Fresagem CNC de 3 eixos vs. 5 eixos: seu guia de decisão para precisão, eficiência e custo.

Escolher entre fresagem CNC de 5 eixos ou de 3 eixos é uma das principais dificuldades enfrentadas pelas empresas de manufatura na produção de peças usinadas. Por exemplo, imagine que você precise fabricar uma peça para máquina. Pode ser um simples suporte de montagem ou uma peça complexa para o setor aeroespacial.

No primeiro caso, uma máquina-ferramenta CNC de 3 eixos de alta eficiência é adequada, enquanto que, no segundo, apenas a tecnologia CNC de 5 eixos é capaz de realizar o projeto a partir de um modelo digital . Para alcançar um equilíbrio entre precisão, eficiência e custo, cada projeto enfrenta uma decisão crucial.

Neste guia, exploraremos as diferenças entre centros de usinagem CNC de 3 e 5 eixos, o custo real da fresagem CNC de alta precisão e como você pode decidir quando o serviço de fresagem CNC na China pode lhe oferecer os melhores benefícios.

Resumo da Resposta Principal

Principais conclusões

• A escolha entre fresagem de 3 eixos e de 5 eixos é, na maioria dos casos, determinada pela complexidade geométrica , e não necessariamente pela necessidade de precisão.
• A fresagem CNC de 3 eixos é a melhor solução para equilibrar a precisão e o custo da fresagem CNC, dentro dos requisitos padrão de tolerância.
• A tecnologia de 5 eixos pode melhorar a precisão geral e a qualidade da superfície de peças tão complexas, reduzindo o número de configurações.
• É muito importante destacar que a cadeia de suprimentos chinesa tem o potencial de minimizar os custos de produção de peças fresadas por CNC em produção em massa e aumentar sua eficiência.

Por que confiar neste guia? Fresagem CNC de 5 eixos na prática com a JS Precision

Com mais de 15 anos de experiência na fabricação profissional de máquinas de fresagem CNC, a JS Precision já é referência no setor, com mais de 5.000 casos de sucesso, experiência no atendimento a mais de 200 clientes globais de alto padrão e certificações de sistema de qualidade ISO 9001 e AS9100.

Possuímos 28 máquinas de usinagem de 5 eixos e 45 máquinas de 3 eixos com sistemas CNC avançados e monitoramento inteligente. Os sistemas permitem o monitoramento em tempo real do desgaste e das dimensões das ferramentas durante o processo.

Além disso, dispomos de equipamentos de teste totalmente funcionais, como máquinas de medição por coordenadas e perfilômetros. Isso nos permite garantir uma precisão de usinagem de ±0,005 mm , atendendo aos requisitos de processamento de indústrias de alta complexidade, como a aeroespacial e a de equipamentos médicos.

Nossa equipe principal é formada por especialistas com mais de 10 anos de experiência, que já solucionaram diversos problemas de usinagem de peças complexas para vários setores, como o aeroespacial e o médico. Nossos dados não escondem a verdade:

Nossa taxa de falhas em peças fresadas por CNC é sempre inferior a 0,3%, e a taxa de recompra de nossos clientes é de 75%. Por meio da otimização de processos, ajudamos nossos clientes a reduzir os custos de produção em uma média de 20% a 30%. É essa sólida experiência, dados e estudos de caso que conferem a este guia sua praticidade e autoridade.

Quer evitar problemas na usinagem de peças complexas? Entre em contato com a equipe da JS Precision agora mesmo, informe o material da peça, os requisitos de tolerância e o volume de produção, e receba uma solução de usinagem personalizada e um cálculo de custos gratuitos para minimizar os riscos na seleção.

O que a fresagem CNC de 5 eixos pode fazer que a de 3 eixos não consegue?

A principal diferença entre as tecnologias de fresagem CNC reside no número de eixos de movimento, que determina diretamente as possibilidades e a eficiência da usinagem da peça . À medida que os projetos das peças se expandem para além de cavidades planas e verticais básicas, surgem limitações claras em relação à fresagem CNC de 3 eixos.

A principal vantagem das fresadoras CNC de 5 eixos reside nos dois eixos rotativos adicionais, que permitem lidar com geometrias fora do comum . Elas podem processar facilmente peças complexas que uma máquina de 3 eixos não conseguiria, além de proporcionarem maior eficiência de usinagem e reduzirem o desgaste da ferramenta, o que contribui para a diminuição dos custos totais de produção.

