec précision des pièces complexes .
• Optimisation du serrage : un outillage spécifique a été développé pour le serrage unique de la pièce afin d'éliminer le problème des erreurs de serrage multiples.
• Programmation : Cela a été réalisé en optimisant le parcours d'outil avec un logiciel de programmation CAM. Un fraisage latéral a été effectué pour découper les surfaces inclinées. Les étapes de perçage et de fraisage des canaux de refroidissement ont été combinées en un seul programme pour réduire le temps de changement de processus.

Comparaison des données

Indicateurs	Solution d'usinage 3 axes originale	Solution d'usinage 5 axes JS Precision
Temps d'usinage	28 heures/pièce	10 heures/pièce
Nombre de tentatives de serrage	4 fois	1 fois
Précision clé (perpendiculaire de la surface)	±0,1mm	±0,025 mm
Taux de défauts	8%	En dessous de 0,5 %
Coût total (y compris l'amortissement des matériaux, de la main-d'œuvre et de l'équipement)	1200$/pièce	936 $/pièce

Résultats

Grâce aux solutions d'usinage CNC 5 axes, le client a pu augmenter la qualité des pièces assemblées tout en améliorant la capacité à répondre aux exigences de production annuelles sans avoir à réaliser aucun investissement.

Le client a pu réduire les coûts de production de 22 % , le cycle de livraison de 64 % et la compétitivité des marchés d'une marge significative.

Si vous aussi êtes confronté à des problèmes d'usinage similaires et souhaitez améliorer la qualité, les délais de livraison et réduire les coûts grâce à l'usinage 5 axes, n'hésitez pas à nous contacter. contacter JS Précision . Nous créerons une solution d’usinage 5 axes sur mesure entièrement basée sur les exigences de votre projet. Veuillez partager les informations de votre projet pour obtenir des recommandations gratuites d'optimisation des processus et des estimations des coûts d'usinage 5 axes.

Figure 4 Coque en acier inoxydable pour petite turbine

Pouvez-vous personnaliser une solution d'usinage CNC 5 axes pour nous ?

JS Precision est spécialisé dans la satisfaction des exigences d'usinage 5 axes sur mesure. Le principal point fort réside ici dans le support technique global offert grâce à un vaste savoir-faire en ingénierie. Dès le téléchargement de dessins 3D, effectuez un suivi tout au long du processus pour transformer les exigences de conception en solutions de mise en œuvre efficaces et peu coûteuses .

Principales responsabilités de l'équipe projet :

• Analyse de la fabricabilité pour détecter à l'avance les pièces difficiles à usiner et les points de gaspillage des coûts.
• Simulation pour plusieurs chemins de processus (simulateur pour les processus purs à 3 axes, 3+2 axes et 5 axes liés).
• Proposer des solutions transparentes.
• Intégration d'autres services à valeur ajoutée tels que la mesure de coordonnées et les tests non destructifs .

Notre processus de personnalisation

• Alignement de la compréhension des performances, du budget et de l’application.
• Optimisation compétitive des solutions de processus.
• Processus d'exécution clair et partage en temps réel de la progression de l'exécution .
• Optimisation des paramètres continus pour réduire les coûts grâce à l'amélioration de l'efficacité après la production de masse.

Commencez votre projet aujourd'hui

Besoin d'un travail sur mesure ? Juste envoyez vos dessins de pièces et des informations de base, et nous vous répondrons avec une recommandation professionnelle dans les 24 heures ou moins, comprenant une étude de fabricabilité de l'usinage 5 axes, une recommandation CNC 5 axes ou 3 axes et un devis.

FAQ

Q1 : Une machine CNC à 5 axes peut-elle toujours produire une meilleure finition de surface qu'une machine à 3 axes ?

Oui. Dans le cas de l'usinage de surfaces, par exemple, l'usinage CNC 5 axes permet à l'outil de coupe de rester dans une position de coupe optimale , évitant ainsi les défauts d'usinage dans la plage de vitesse linéaire faible autour du centre de la fraise à bille et obtenant une finition supérieure. Il s’agit de l’une des différences les plus notables en termes de qualité d’usinage par rapport à l’usinage CNC à 3 axes.

Q2 : Mon projet implique des travaux complexes, mais mes fonds sont limités. Y a-t-il des options entre les deux ?

