Dominando el Mecanizado CNC de 5 Ejes: Beneficios Clave y Soluciones

Más de 20 años de experiencia en mecanizado de 5 ejes, podemos proporcionar soluciones de torneado y fresado de 5 ejes de alta calidad y rentables.

A través del dominio de la tecnología central del mecanizado CNC de 5 ejes, sea para las piezas CNC más difíciles y complejas, piezas mecanizadas de precisión, prometemos darle ventajas magníficas a un precio competitivo y entrega puntual.

Cuando se trata de servicios de aluminio CNC, el mecanizado CNC de 5 ejes debe venir a su mente. Elegir las soluciones de mecanizado correctas llevará al éxito de las producciones.

El mecanizado CNC es un procedimiento usado en la mayoría de operaciones de fabricación y ampliamente usado en la mayoría de industrias. CNC, que significa Control Numérico Computarizado y trata el uso de una configuración única o más computadoras para administrar acciones de diferentes máquinas herramienta como torno, fresadora y router.

El mecanizado CNC de 5 ejes es un mecanizado CNC absolutamente excelente que puede usarse para producir piezas y productos finales de una amplia gama de materiales como plásticos y metales.

Sin embargo, cuando a veces se menciona el mecanizado CNC de 5 ejes específico, la primera impresión que viene a la mente de la mayoría es: alta tecnología, precio caro y difícil de operar, pero ¿el mecanizado de 5 ejes es realmente así? Los siguientes párrafos le introducirán al mecanizado CNC de 5 ejes desde 3 aspectos importantes.

1. Qué es el Mecanizado de 5 Ejes

Es un procedimiento que implica el uso de CNC para mover equipos de corte o diferentes piezas a través de cinco ejes diferentes al mismo tiempo. Esto da lugar a la producción de piezas muy intrincadas, y por eso el fresado CNC de 5 ejes es muy común en operaciones aeroespaciales. Un factor que ha contribuido más al uso de máquinas CNC de 5 ejes es la necesidad de aumentar la pericia y reducir el tiempo de producción desde el inicio del proceso real hasta su finalización.

La capacidad de evitar colisiones con el utillaje de sujeción de la pieza girando la mesa o la herramienta de corte da lugar a un enfoque rápido a la geometría de la pieza, otro factor contribuyente. Por último, vida útil mejorada de los equipos o longevidad resultante de girar la mesa o el equipo de corte para mantener la mejor posición de corte y carga de viruta constante.

1.1 "5" para Mecanizado de 5 Ejes

El mecanizado de 5 ejes es un modo de mecanizado CNC. Los centros de mecanizado que solemos usar son de 3 ejes. Los 3 ejes se refieren a los ejes X, Y y Z del centro de mecanizado. El centro de mecanizado de 5 ejes añade dos ejes rotativos a los tres ejes lineales comunes de X, Y y Z. Estos dos ejes también se llaman cuarto y quinto ejes. Dos de los tres ejes A, B y C tienen diferentes modos de movimiento en la máquina vertical para satisfacer las necesidades técnicas de diversos productos.

1.2 5 Formas Principales de Máquina de 5 Ejes

Hay varios tipos de máquinas de 5 ejes en el centro de mecanizado horizontal, principalmente incluyendo las siguientes 5 formas: La 1ª es forma de doble cabezal orientable, dos coordenadas de rotación controlan directamente la dirección del eje de la herramienta; la 2ª es forma de cabezal basculante, dos ejes de coordenadas están en la parte superior de la herramienta, pero el eje de rotación no es perpendicular al eje lineal; la 3ª es forma de mesa de doble giro, las dos coordenadas de rotación controlan directamente la rotación espacial; la 4ª es mesa basculante, los dos ejes están en la mesa, pero el eje de rotación no es perpendicular al eje; la 5ª es una oscilación una rotación, dos coordenadas de rotación una en la herramienta y una en la pieza.

1.3 Tipos de Máquinas CNC de 5 Ejes

Hay un par de operaciones donde las máquinas CNC de 5 ejes pueden ahorrarle mucho tiempo y mejorar su procedimiento actual. Estas máquinas vienen en varios tipos para satisfacer los requisitos de la industria manufacturera en constante crecimiento. Una diferencia única en las máquinas CNC de 5 ejes es la disposición de los ejes rotativos. Son de tres tipos diferentes que incluyen cabezal/cabezal, mesa/mesa y mesa/cabezal.

a. Cabezal/Cabezal (Head/Head)

Los ejes rotativos de este tipo de máquina CNC están situados en el cabezal. Están hechos con un vértice de 5 ejes que está en una plataforma particular y se mueve a través de una mesa fija que mantiene la pieza en su lugar. Así que no necesita preocuparse por la interferencia de la herramienta del cabezal del husillo. Esto da al vértice la oportunidad de moverse alrededor de una pieza específica haciendo que las máquinas CNC de 5 ejes sean las mejores para la producción de piezas grandes. Suelen tener movimientos limitados en los ejes rotativos e inclinación como resultado de su diseño.

b. Mesa/Cabezal (Table/Head)

En este tipo de configuración, uno de los ejes rotativos está situado en la mesa rotativa y el otro en el cabezal. El eje de rotación está en el cabezal y tiene un rango restringido, mientras que el eje rotativo se encuentra en la mesa y su alcance no está limitado. Como la pieza descansa sobre el eje rotativo, esta disposición está limitada al número de artículos que puede producir. Una forma en que este tipo de configuración es ligeramente ventajosa comparada con el tipo cabezal/cabezal es su capacidad para girar consistentemente la pieza sin preocuparse por alcanzar un límite específico.

c. Mesa/Mesa (Table/Table)

Aquí, las máquinas tienen todos los ejes rotativos ubicados dentro de la mesa y también tienen un alcance restringido en el eje de rotación. El rango en su eje rotativo no está limitado. Este tipo de disposición de máquina tiene un sobre de trabajo mínimo comparado con los otros tipos. Otros están equipados con motores definidos que los hacen trabajar rápido.

