Usinagem CNC de 5 eixos vs. 3 eixos: otimize suas peças personalizadas

CNC de 5 eixos vs 3 eixos as máquinas estão entre as considerações mais importantes das quais é difícil escapar quando se trata de fabricação de precisão.

Dada a presença de superfícies curvas complexas, furos angulares e recursos de precisão multifacetados em seu projeto, você deve escolher entre realizar a usinagem na máquina de 3 eixos através de múltiplas configurações de fixação ou optar por fazê-lo na máquina de 5 eixos através de uma única configuração.

Para fornecer a melhor relação custo-benefício e qualidade para engenheiros e compradores, o primeiro passo para tomar a decisão correta seria compreender as diferenças e variações entre a usinagem CNC de 5 e 3 eixos. No artigo seguinte seria apresentada uma análise concreta sobre as diferenças e variações entre as duas máquinas.

Resumo da resposta principal

Dimensões de comparação	Usinagem CNC de 3 eixos	Usinagem CNC de 5 eixos	Perspectiva da JS Precision
Capacidades principais	A máquina percorre três eixos lineares (X, Y e Z), usinando uma superfície em uma configuração de fixação.	Na usinagem de 3 eixos, a inclusão de dois eixos rotativos possibilita usinar cinco superfícies e superfícies curvas complexas em uma única configuração. Nem todos os componentes passam por usinagem de 5 eixos.	Aconselhamos o processo de usinagem econômico de acordo com seus componentes.
Divisão de custos	Os custos da máquina-ferramenta e da mão de obra são reduzidos, mas o processamento adicional de componentes complexos aumenta o número de processos de fixação e o custo dos acessórios.	Torno de 5 eixos são caros e a programação também é cara, mas através da redução do processamento e dos acessórios, o custo do processamento de componentes complexos pode ser reduzido.	Fornecemos custos transparentes e detalhamos o custo real do processamento CNC de 5 eixos.
Melhores aplicativos	Peças que requerem usinagem em múltiplos planos, além de peças em formato de placa e prismas.	Peças aeroespaciais, impulsores, turbinas, moldes complexos, peças de implantes médicos e outras peças usinadas em 5 eixos envolvendo superfícies curvas contínuas e elementos angulares.	Dispomos de toda uma matriz de máquinas que vão desde maquinação de 3 eixos a 5 eixos para que o seu trabalho possa ser realizado pela máquina adequada .

Principais conclusões

• O principal benefício da usinagem CNC de 5 eixos pode ser declarado como a usinagem de geometrias complexas dentro de uma única configuração de fixação, aumentando assim a precisão, o acabamento superficial e reduzindo as operações.
• Para componentes simples, a usinagem de 3 eixos é mais econômica, enquanto para componentes complexos, a usinagem de 5 eixos pode reduzir os gastos gerais através do aprimoramento da eficiência geral.
• Na escolha de um fabricante contratado , a experiência na implementação de tecnologias , a capacidade de integração de processos e os processos de controle de qualidade são o que deve ser considerado principalmente e não as marcas das máquinas-ferramentas.

CNC de 5 eixos vs. CNC de 3 eixos: JS Precision ajuda você a tomar a decisão certa

A fabricação de precisão e o profissionalismo das máquinas CNC de 5 eixos tornam-se o fator decisivo na competitividade geral dos produtos, enquanto a escolha certa entre máquinas CNC de 5 eixos versus máquinas CNC de 3 eixos é crucial para a otimização de custos.

O padrão da Organização Internacional de Padronização ISO 10791-6:2014 , “Máquinas-ferramentas - Condições de teste - Parte 6: Precisão geométrica de centros de usinagem de 5 eixos” especifica critérios para avaliação de precisão e limites de aplicação para centros de usinagem de 5 eixos de maneira precisa , enfatizando a seleção racional .

A JS Precision afirma ter mais de 15 anos de experiência prática em usinagem de 5 e 3 eixos. A JS Precision atendeu mais de 500 clientes em setores de ponta, como aeroespacial, médico e automotivo. Concluiu mais de 1000 projetos de usinagem customizados para peças complexas.