Oui. Le meilleur compromis économique serait l’usinage de positionnement 3+2 axes (également appelé usinage d’indexation). Il s'agit de faire pivoter la pièce à un certain angle et de l'usiner en la fixant, puis d'effectuer l'usinage en mode 3 axes. Il ne s'agit peut-être pas d'une découpe continue, mais elle contribue dans une large mesure à réduire le prix de la CNC 5 axes.

Q3 : Quelle est la plus petite taille de lot pour une machine 5 axes ?

Il n’y a aucune limite quant à la taille minimale du lot dans l’usinage 5 axes. Même pour la production de prototypes d'une seule pièce, si la géométrie est suffisamment complexe, l'usinage 5 axes peut souvent être le meilleur choix car il élimine le temps de conception et de fabrication des outils et est donc privilégié dans la fabrication rapide de prototypes et la production d'essais en petits lots.

Q4 : Comment déterminer si un fournisseur dispose réellement d’une capacité d’usinage 5 axes ?

Cela peut être déterminé par trois dimensions : premièrement, demandez-leur s'ils disposent d'échantillons physiques ou de vidéos pouvant prouver les pièces usinées typiques sur 5 axes qu'ils ont usinées, deuxièmement, quelles méthodes et quels équipements utilisent-ils pour mesurer la précision de leurs articles, troisièmement, quel est le cycle d'étalonnage de la précision de leur machine-outil, comment se déroule le processus de contrôle qualité.

Q5 : Quelle est la différence entre un tour de tournage-fraisage 5 axes et un centre d'usinage 5 axes vertical ?

Les scénarios d'utilisation de base sont différents. Tour à 5 axes principalement utilisé pour le tournage et bon pour le traitement des pièces rotatives, centre d'usinage vertical à cinq axes principalement utilisé pour le fraisage, bon pour le traitement des pièces de type boîte et des pièces de type moule, doit être déterminé en fonction des principales caractéristiques de la pièce.

Q6 : Le délai de livraison et la communication sont-ils garantis lors de l'exécution d'un usinage CNC 5 axes en Chine ?

Garanti. Ceci est rendu possible grâce aux équipes de gestion de projet et de communication de fournisseurs mondiaux comme JS Precision. Les processus sont plus ou moins transparents grâce à l'utilisation de plateformes en ligne standardisées pour le suivi des projets. Les délais de livraison et le processus de communication seront les mêmes que ceux des fournisseurs mondiaux avec plus d'avantages liés aux coûts.

Q7 : Quels formats de fichiers de conception acceptez-vous ?

Nous prend en charge de nombreux formats de fichiers de conception courants , mais pour les conceptions 2D et 3D, nous prenons en charge uniquement les conceptions au format STEP, IGES, SLDPRT ou X_T. Nous acceptons également les conceptions au format DXF ou DWG pour les conceptions 2D. Le format neutre le plus courant pour les conceptions est STEP.

Q8 : La machine CNC à 5 axes peut-elle traiter des matériaux composites ou des plastiques en plus des métaux ?

Oui. L'usinage de composites haute performance comme les fibres de carbone, les plastiques techniques comme le PEEK et les blocs de résine dans la fabrication de prototypes s'effectue également dans l'usinage CNC 5 axes. Cela inclut également le moulage de haute précision de formes complexes.

Résumé

La décision de choisir entre l'usinage CNC 5 axes ou 3 axes implique bien plus qu'une simple qualité « haut de gamme » ou « bas de gamme ». Même si l'usinage 3 axes reste une option économiquement irremplaçable lorsqu'il s'agit de réaliser des composants simples, le point fort de l'usinage 5 axes, "réaliser des usinages complexes en une seule configuration", lui confère un rapport prix/performance optimal .

Lors de la sélection d'un centre d'usinage 5 axes, il est toujours important de connaître le niveau de complexité de la pièce à usiner. Il est toujours important de sélectionner de bons fabricants de centres d'usinage CNC à 5 axes.

Précision JS , avec toutes ses capacités sur les travaux à 3 axes, 5 axes et fraisage-tournage , reste dédié à vous servir avec une analyse objective des performances des processus ainsi qu'à une fabrication sans limites imposées par nos machines. Nous pouvons apporter vos conceptions pour vous initier à la précision avec performance et économie.