Lavorazione CNC a 5 assi: definizione, processo, tipologie | JS Precision

Le forme dei prodotti odierni sono diventate sempre più complesse nella ricerca ingegneristica moderna delle massime prestazioni: dalle pale delle turbine con una superficie perfettamente aerodinamica, agli scheletri aerospaziali dalla forma irregolare sviluppati per ridurre il peso, fino agli impianti medici che si fondono con lo scheletro umano.

La produzione di queste parti ha finito per porre sfide quasi ossessive alle tecniche di lavorazione tradizionali. La lavorazione CNC a 5 assi è la risposta definitiva a questa sfida.

Non si tratta semplicemente di una macchina utensile in grado di muoversi in cinque direzioni, ma di una filosofia volta al raggiungimento di una "sagomatura perfetta in un'unica configurazione" attraverso un complesso approccio alla lavorazione CNC.

Questa guida vi aiuterà a comprendere appieno la definizione, il processo e le tipologie di lavorazione CNC a 5 assi, in modo da poter utilizzare questa tecnologia senza ulteriori dubbi sulla sua idoneità al vostro progetto. Condivide inoltre alcune esperienze pratiche di JS Precision in questo ambito, per fornirvi un riferimento affidabile per le vostre esigenze di produzione.

Riepilogo delle risposte principali

Guida per ingegneri di precisione JS: spiegazione completa della tecnologia di lavorazione a 5 assi

La lavorazione CNC a 5 assi di JS Precision è profondamente coinvolta in questo settore da 12 anni e ha svolto un ruolo decisivo, non solo attraverso.

La nostra azienda è certificata ISO 9001 per il sistema di gestione della qualità, AS9100 per il settore aerospaziale e ISO 13485 per il sistema di gestione della qualità dei dispositivi medici. Disponiamo inoltre di 30 centri di lavoro CNC a 5 assi di alta gamma di marchi come DMG MORI e Mazak.

Abbiamo elaborato più di 100.000 componenti complessi per oltre 800 clienti nei settori aerospaziale, medico e dei droni, tra cui un importante produttore aerospaziale e un'azienda leader nel settore dei dispositivi medici.

Ad esempio, le parti strutturali della camera di combustione del motore realizzate per un cliente del settore aerospaziale sono state lavorate con la lega di titanio Ti6Al4V e hanno raggiunto una tolleranza di ±0,005 mm.

Abbiamo completato la produzione in serie mensile di 5.000 componenti per impianti spinali in PEEK di grado medicale per clienti del settore medico, mantenendo un tasso di successo superiore al 99,8%. Abbiamo inoltre raggiunto una capacità produttiva annua di 20.000 telai integrati per un produttore di droni, garantendo un tasso di difettosità inferiore allo 0,1%.

Questa non è una guida teorica, ma un condensato della nostra esperienza pratica maturata nel corso degli anni. Ogni punto è verificato nella produzione reale e potete fidarvi completamente della sua professionalità e praticità.

Se hai bisogno di servizi affidabili di lavorazione CNC a 5 assi, JS Precision vanta una vasta esperienza nel settore e certificazioni autorevoli, e può fornirti attrezzature di alta qualità per offrirti una soluzione di lavorazione precisa. Inviaci le tue esigenze e ti risponderemo al più presto. Contattaci e iniziamo!

Cos'è una macchina CNC a 5 assi? Una rivoluzione produttiva che va oltre le tre dimensioni

Dopo aver compreso l'esperienza di JS Precision nella lavorazione CNC a 5 assi, forse vi chiederete: cos'è esattamente una macchina CNC a 5 assi? Perché è considerata una rivoluzione nella produzione oltre le tre dimensioni?

Definizione di base

Una macchina utensile CNC a 5 assi è un dispositivo avanzato che aggiunge due assi rotanti ai tradizionali tre assi lineari: gli assi X, Y e Z controllano rispettivamente i movimenti avanti e indietro, sinistra e destra, su e giù della macchina.