Características típicas de peças que estão além da capacidade da usinagem de 3 eixos:

• Usinagem multifacetada: a usinagem de cinco faces de uma peça em uma única configuração, com relações posicionais precisas entre as faces, sem a necessidade de múltiplas etapas de posicionamento.
• Superfícies curvilíneas complexas contínuas: Exemplos dessas superfícies são pás de impulsores, hélices e moldes automotivos, que exigem uma mudança contínua no ângulo da ferramenta para produzir superfícies contínuas e lisas.
• Cavidades profundas e características das paredes laterais: Ao usinar cavidades profundas utilizando ferramentas curtas em ângulo, elimina-se o problema de colisão da máquina-ferramenta, melhora-se a rigidez do processo de usinagem e reduzem-se os erros devido à vibração.
• Furos e saliências irregulares: Criação de furos que não são perpendiculares ao plano de referência ou de características de superfície irregulares com formas côncavas sem a necessidade de ferramentas específicas.

Figura 1. Diagrama esquemático da estrutura de uma máquina-ferramenta CNC de cinco eixos, destacando a relação entre a mesa giratória do eixo AB, a caixa do fuso e os vários eixos de movimento.

A verdade sobre a precisão: a precisão da fresagem CNC de 3 eixos é suficiente?

Precisão não significa algo absoluto, mas sim ser tão preciso quanto o necessário. De acordo com a norma ISO 286-1 , a suficiência da precisão depende das tolerâncias especificadas no desenho da peça , e não do limite teórico de precisão do próprio equipamento. Seja em fresamento CNC de 3 ou 5 eixos, apenas a precisão que atende aos requisitos da peça é verdadeiramente valiosa.

Desempenho real da precisão de 3 eixos

Na realidade, a precisão das modernas fresadoras CNC de 3 eixos pode atingir uma exatidão de posicionamento de ±0,025 mm ou até melhor . Com o uso de ferramentas de corte de precisão e procedimentos de usinagem padronizados, essa precisão pode ser mantida.

Para a grande maioria das peças fresadas por CNC, como suportes mecânicos, carcaças e acessórios, esta solução atende plenamente à tolerância convencional de ± 0,1 mm, sendo uma escolha confiável e econômica . Esse nível de precisão já atende aos requisitos essenciais de diversos setores, como eletrônicos de consumo e máquinas em geral.

Quando devemos buscar alta precisão em 5 eixos?

No caso de peças com ângulos espaciais complexos que envolvem tolerâncias rigorosas, como +/− 0,025 mm, os desvios acumulados de vários processos de fixação tendem a ser um desafio para a fresagem CNC de 3 eixos.

Nessa situação, as fresadoras CNC de 5 eixos têm a função de realizar usinagem multifacetada com fixação única, o que elimina erros repetitivos de posicionamento e desempenha um papel essencial na obtenção de fresagem CNC de alta precisão.

Especialmente para peças de precisão com requisitos muito rigorosos de equilíbrio dinâmico e precisão posicional, a aplicação da tecnologia de 5 eixos melhora a precisão da usinagem.

Precisa verificar se a precisão da fresagem CNC de 3 ou 5 eixos atende às suas necessidades? Agende uma consulta individual com um membro da equipe de engenharia da JS Precision. Forneceremos relatórios de inspeção de peças similares, que permitirão que você compreenda intuitivamente a precisão da usinagem.

Fresagem CNC de Precisão e Barato: Realmente Barato? A Verdade sobre o Custo Total

Buscar "alta precisão a baixo custo" é uma falácia. O custo real deve ser o "custo total por peça qualificada", e não a taxa de processamento da máquina-ferramenta. O custo total, neste contexto, engloba não apenas o custo de processamento, mas também o custo das ferramentas, os custos com pessoal e gestão, e as perdas por sucata.

Além disso, os custos de pedidos inadimplentes e acúmulo de estoque devido a falhas na entrega não devem ser negligenciados. Os diversos tipos de tecnologias de fresagem CNC envolvem custos muito diferentes. Esteja atento às consequências adversas que podem resultar da busca cega pela opção mais barata.