Não só temos equipamentos de usinagem de 5 e 3 eixos de alta qualidade fabricados pela alemã DMG MORI e pela japonesa Mazak, respectivamente, mas também empregamos um grupo de engenheiros qualificados em programação CAM, otimização de processos e controle de qualidade.

Com o uso de nosso banco de dados de processos proprietário , podemos encontrar imediatamente uma solução ideal na usinagem de diversas peças.

Por exemplo, o projeto de implante ortopédico de um cliente médico sofreu grandes flutuações de precisão e longos ciclos de entrega ao usar usinagem de 3 eixos. Otimizado com usinagem CNC de 5 eixos, as tolerâncias de forma e posição da peça eventualmente se estabilizaram em ± 0,02 mm , o ciclo de entrega foi reduzido em 40%, economizando 25% do custo total para o cliente.

Nossas histórias de sucesso vão desde protótipos de peça única até produção em massa, tudo verificável e rastreável com cada dado.

Se você se encontrar em um dilema quanto à escolha entre os benefícios oferecidos pela usinagem CNC de 5 eixos versus 3 eixos, ou se tiver as mesmas dúvidas quanto aos riscos de custo e entrega associados à usinagem de 5 eixos, não hesite em entrar em contato com a equipe técnica da JS Precision.

Qual é a principal diferença entre CNC de 5 eixos e 3 eixos?

É muito importante compreender que o conhecimento sobre as disparidades nas dimensões de movimento e flexibilidade na usinagem é essencial para garantir uma decisão de compra correta entre um CNC de 5 eixos versus um CNC de 3 eixos.

CNC de 5 eixos vs 3 eixos: Quais são as diferenças?

UM Máquina CNC de 3 eixos é limitado ao movimento baseado apenas nos eixos X, Y e Z, o que permite realizar operações de usinagem na superfície superior do material em uma única configuração.

Um CNC de 5 eixos adiciona dois eixos rotativos adicionais , A e C, permitindo que a ferramenta se aproxime da peça de trabalho de vários ângulos, permitindo assim a usinagem de cinco superfícies e áreas de superfície curvas complexas em uma única configuração. Este é um grande salto em qualidade, eficiência e até mesmo liberdade de design; portanto, peças complexas gostaram da usinagem CNC de 5 eixos.

Por que “reduzir o número de configurações”?

Uma das principais vantagens do CNC de 5 eixos versus 3 eixos é a redução nos números de configuração . Múltiplas operações de fixação acumulam erros de posicionamento e afetam a precisão das peças. A usinagem de 5 eixos finaliza a usinagem multifacetada em uma única fixação e elimina esse erro desde sua origem , economizando tempo de fixação e custos de mão de obra e reduzindo a responsabilidade por danos às peças.

Figura 1 Uma máquina-ferramenta de três eixos funciona ao longo de três eixos lineares, enquanto uma máquina-ferramenta de cinco eixos adiciona movimento rotacional.

Decodificando o custo: fatores de preço de usinagem CNC de 3 eixos versus 5 eixos

É um equívoco comum pensar que a usinagem CNC de 5 eixos é sempre cara do que a usinagem de 3 eixos. Isto não é verdade. Há muita coisa envolvida na determinação do Preço CNC 5 eixos . Não se trata de calcular o custo por hora.

Usinagem CNC de 3 eixos vs. 5 eixos: comparação de preços

Dimensões de comparação	Usinagem CNC de 3 eixos	Usinagem CNC de 5 eixos
Custo de compra de máquinas-ferramenta	50.000 a 150.000 dólares americanos	200.000 a 800.000 dólares americanos
Taxa horária	40-80 USD/hora	80-150 USD/hora
Número de fixações	Múltiplo, requer acessórios especializados	Único, sem necessidade de acessórios complexos

Os benefícios associados ao CNC de 3 eixos podem incluir menor custo de aquisição e operação de uma máquina-ferramenta e fácil programação. No entanto, peças complexas exigem inúmeras fixações, o que pode resultar em perda de precisão.

Embora o CNC de 5 eixos possa envolver alto custo de aquisição de uma máquina-ferramenta e programação , a técnica de “fixação única” torna-a mais barata em comparação com a produção de peças complexas com CNC de 3 eixos.