Ciò consente all'utensile da taglio di avvicinarsi al pezzo da più angolazioni, realizzando una lavorazione su cinque lati e una lavorazione superficiale spaziale continua che non potrebbe essere eseguita da una macchina utensile a 3 assi.

Analisi del tipo di nucleo

Il valore fondamentale che una macchina CNC a 5 assi può offrire è "un'unica configurazione, tutto fatto". Rispetto alla lavorazione a 3 assi, aumenta l'efficienza di oltre il 50%, elimina gli errori di posizionamento e può elaborare geometrie complesse, il che è la chiave del suo impatto rivoluzionario sulla produzione.

Figura 1: I due assi aggiuntivi su una macchina a cinque assi determinano il modo in cui gli assi A e B ruotano attorno a X, Y e Z.

Come fa la lavorazione CNC a 5 assi a raggiungere una sorprendente precisione di ±0,01 mm?

Dopo un'introduzione alle basi delle macchine utensili CNC a 5 assi, ci si potrebbe chiedere come sia possibile ottenere una precisione così sorprendente come ±0,01 mm. Questa precisione è molto inferiore al diametro di un singolo capello umano , che è di circa 0,05 mm.

1. Eliminazione degli errori:

Il setup unico è il metodo fondamentale per eliminare gli errori. La lavorazione CNC a 3 assi convenzionale richiede numerosi processi di serraggio e l'accumulo di errori di conversione dei dati influirà sulla precisione. Al contrario, la lavorazione CNC a 5 assi completa tutte le operazioni di lavorazione in un unico setup, senza l'accumulo di errori.

2. Vantaggi degli utensili più corti:

Poiché l'angolo del pezzo può essere regolato tramite due assi rotanti, l'utensile da taglio entra sempre con un'angolazione ottimale rispetto alla superficie lavorata. Più corto è l'utensile, meno vibra alle alte velocità. Inoltre, presenta una minore "flessione dell'utensile" e migliora la qualità della superficie e la stabilità dimensionale .

3. Compensazione dinamica della precisione:

Le macchine CNC a 5 assi di fascia alta adottano molteplici metodi per la compensazione della precisione, tra cui alcuni modelli possono fornire una correzione della deviazione in tempo reale in un sistema di feedback a circuito chiuso utilizzando un encoder lineare, parametri regolati in base alla temperatura per la compensazione della deformazione termica e compensazione del gioco per l'eliminazione degli errori di gioco per garantire un'elevata precisione durante il taglio ad alta velocità.

Grazie a macchine utensili di alta qualità, officine a temperatura controllata e calibrazioni regolari, si ottiene una precisione fino a ±0,01 mm.

Quali materiali offrono le migliori prestazioni su una macchina CNC a 5 assi?

Oltre alla precisione, alcuni dei vantaggi intrinseci della lavorazione CNC a 5 assi includono la sua ampia adattabilità ai materiali, che la rende una macchina "tuttofare". Quali materiali funzionano meglio su una macchina CNC a 5 assi?

La lavorazione CNC a 5 assi è in grado di gestire quasi tutti i materiali lavorabili, in particolare quelli di valore o difficili da lavorare. JS Precision vanta un database di esperienza nella lavorazione di centinaia di materiali e offre utensili speciali per prevenire l'indurimento delle leghe di titanio, garantendo la biocompatibilità con PEEK di grado medicale in rigorosi controlli ambientali.

CNC a 3 assi vs CNC a 5 assi: qual è il tuo ROI?

Quando si parla di adattabilità dei materiali, spesso si concentra l'attenzione sui costi. Qual è la differenza nel ROI di una lavorazione CNC a 3 assi rispetto a una a 5 assi? Deve essere considerato sia dal punto di vista del risparmio sui costi che da quello dell'aumento del valore.

Risparmio apparente sui costi

Aumento del valore nascosto

La maggior parte delle aziende investe in macchinari a 5 assi, con costi e rischi elevati. Scegliere servizi professionali di lavorazione CNC a 5 assi può offrire capacità di alto livello, evitare rischi e ridurre i costi.