Composição dos custos de processamento de peça única

Vantagens de custo dos produtos fabricados na China

Na China, devido à cadeia industrial completa e à capacidade de produção em larga escala, tanto a fresagem CNC de 3 eixos quanto a de 5 eixos conseguem obter preços muito competitivos para serviços de fresagem CNC.

Isso permite que a busca por fresagem CNC de precisão a baixo custo na China seja uma estratégia viável globalmente , especialmente quando serviços integrados como pós-anodização e pacotes de tratamento térmico são necessários, reduzindo assim os custos de coordenação da cadeia de suprimentos.

Setores em demanda: Quem precisa de serviços de fresagem CNC de alta precisão?

Existem alguns setores que exigem padrões tão elevados de produtos que, naturalmente, impulsionam o uso da fresagem CNC de alta precisão. Nesses diversos setores, os componentes fresados por CNC requerem critérios rigorosos de precisão, propriedades e acabamento superficial , e a maioria precisa ser capaz de resistir a um ambiente operacional complexo.

Eles também têm requisitos extremamente elevados em relação à vida útil e confiabilidade das peças. As vantagens da tecnologia de fresagem CNC de 5 eixos são plenamente aproveitadas nesses campos, atendendo com precisão às necessidades de aplicações de alta tecnologia.

• Aeroespacial: pás de motores, peças estruturais (ligas de titânio, ligas de alta temperatura), que exigem peso muito baixo, resistência muito alta e tolerâncias dimensionais rigorosas .
• Dispositivos médicos: dispositivos ortopédicos, instrumentos cirúrgicos. Nesses casos, materiais biocompatíveis e superfícies ergonômicas exigem precisão, que está diretamente ligada à segurança do paciente.
• Automobilismo de competição e alta gama: peças de motor, componentes de suspensão leve, com foco em velocidade e durabilidade, e que exigem altíssima precisão de usinagem.
• Óptica e semicondutores: Corpos e invólucros de lentes, e encapsulamentos de semicondutores, que exigem altíssima estabilidade dimensional e acabamento superficial para evitar a degradação da óptica.

Se você pertence a algum dos setores mencionados acima e precisa de serviços de fresagem CNC de alta precisão, confira os estudos de caso da JS Precision para entender como realizamos operações de usinagem para clientes semelhantes.

Figura 2: Usinagem CNC de 5 eixos de um disco de motor aeroespacial

A Matriz de Decisão Definitiva: Fresagem CNC de 3 Eixos vs. Fresagem CNC de 5 Eixos

A escolha não deve ser baseada em especulação, mas sim em uma lógica de tomada de decisão clara. Somente combinando as características das peças, os requisitos de precisão e o orçamento disponível é possível selecionar a tecnologia de fresagem CNC mais adequada , que não desperdice recursos nem afete a qualidade do produto.

A seguir, apresentamos uma comparação dos principais parâmetros dos dois métodos de usinagem para ajudá-lo a tomar uma decisão mais intuitiva:

Situações em que uma escolha robusta em 3 eixos é necessária:

• As geometrias são principalmente prismáticas, apresentando superfícies simples e não curvas, e lados pouco profundos, envolvendo apenas usinagem plana e vertical.
• Grandes lotes de produção e dispositivos especializados para usinagem multifacetada eficiente e controle de erros cumulativos.
• O orçamento para o projeto é crucial, e a precisão exigida é suficiente (±0,1 mm).

Deve-se dar especial atenção à situação dos 5 eixos:

• Possui superfícies curvas ou ângulos que exigem usinagem em diferentes direções. A fixação é necessária diversas vezes para usinagem em 3 eixos.
• Quanto menos vezes o aperto for realizado, mais importante se torna manter as tolerâncias críticas .
• Embora os componentes possam parecer simples em seu design, a usinagem de 5 eixos pode resultar em menor tempo e custos de usinagem devido à fixação única.

Figura 3. Diferenças estruturais e de sistema de coordenadas entre a máquina-ferramenta vertical de três eixos à esquerda (com volante) e a máquina-ferramenta de cinco eixos à direita (incluindo o eixo de rotação).

A China detém a vantagem na produção de peças usinadas por CNC em grande volume?

Na produção em massa de peças fresadas por CNC, os benefícios para a China vão muito além do preço unitário inicial . Com uma cadeia industrial completa, capacidade de produção em larga escala e vasta experiência em processos, o serviço de fresagem CNC na China tornou-se o parceiro preferencial para a produção em massa global.