Quais são os principais fatores que influenciam a cotação final do CNC de 5 eixos?

O preço do eixo CNC 5 é ajustado com o projeto e os principais fatores de influência:

• A complexidade da peça.
• O tipo de material a ser trabalhado (se for um material de difícil corte como uma liga de titânio, é mais difícil. isso aumenta o custo).
• A precisão necessária.
• O tamanho do lote (pequenos lotes de peças complexas).

Quando usar usinagem de posicionamento de 3+2 eixos?:

Há um acoplamento entre CNC de 3 eixos vs 5 eixos usinagem. A usinagem de posicionamento de 3+2 eixos é apropriada para peças retangulares com várias superfícies inclinadas discretas.

Superfícies inclinadas podem ser usinadas fixando a peça de trabalho em um ângulo constante para girá-la e realizando usinagem de 3 eixos para permitir a usinagem de posicionamento de 3+2 eixos para colher o benefício principal de uma fixação menor . Esta é uma abordagem viável para determinar o preço de uma máquina CNC de 5 eixos.

Interessado em entender qual técnica de usinagem e custo orçamentar para sua peça? Sinta-se à vontade para entrar em contato com a JS Precision para obter um preço de usinagem preciso para seus requisitos de usinagem de 5 ou 3 eixos, juntamente com um plano de usinagem CNC adequado. Agende uma consulta para receber gratuitamente um relatório detalhado de análise de custos.

Figura 2 Considerando a complexidade da usinagem de cinco eixos, sua dificuldade de programação também será maior e o custo de programação será maior.

Como escolher: 5 eixos ou 3 eixos para o seu projeto?

Quando chegar a hora de escolher entre usinagem CNC de 5 eixos ou 3 eixos, não há necessidade de simplesmente procurar a melhor opção possível. O importante a ter em mente aqui é considerar as necessidades do projeto. Tudo isso pode ser feito fazendo estas perguntas simples:

• Existem múltiplas superfícies de usinagem interconectadas com precisão na peça? Sim → Prefira 5 eixos .
• Possui cavidades profundas, superfícies inclinadas e superfícies curvas? Sim → Melhor para usinagem de 5 eixos.
• A peça é uma placa simples ou um prisma? Sim → 3 eixos é a escolha mais económica.
• Para pequenos protótipos/componentes complexos – a usinagem de 5 eixos oferece alta flexibilidade. Para componentes simples de grande escala – a usinagem de 3 eixos ou máquinas especializadas seriam apropriadas.

Recomendações de engenharia colaborativa da JS Precision:

Os engenheiros da JS Precision fazem sua entrada durante o processo de cotação com análise de capacidade de fabricação . Ao otimizar os parâmetros de projeto, por exemplo, o valor do ângulo de inclinação do plano inclinado, componentes complexos também podem ser fabricados por usinagem de 3 eixos, resultando em economia.

Avaliando fabricantes de centros de usinagem CNC de 5 eixos

A seleção do bem Fabricantes de centros de usinagem cnc de 5 eixos é muito importante para garantir a qualidade e velocidade da usinagem de 5 eixos. Não é suficiente concentrar-se apenas no modelo de centro de usinagem de 5 eixos. Os usuários e as habilidades do equipamento também devem ser considerados.

Capacidades a serem consideradas ao selecionar fornecedores de centros de usinagem CNC de 5 eixos:

• Experiência técnica e capacidades de software: Avalie a experiência da equipe de programação CAM em relação ao planejamento complexo de percursos de ferramenta,
• Integração da cadeia de processos: Eles estão em condições de oferecer serviços para toda a gama de processos, como usinagem, medição e tratamento de superfície?
• Testes e certificação de controle de qualidade: Eles oferecem equipamentos de teste on-line e ISO 9001, COMO 9100 , sistemas de certificação?
• Comunicação e Transparência: Podem explicar detalhadamente o seu processo e partilhar relatórios do DFM?