Se state valutando la possibilità di scegliere tra una lavorazione CNC a 3 o 5 assi , JS Precision offre servizi di lavorazione CNC a 5 assi a un ottimo rapporto qualità-prezzo. Non esitate a inviare disegni dei componenti e requisiti tecnici per ottenere una soluzione dettagliata, risparmiando tempo prezioso sugli investimenti in attrezzature.

Figura 2: Qual è la differenza nel ritorno sull'investimento tra CNC a 3 assi e CNC a 5 assi?

Come sviluppare un processo di lavorazione a 5 assi per parti complesse lavorate tramite CNC?

Una volta scelta la lavorazione a 5 assi, come si sviluppa un piano di processo per un componente CNC complesso? Di seguito il nostro metodo di pianificazione del processo in quattro fasi:

1. DFM (Design for Manufacturing): i clienti, nella fase iniziale di progettazione dei componenti, devono collaborare a stretto contatto con gli ingegneri di JS Precision per eseguire l'analisi di progettazione per la produzione. Sulla base delle caratteristiche della lavorazione a 5 assi, la struttura del componente verrà ottimizzata: si regolerà la posizione dei fori, si semplificheranno le superfici, si migliorerà la producibilità, si ridurranno i costi e si abbreviano i tempi di ciclo.

2. Selezione della strategia: adottare la strategia che combina la lavorazione ad asse fisso "3+2" con la lavorazione simultanea a 5 assi. "3+2" è adatta per la sgrossatura e la lavorazione multi-angolo, offrendo elevata efficienza, mentre la lavorazione simultanea a 5 assi è adatta per la finitura superficiale per garantire precisione e qualità della superficie.

3. Ottimizzazione del percorso utensile: applicare la fresatura elicoidale e la lavorazione dei contorni, tra le altre tecniche, per ridurre gli urti, stabilizzare le forze di taglio, evitare sovratagli dovuti alle vibrazioni e proteggere l'utensile migliorando al contempo la qualità.

4. Progettazione degli attrezzi: in realtà, questi attrezzi personalizzati sono la base per eseguire con successo lavorazioni CNC complesse . Devono garantire rigidità, impedendo l'oscillazione dei pezzi, mantenendo al contempo l'intervallo di rotazione degli assi per evitare interferenze.

Lavoriamo a macchina i pezzi e offriamo soluzioni di processo complete, dalla progettazione alla produzione di massa.

Per componenti complessi da lavorare con macchine CNC che richiedono una progettazione di processo, JS Precision offre servizi di lavorazione CNC a 5 assi che offrono un supporto completo, dall'analisi DFM alla progettazione delle attrezzature. Seguiamo l'intero processo per garantire che il vostro progetto venga prodotto in modo efficiente. Contattateci per iniziare questa collaborazione.

Quali sono i parametri fondamentali per la lavorazione CNC ad alta velocità a 5 assi?

La lavorazione CNC ad alta velocità a 5 assi può migliorare ulteriormente l'efficienza. Tuttavia, non si tratta di aumentare la velocità, ma di padroneggiare i parametri fondamentali. Quali sono questi parametri?

Concetto di lavorazione ad alta velocità

Il principio alla base della lavorazione CNC ad alta velocità a 5 assi è " alta velocità, alto avanzamento, piccola profondità di taglio, piccolo passo", ovvero alta velocità dell'utensile, corsa elevata, piccola profondità di taglio e piccolo passo. Questo si traduce in una maggiore asportazione di materiale per unità di tempo e una minore forza di taglio, per una migliore qualità superficiale.

L'arte del coordinamento dei parametri

1. Corrispondenza tra velocità del mandrino e velocità di avanzamento: calcolata in base al diametro dell'utensile, al numero di taglienti e al materiale. Ad esempio, durante la lavorazione di una lega di alluminio con un utensile in metallo duro a 4 taglienti da 10 mm, la velocità del mandrino deve essere impostata a 10.000 giri/min e la velocità di avanzamento a 1.500 mm/min per mantenere lo spessore del truciolo in condizioni ottimali e prevenire l'usura dell'utensile.