Pode proporcionar aos clientes serviços de usinagem mais estáveis e eficientes, e ao mesmo tempo ser capaz de responder a alterações nas quantidades de encomendas e atender às necessidades dos clientes em relação à iteração do projeto.

Vantagens abrangentes que vão além do preço unitário:

• Resiliência da cadeia de suprimentos: acesso rápido a matérias-primas, peças comuns, ferramentas de corte e serviços de tratamento de superfície, prevenindo assim o risco associado à interrupção da produção.
• Capacidade de produção em larga escala: Uma fábrica pode facilmente acomodar o agendamento de muitas máquinas-ferramenta para atender a pedidos de produção em larga escala.
• Experiência em Otimização de Processos: Nossos engenheiros possuem vasta experiência em melhoria de custos e eficiência para produções em larga escala (por exemplo, gerenciamento da vida útil das ferramentas e planejamento da produção) e trabalham continuamente para reduzir os custos por unidade.

Planejando a produção em massa de peças fresadas por CNC? Entre em contato com a JS Precision para saber mais sobre nossos serviços de produção em massa, obter orçamentos acessíveis para fresagem CNC de precisão e garantias de entrega estáveis, tornando seus produtos mais competitivos no mercado.

Estudo de caso: Alcançando precisão de 0,05 mm: Como economizar 30% nos custos totais para fabricantes de drones

Cliente e Desafio

Uma importante empresa europeia de drones solicitou suportes de motor leves em liga de alumínio 7075. Trata-se de uma peça usinada em CNC com estrutura complexa, apresentando diversos furos inclinados e faces curvas, que precisam ser balanceadas dinamicamente com extrema precisão . Portanto, a tolerância para esta peça é muito crítica, de ±0,05 mm.

Para isso, o protótipo inicial foi usinado em diversas etapas usando fresadoras CNC de 3 eixos locais, a um custo de até US$ 85 por peça. Além disso, devido às múltiplas operações de fixação, o acúmulo de erros levou a uma baixa consistência do produto, com uma taxa de defeitos superior a 5% , afetando consideravelmente os planos de produção em massa.

Solução de Precisão JS

1. Redesenho do processo: Todas as formas externas, cavidades e roscas são usinadas pela tecnologia de fresagem CNC de 5 eixos utilizada em uma única operação de fixação.

2. Otimização de Parâmetros: Para melhorar a velocidade de corte e a taxa de avanço, visando superar a alta resistência e o endurecimento por deformação da liga de alumínio 7075 , foi utilizado um fluido de corte especial para reduzir eficazmente as rebarbas de usinagem, alcançando um acabamento superficial com Ra < 0,8 μm e atendendo dinamicamente aos requisitos de balanceamento.

3. Aumento da produção para a escala industrial: Após a validação das amostras iniciais, os dispositivos especiais foram fabricados na cadeia de suprimentos nacional, o que melhorou o processo no fluxo de trabalho, reduzindo assim o tempo de produção de cada peça de 45 minutos para 28 minutos .

Resultados e dados

Por fim, um total de 10.000 produtos foram fabricados com uma taxa de defeitos inferior a 0,2%. Com logística integrada e produção em massa, o preço unitário de cada produto foi reduzido para US$ 59,5 . Além disso, o custo total incorrido foi 30% menor em comparação com o plano original do cliente.

Posteriormente, o cliente confiou à JS Precision a operação de processamento de mais séries de produtos, e estabelecemos uma relação de cooperação de longo prazo.

Deseja alcançar resultados semelhantes em termos de redução de custos e aumento da eficiência para o seu cliente? Compartilhe os detalhes da peça fresada em CNC que você utiliza para o cliente, e a JS Precision desenvolverá uma estratégia similar de redução de custos e aumento da precisão para você.

Figura 4: Assento do motor em liga de alumínio para drone

Parceria com a JS Precision China: Seu roteiro para o sucesso na fresagem CNC

Transformar seus projetos em peças usinadas por CNC de alta qualidade exige um parceiro confiável.

A JS Precision, empresa experiente em soluções de fresagem CNC na China, utiliza sua tecnologia de fresagem CNC de alta precisão , experiência em projetos e rigorosos controles de qualidade para fornecer soluções completas, desde a otimização do projeto até a produção em larga escala. Cada etapa do processo é monitorada por especialistas.