Detalhes importantes para focar durante o tour pela fábrica

Ao visitar fabricantes de centros de usinagem CNC de 5 eixos, as áreas importantes a serem focadas incluem:

• O ambiente da oficina e manutenção.
• A qualidade dos equipamentos de inspeção, como máquinas de medição por coordenadas .
• O trabalho em andamento, incluindo o gerenciamento do trabalho em andamento do lado da máquina-ferramenta.

O valor da capacidade e objetividade "One-Stop"

As empresas com capacidade de oferecer usinagem de 5 eixos de alta qualidade, bem como usinagem eficaz de 3 eixos ( por exemplo, JS Precision ) podem então oferecer a escolha ideal de processos a partir de uma perspectiva de projeto integrada, levando em consideração os interesses do cliente.

JS Precision é um fabricante profissional de centros de usinagem CNC de 5 eixos, possuindo máquinas de primeira classe, equipe técnica e um sistema de controle de qualidade abrangente. Procurando um fornecedor confiável de soluções de usinagem de 5 eixos? Vamos agendar uma visita à fábrica hoje e providenciaremos um gerente de conta designado para suas necessidades de serviço.

Peças obrigatórias: o domínio do CNC de 5 eixos

Certos componentes complicados envolvem usinagem CNC de 5 eixos para uma produção sofisticada. As principais categorias de peças usinadas típicas de 5 eixos são indústrias premium , que incluem peças estruturais aeroespaciais, impulsores, turbinas, moldes complexos, núcleos de moldes complexos, dispositivos médicos de precisão e peças automotivas premium.

Um torno de 5 eixos é um tipo de torno e fresadora de 5 eixos que supera outras na categoria de usinagem de 5 eixos, com foco em peças rotativas com superfícies excêntricas ou radiais (como eixos e flanges), realizando configuração única e usinagem completa.

Precisa usinar o acima mencionado Peças usinadas de 5 eixos ou não tem certeza sobre a compatibilidade das peças? Entre em contato com a JS Precision para um serviço completo com base em sua ampla experiência em usinagem de 5 eixos de peças complexas. Envie seus requisitos para receber uma avaliação gratuita de viabilidade de usinagem.

Figura 3 A usinagem CNC de cinco eixos tem vantagens específicas em indústrias de alta precisão, como a produção de componentes complexos, como pás de turbinas e peças de motores para a indústria aeroespacial.

Estudo de caso: Da luta de 3 eixos ao sucesso de 5 eixos – Um redesenho da carcaça da turbina

No que diz respeito à comparação entre as vantagens do CNC de 3 eixos versus 5 eixos no trabalho prático, ela é transmitida de forma mais eficaz na forma de exemplo. Aqui está um estudo de caso da JS Precision ajudando um cliente a superar as dificuldades da usinagem de 3 eixos com usinagem de 5 eixos:

Motivações do cliente

Uma pequena turbina aço inoxidável a carcaça de um determinado fabricante de equipamentos de energia foi originalmente usinada usando CNC de 3 eixos com 4 processos de fixação.

Esta peça contém 8 canais de fluido inclinados e flanges irregulares, e há gargalos óbvios na usinagem de 3 eixos: o tempo de processamento de uma única peça é de até 28 horas e o tempo de entrega é severamente atrasado.

A perpendicularidade e a precisão da posição do furo de diferentes superfícies são difíceis de garantir de forma estável, com uma taxa de defeito de até 8% . A fixação repetida resulta em baixa consistência das peças, afetando a eficiência da montagem subsequente.

Solução de precisão JS

Depois de atender ao requisito, a JS Precision realizou uma análise abrangente da estrutura da peça e do método de processamento original. Nosso entendimento é que a complexidade na estrutura da peça é onde os benefícios da usinagem CNC de 3 eixos versus 5 eixos são óbvios. A usinagem CNC de 5 eixos pode basicamente resolver o problema de erros de fixação e eficiência.