2. Applicazioni della fresatura trocoidale: l'area di applicazione dei percorsi utensile trocoidali è per cavità profonde/scanalature strette, senza taglio a larghezza intera, minore stress dell'utensile, proteggendo così l'utensile e garantendo efficienza soprattutto nelle applicazioni che coinvolgono materiali difficili da lavorare.

3. Funzione di accelerazione e anticipazione: un'elevata accelerazione della macchina utensile può far raggiungere rapidamente la velocità di lavoro, riducendo i tempi morti. La funzione di anticipazione analizza in anticipo gli eventi in un percorso utensile, includendo i parametri necessari per prevenire decelerazioni o deformazioni superficiali.

Disponiamo di una libreria di migliaia di parametri verificati, bilanciati tra efficienza e qualità.

Se avete bisogno di servizi di lavorazione CNC ad alta velocità a 5 assi , JS Precision dispone di librerie di parametri professionali e macchine utensili di alta gamma. Siamo in grado di lavorare i pezzi in modo efficiente per i clienti. Che si tratti di cavità profonde o superfici complesse, siamo certi di realizzarli facilmente. È sufficiente comunicarci i requisiti dei pezzi e noi adatteremo i parametri ottimali.

Caso di studio: come JS Precision rimodella il telaio principale di un drone utilizzando la lavorazione ad alta velocità a 5 assi

Sfida del cliente

Un produttore di droni di livello industriale aveva bisogno di realizzare un telaio principale in lega di alluminio 7075 monoblocco. Tradizionalmente, l'azienda utilizzava una macchina utensile a 3 assi che richiedeva la lavorazione del telaio in 5 pezzi, per poi assemblarli in più di 12 ore.

L'errore di precisione del telaio assemblato era pari a ±0,1 mm, il che non soddisfa i requisiti di stabilità di volo. Erano presenti numerosi connettori, dal peso fino a 1,2 kg, che incidevano sull'autonomia di volo e rappresentavano rischi per la resistenza strutturale; durante i test sono stati osservati alcuni connettori allentati.

La soluzione di JS Precision

1. Integrazione del design:

Abbiamo integrato i progetti in base ai requisiti iniziali, progettando i 5 pezzi originali in un'unica struttura integrata. Questo progetto ha eliminato completamente tutti i connettori e risolto alla radice i problemi di peso e di errori di assemblaggio .

Lavorazione ad alta velocità a 2,5 assi:

Il centro di lavoro ad alta velocità a 5 assi adottato è stato il DMG MORI DMC 850 Vec. Innanzitutto, ha rimosso rapidamente il 70% del materiale in eccesso utilizzando la modalità ad asse fisso "3+2", per poi passare alla modalità di lavorazione simultanea a 5 assi per la finitura, che includeva alcune strutture complesse come la superficie curva irregolare e il canale di flusso interno sul telaio, senza serraggio secondario durante l'intero processo.

3.Parametri ottimizzati:

Per la lega di alluminio 7075, la velocità del mandrino è stata determinata a 18.000 giri/min, l'avanzamento a 8.000 mm/min e la profondità di taglio a 0,2 mm. Inoltre, è stata utilizzata una strategia di fresatura trocoidale per evitare il sovraccarico dell'utensile nella lavorazione di scanalature interne strette. La fluidità del movimento durante la lavorazione delle superfici è stata garantita dalla funzione look-ahead a 100 segmenti del sistema CNC.

Risultati e valore della nostra azienda

Alla fine, abbiamo ridotto il tempo di lavorazione complessivo da 12 a 4 ore, aumentando al contempo l'efficienza del 300%. Ciò ha ridotto il peso del telaio del 15%, portandolo a 1,02 kg, con un aumento del 10% dell'autonomia; la rigidità complessiva è aumentata del 40%, rendendolo resistente a forti impatti.