Processo de três etapas para uma colaboração bem-sucedida:

• Comunicação dos Requisitos: Necessitamos de modelos 3D detalhados ou desenhos 2D que descrevam as especificações de tolerância mais importantes na designação do material, no processo de superfície ou no número de componentes necessários.
• Trabalhando com feedback de engenharia: Os engenheiros da JS Precision realizarão estudos de viabilidade de fabricação e proporão recomendações para espessura de parede, filete e engenharia de tolerância para minimizar custos.
• Comece com pequenos lotes: Recomenda-se iniciar a produção experimental em pequenos lotes para validar o processo e a qualidade, e só depois prosseguir para a produção em massa.

Perguntas frequentes

P1: Preciso fornecer arquivos de programação de 5 eixos?

Não. Tudo o que você precisa nos fornecer são arquivos 3D padrão e desenhos 2D , e nós, da JS Precision, cuidaremos de toda a programação, garantindo precisão e eficiência durante os processos de usinagem.

Q2: Que tipo de acabamento superficial pode ser obtido com usinagem de 5 eixos?

O acabamento superficial da usinagem de 5 eixos dependerá do material usinado, mas é possível atingir uma rugosidade superficial ( Ra) de 0,4 μm a 0,8 μm . No entanto, se for necessário um acabamento mais fino, um acabamento espelhado pode ser obtido por meio do processo de polimento.

Q3: Qual é a dimensão mínima de um elemento que pode ser usinado?

Na usinagem, a JS Precision utiliza microferramentas para possibilitar a produção de ranhuras ou furos com 0,1 mm de largura. A dimensão da usinagem é ajustada de acordo com a dureza do material e a profundidade de usinagem.

Q4: Como garantir a consistência em grandes lotes de peças?

Controlamos rigorosamente cada processo de produção por meio de múltiplas medidas , como procedimentos operacionais padronizados, inspeção completa da primeira peça, amostragem durante o processo e controle estatístico de processo, para garantir a consistência dos componentes de fresagem CNC em larga escala.

P5: O prazo de entrega é longo ao comprar da China?

O tempo médio de entrega é de 2 a 4 semanas . No entanto, a JS Precision também oferece serviços de fabricação expressa ou frete aéreo para atender às demandas urgentes de seus projetos.

Q6: Que relatórios de inspeção de qualidade vocês fornecem?

Podemos fornecer relatórios de inspeção da primeira peça, relatórios de inspeção dimensional completa e relatórios de inspeção para certificação de materiais, conforme exigido pelo cliente . Possuímos os equipamentos necessários, como máquinas de medição por coordenadas e perfilômetros, para garantir a precisão dos resultados dos testes.

Q7: Como vocês lidam com tratamentos de superfície complexos?

A JS Precision oferece soluções completas para tratamentos de superfície, como anodização, galvanoplastia, jateamento de areia e pintura. Todos esses serviços podem ser realizados antes do envio , sem necessidade de coordenação adicional por parte do cliente.

Q8: Como são garantidas a comunicação e a gestão de projetos?

Disponibilizamos a cada cliente um gestor de projeto e suporte completo em inglês para comunicação. Mantemos você informado por e-mail e mensagens instantâneas.

Resumo

Garantir que a decisão entre fresagem CNC de 3 eixos e de 5 eixos seja bem fundamentada e considere a melhor sinergia possível entre custos e prazos de conclusão do projeto . A fresagem CNC de 3 eixos fortalece o núcleo da indústria de manufatura devido à sua incomparável relação custo-benefício, enquanto a fresagem CNC de 5 eixos impulsiona a inovação de ponta graças à sua poderosa capacidade de processamento geométrico.

Independentemente das suas necessidades, o acesso ao processo de fabricação chinês, especialmente por meio de uma parceria com a JS Precision, que possui toda a cadeia de processos, desde a prototipagem de precisão até a produção em volume, pode abrir grandes possibilidades de eficiência e redução de custos para você.

Seus projetos merecem ser implementados com perfeição e processos otimizados.

Envie seus arquivos CAD para o sistema de orçamentos online da JS Precision hoje mesmo e receba um orçamento claro com análise do processo e sugestões em 24 horas. Nós não apenas auxiliamos na fabricação de peças, mas também na criação de produtos confiáveis.