Nossa solução é a seguinte:

• Reavaliação do Processo: Uma reavaliação do processo de usinagem de peças revelou as passagens de fluido inclinadas e os flanges irregulares como as principais dificuldades de usinagem, com estratégias resultantes adaptadas de acordo.
• Seleção de Equipamento: Para o nosso projeto, escolhemos um DMG MORI de fabricação alemã Centro de usinagem CNC de 5 eixos . O equipamento selecionado pode usinar com precisão peças complicadas .
• Otimização de fixação: Foram desenvolvidas ferramentas específicas para fixação única da peça para eliminar o problema de múltiplos erros de fixação.
• Programação: Foi conseguido otimizando o percurso da ferramenta com software de programação CAM. O fresamento lateral foi realizado para cortar as superfícies inclinadas. As etapas de furação e fresagem dos canais de resfriamento foram combinadas em um único programa para diminuir o tempo de troca do processo.

Comparação de dados

Indicadores	Solução original de usinagem de 3 eixos	Solução de usinagem de 5 eixos JS Precision
Tempo de usinagem	28 horas/peça	10 horas/peça
Número de tentativas de fixação	4 vezes	1 vez
Precisão chave (perpendicularidade da superfície)	±0,1 mm	±0,025mm
Taxa de defeitos	8%	Abaixo de 0,5%
Custo total (incluindo materiais, mão de obra e depreciação de equipamentos)	$ 1200/peça	US$ 936/peça

Resultados

Utilizando as soluções de maquinação CNC de 5 eixos, o cliente conseguiu aumentar a qualidade das peças montadas, ao mesmo tempo que melhorou a capacidade de cumprir anualmente os requisitos de produção sem ter de fazer quaisquer investimentos.

O cliente conseguiu reduzir os custos de produção em 22% , o ciclo de entrega em 64% e a competitividade dos mercados por uma margem significativa.

Se você também está enfrentando problemas de usinagem semelhantes e gostaria de melhorar a qualidade, o prazo de entrega e reduzir custos com a usinagem de 5 eixos, não hesite em entre em contato com JS Precision . Criaremos uma solução de usinagem de 5 eixos personalizada com base inteiramente nos requisitos do seu projeto. Compartilhe as informações do seu projeto para obter recomendações gratuitas de otimização de processos e estimativas de custos de usinagem de 5 eixos.

Figura 4 Invólucro de aço inoxidável de turbina pequena

Você pode personalizar uma solução de usinagem CNC de 5 eixos para nós?

A JS Precision é especializada em atender aos requisitos personalizados de usinagem de 5 eixos. O principal ponto forte aqui é o suporte técnico holístico oferecido por meio de amplo conhecimento de engenharia. Começando pelo upload dos desenhos 3D, acompanhe todo o processo para transformar os requisitos do projeto em soluções de implementação eficientes e de baixo custo .

Principais responsabilidades da equipe do projeto:

• Análise de capacidade de fabricação para detectar antecipadamente peças difíceis de usinar e pontos de desperdício de custos.
• Simulação para vários caminhos de processo (simulador para processos puros vinculados de 3 eixos, 3+2 eixos e 5 eixos).
• Oferecendo soluções transparentes.
• Integração de outros serviços de valor agregado, como medição por coordenadas e testes não destrutivos .

Nosso processo de personalização

• Alinhamento no entendimento sobre desempenho, orçamento e aplicação.
• Otimização competitiva de soluções de processo.
• Processo de execução claro e compartilhamento em tempo real do progresso da execução .
• Otimização de parâmetros contínuos para redução de custos através da melhoria da eficiência após produção em massa.

Comece seu projeto hoje

Precisa de trabalho personalizado? Apenas envie seus desenhos de peças e informações básicas, e entraremos em contato com você com uma recomendação profissional em 24 horas ou menos, incluindo um estudo de capacidade de fabricação de usinagem de 5 eixos, recomendação de CNC de 5 eixos versus 3 eixos e cotação de preço.

Perguntas frequentes

Q1: Uma máquina CNC de 5 eixos sempre pode produzir um acabamento superficial melhor do que uma máquina de 3 eixos?

Sim. No caso de usinagem de superfície, por exemplo, a usinagem CNC de 5 eixos permite que a ferramenta de corte permaneça em uma posição de corte ideal , evitando assim defeitos na usinagem na faixa de baixa velocidade linear em torno do centro da fresa esférica e alcançando um acabamento superior. Esta é uma das diferenças mais notáveis ​​na qualidade da usinagem quando comparada à usinagem CNC de 3 eixos.