La lavorazione con morsetto singolo garantisce tolleranze dei pezzi pari a ±0,008 mm, soddisfacendo i requisiti di stabilità di volo e ottenendo una tenuta perfetta senza far entrare l'acqua piovana nei circuiti interni.

Grazie a questo telaio, i clienti hanno ottenuto un carico utile e un'autonomia migliori rispetto ai concorrenti, ottenendo così un grande vantaggio competitivo sul mercato.

Figura 3: telaio principale del veicolo aereo senza pilota integrato in lega di alluminio 7075

Come identificare e collaborare con un fornitore affidabile di servizi di lavorazione CNC a 5 assi?

Alla luce dei vantaggi della lavorazione CNC a 5 assi sopra menzionati, potreste cercare un fornitore di servizi adatto. Come identificare e collaborare con un fornitore affidabile di servizi di lavorazione CNC a 5 assi ? Ho riassunto cinque criteri di valutazione chiave.

1. Attrezzatura tecnica: verificare la marca della macchina utensile e la sua precisione, capacità di fresatura e tornitura. Ad esempio, verificare se è presente una macchina utensile a 5 assi come DMG MORI o MAZAK e se la precisione di posizionamento raggiunge ±0,005 mm.

2. Team di Ingegneria: fornire una panoramica della propria esperienza lavorativa nella programmazione CAM e nell'ingegneria di processo dei componenti. È richiesta familiarità con i software UG e Mastercam, capacità di definire i processi e fornire soluzioni basate sulle esigenze specifiche del componente.

3. Sistema di qualità: verificare se dispongono di apparecchiature di ispezione complete, come macchine di misura a coordinate e scanner laser. È molto difficile garantire l'accuratezza dei componenti senza capacità di ispezione.

4. Competenza nel settore: valuta i casi di studio di successo relativi al tuo settore. Ad esempio, il settore aerospaziale richiede esperienza con materiali resistenti alle alte temperature, mentre le applicazioni mediche richiedono esperienza in biocompatibilità.

5. Comunicazione e trasparenza: verificare se sono in grado di elaborare piani di processo chiari, feedback sui progressi e report di ispezione. La trasparenza nella comunicazione offre maggiore tranquillità.

I cinque standard di JS Precision includono 30 macchine utensili a 5 assi di fascia alta, 10 delle quali sono centri di tornitura e fresatura, ingegneri con una media di oltre 8 anni di esperienza, apparecchiature di collaudo completamente implementate, numerosi casi di studio in molti settori e un progresso trasparente del progetto.

Lavoreremo costantemente per diventare un "reparto di ricerca, sviluppo e produzione esterno" affidabile per i clienti nel complesso campo della lavorazione CNC.

Figura 4: Valutare l'affidabilità dei fornitori di servizi di lavorazione CNC a 5 assi esaminando le loro attrezzature tecniche.

Domande frequenti

D1: Qual è la tolleranza minima generalmente raggiungibile nella lavorazione a 5 assi?

La precisione può arrivare fino a ±0,01 mm con attrezzature di alta qualità e controllo rigido presso JS Precision, raggiungendo anche per alcune caratteristiche ±0,005 mm, soddisfacendo così le esigenze di componenti ad alta precisione.

D2: La programmazione a 5 assi è molto lunga e difficile?

La programmazione per macchine a 5 assi è più complessa rispetto a quella per macchine a 3 assi. La programmazione di queste macchine richiede software CAM avanzati e una grande esperienza. In JS Precision, tuttavia, risolviamo questa sfida per voi grazie ai nostri team di programmazione professionali e flussi di lavoro efficienti.

D3: Qual è la differenza tra la lavorazione "3+2" e la lavorazione simultanea a 5 assi?

La lavorazione "3+2" è una lavorazione ad asse fisso, in cui l'angolo del pezzo viene mantenuto nella stessa condizione di prima della fresatura a 3 assi ed è adatta per lavorazioni multi-angolo. Nella lavorazione simultanea a 5 assi, tutti e 5 gli assi si muovono simultaneamente, adatta alla lavorazione di superfici curve complesse. I due metodi sopra descritti possono essere completati sulla stessa macchina utensile.

D4: Quali sono i requisiti speciali per la lavorazione delle leghe di titanio su una macchina utensile a 5 assi?

Per tagliare le leghe di titanio sono necessarie macchine utensili ad alta rigidità, utensili da taglio speciali, raffreddamento interno ad alta pressione, parametri adeguati e assenza di incrudimento, fattori che vengono tenuti sotto controllo per evitare di generare troppo calore durante il taglio. Questo è esattamente ciò che JS Precision padroneggia.

D5: È possibile eseguire operazioni di tornitura su una macchina utensile a 5 assi?

Sì, un centro di tornitura e fresatura combina le capacità di fresatura e tornitura a 5 assi, consentendo una vera e propria lavorazione "tutto compreso", da un unico punto di riferimento . Anche JS Precision dispone di questo tipo di attrezzature.

D6: Quali dimensioni di pezzi a 5 assi può gestire JS Precision?

La lavorazione a 5 assi di JS Precision è molto potente e può elaborare pezzi con dimensioni che vanno dal millimetro al metro. Specificate le dimensioni desiderate e vi indicheremo le risorse più adatte.

D7: Come si ottiene una finitura a specchio durante la lavorazione a 5 assi di parti in alluminio?

Grazie all'impiego di utensili diamantati, parametri di finitura ad alta velocità ottimizzati e un ambiente di taglio stabile, JS Precision è in grado di rifinire parti in alluminio con Ra inferiore a 0,2 μm.

D8: Quali sono i tempi di consegna di un progetto di lavorazione a 5 assi, dall'ordine alla consegna?

I tempi di consegna del progetto dipendono dalla complessità del componente. Per prototipi semplici, 3-5 giorni saranno sufficienti, ma per componenti complessi potrebbero essere necessarie fino a 2-3 settimane. JS Precision fornirà una data di consegna in base al progetto.

D9: Fornite un trattamento superficiale post-elaborazione dopo la lavorazione a 5 assi?

Sì, noi di JS Precision forniamo un servizio completo di trattamento superficiale che comprende anodizzazione, sabbiatura, verniciatura, passivazione e galvanica, garantendo così la consegna completa dei pezzi senza dover ricorrere ad altri fornitori di servizi.

D10: Come posso ottenere un preventivo per la lavorazione CNC a 5 assi da JS Precision?

Inviate semplicemente i vostri disegni 3D e i requisiti tecnici a JS Precision: il nostro team di professionisti vi fornirà un preventivo dettagliato e trasparente nel più breve tempo possibile.

Conclusione

La lavorazione CNC a 5 assi è molto più di una semplice lavorazione con due assi aggiuntivi: è la base di una rivoluzione produttiva che ha consentito una precisione di ±0,01 mm e la possibilità di lavorare componenti di maggiore complessità. Aiuta a risparmiare denaro, ad aumentare le prestazioni del prodotto e ad accelerare il time-to-market. Questo aspetto è di grande importanza per i settori aerospaziale, medicale e dei droni.

In qualità di fornitore professionale di servizi di lavorazione CNC a 5 assi, la missione di JS Precision è quella di trasformare questo vantaggio tecnologico in un valore reale per voi, semplificando la produzione complessa.

Non lasciare che i limiti della lavorazione tradizionale diventino un ostacolo all'innovazione dei tuoi prodotti. Invia subito il tuo file CAD al team di esperti di JS Precision e scopri la precisione, l'efficienza e il valore dei servizi di lavorazione CNC a 5 assi di alto livello. Riceverai un'analisi iniziale di fattibilità del processo e un preventivo competitivo in meno di 6 ore.

Diamo vita insieme alla tua prossima grande idea!