P2: Meu projeto envolve um trabalho complexo, mas tenho recursos limitados. Existem opções intermediárias?

Sim. O melhor compromisso econômico seria a usinagem de posicionamento de 3+2 eixos (também conhecida como usinagem de indexação). Consiste em girar a peça em um determinado ângulo e usiná-la fixando-a, posteriormente realiza a usinagem no modo 3 eixos. Pode não ser um corte contínuo, mas ajuda muito a reduzir o preço do CNC de 5 eixos.

Q3: Qual é o menor tamanho de lote para uma máquina de 5 eixos?

Não há limite para o tamanho mínimo do lote na usinagem de 5 eixos. Mesmo para a produção de protótipos de peça única, se a geometria for complicada o suficiente, a usinagem de 5 eixos pode muitas vezes ser a melhor escolha porque elimina o projeto da ferramenta e o tempo de fabricação e, portanto, é favorecida na fabricação rápida de protótipos e na produção experimental de pequenos lotes.

Q4: Como determinar se um fornecedor realmente possui capacidade de usinagem de 5 eixos?

Isso pode ser determinado por três dimensões: primeiro, pergunte se eles têm amostras físicas ou vídeos que possam comprovar peças usinadas típicas de 5 eixos que usinaram, segundo, quais métodos e equipamentos eles usam para medir a precisão de seus itens, terceiro, qual é o ciclo de calibração de precisão de sua máquina-ferramenta, como funciona o processo de controle de qualidade.

Q5: Qual é a diferença entre um torno de torneamento-fresamento de 5 eixos e um centro de usinagem vertical de 5 eixos?

Os principais cenários de uso são diferentes. Torno de 5 eixos principal uso para torneamento e bom no processamento de peças rotativas, centro de usinagem vertical de cinco eixos usado principalmente para fresamento, bom em peças tipo caixa e processamento de peças tipo molde, deve ser determinado de acordo com as principais características da peça.

Q6: O tempo de entrega e a comunicação são garantidos ao realizar usinagem CNC de 5 eixos na China?

Garantido. Isto é possível através de equipes de gerenciamento de projetos e comunicações de fornecedores globais como a JS Precision. Os processos são mais ou menos transparentes com a utilização de plataformas online padronizadas para acompanhamento de projetos. O lead time e o processo de comunicação serão os mesmos dos fornecedores globais, com mais benefícios relacionados aos custos.

Q7: Quais formatos de arquivos de design você aceita?

Nós suporta muitos formatos de arquivo de designs comuns , mas para projetos 2D e 3D, oferecemos suporte apenas a projetos nos formatos STEP, IGES, SLDPRT ou X_T. Também aceitamos projetos em formato DXF ou DWG para projetos 2D. O formato neutro mais comum para designs é STEP.

Q8: A máquina CNC de 5 eixos pode processar materiais compostos ou plásticos além de metais?

Sim. A usinagem de compósitos de alto desempenho como fibras de carbono, plásticos de engenharia como PEEK e blocos de resina na fabricação de protótipos também é exercida na usinagem CNC de 5 eixos. Isto também inclui moldagem de alta precisão de formas complexas.

Resumo

A decisão de escolher entre usinagem CNC de 5 eixos versus 3 eixos envolve muito mais do que simplesmente qualidade “high-end” versus “low-end”. Embora a usinagem de 3 eixos ainda possa ser uma opção economicamente insubstituível quando se trata de fabricar componentes simples, o ponto forte da usinagem de 5 eixos, "concluir usinagem complexa em uma única configuração", proporciona a ótima relação preço/desempenho .

Ao selecionar um centro de usinagem de 5 eixos, é sempre importante conhecer o nível de complexidade da peça que deve ser usinada. Selecionar bons fabricantes de centros de usinagem CNC de 5 eixos é sempre importante.

Precisão JS , com capacidade total em trabalhos de 3 eixos, 5 eixos e fresamento-torneamento , continua dedicada a atendê-lo com uma análise objetiva do desempenho do processo, bem como a fabricação sem limitações impostas por nossas máquinas. Podemos trazer seus projetos para levá-lo à precisão com desempenho e economia.