1.4 Mecanizado de 5 Ejes ≠ Mecanizado de 5 Caras

El mecanizado de 5 ejes es muy diferente del mecanizado de 5 caras. Mucha gente no lo sabe y confunde el mecanizado de 5 caras con el de 5 ejes. El mecanizado de 5 ejes tiene 5 ejes de x, y, z, a y b (o c). Los ejes x,y,z y a,b (o c) forman un mecanizado de enlace de 5 ejes. Es adecuado para mecanizado de superficies de gancho, mecanizado de forma inusual, mecanizado de huecos, taladrado, agujero oblicuo y corte oblicuo. Mientras que el mecanizado de 5 caras es similar al de 3 ejes. Solo puede procesar cinco caras, pero no puede hacer mecanizado especial, agujeros oblicuos, corte de biseles, etc.

2. Ventajas del Mecanizado de 5 Ejes

El mecanizado de 5 ejes se caracteriza por alta eficiencia y alta precisión, y la pieza puede terminarse sujetando solo una vez. Es adecuado para el procesamiento de moldes modernos como piezas de auto y piezas estructurales de aviones. El mecanizado de 5 ejes no solo se usa en industria civil sino también ampliamente en aeroespacial, militar, investigación científica, instrumentos de precisión, industria de dispositivos médicos de alta precisión. Es un método de alta tecnología que hace lo imposible posible, y todo mecanizado de superficies espaciales o formas inusuales o producción puede hacerse. No solo puede completar las tareas de mecanizado de piezas complejas y productos industriales sino también mejorar rápidamente la eficiencia de procesamiento y acortar el flujo de procesamiento.

2.1 Mantener el Corte Óptimo | Mejorar Condiciones de Corte

Como se muestra abajo, la izquierda es modo de corte de 3 ejes, cuando la trayectoria de la herramienta se mueve hacia la parte superior o el borde de la pieza, el corte se deteriora gradualmente. Para mantener condiciones de corte óptimas aquí, necesita mover la mesa rotativa. Y si queremos mecanizar completamente un plano irregular, debemos mover la mesa rotativa varias veces en diferentes direcciones con una mesa rotativa basculante. Se ve que el mecanizado de 5 ejes también puede lograr mejor calidad superficial evitando que la velocidad de la línea central de la fresa de bola llegue a 0.

2.2 Ahorro de Tiempo | Reducir Tiempo de Procesamiento

Las máquinas CNC de 5 ejes le ayudarán a ahorrar mucho tiempo en centros de mecanizado universales. Las piezas creadas en la mayoría de talleres CNC necesitan ser mecanizadas en cinco caras. El fresado CNC de 5 ejes ayudará a hacer el trabajo rápido y eficaz en producción. Se requiere una sola configuración, pequeña, y esto ayuda a ahorrar tiempo de ciclo y dinero. Por tanto, es una solución rentable y acelera sus productos finales al mercado.

En el mecanizado de 5 ejes, la herramienta se usa para mantener una condición vertical de la superficie de procesamiento de molde complejo, lo que puede mejorar enormemente la utilización del husillo. El principio del mecanizado de 5 ejes también es aplicable al fresado lateral con superficie inclinada, lo que puede eliminar las líneas tipo costilla causadas por la fresa de bola. Esto hace que la calidad superficial del molde sea más ideal y también reduce el trabajo manual necesario para limpiar la superficie del molde.

2.3 Precisión Mejorada | Mejorar Precisión de Mecanizado

Hay precisión mejorada en el fresado CNC de 5 ejes porque requiere configuraciones mínimas. Configuraciones adicionales solo llevarán a más errores. También ayuda a aumentar la longevidad de una herramienta particular. Esto es principalmente resultado de herramientas de corte más cortas. Para saber más, puede llamarnos (tel: +86 755 2373 1920 o +86 136 0962 8044) o email info@waykenrm.com.

A través de la tecnología de mecanizado de 5 ejes, el problema de reposicionar la pieza en un ángulo complejo en precisión muchas veces se ha resuelto. No solo acortó el tiempo sino que también mejoró enormemente la tolerancia de mecanizado muchas veces. El alto coste de hacer múltiples utillajes de forma tradicional también se ha ahorrado. El mecanizado de 5 ejes puede procesar piezas complejas, como taladrado, mecanizado cónico, criptas de cavidad para superficies complejas, etc., que no son posibles con métodos de mecanizado tradicionales la mayoría de veces.

2.4 Acabado Superficial de Calidad | Formas Complejas

Este tipo de configuración también ayuda a crear superficies con acabado de calidad. La ubicación de las piezas está mucho más cerca de las herramientas de corte en máquinas de 5 ejes. Los dos últimos ejes permiten usar herramientas de corte cortas, que no vibran tanto y esto conducirá a un acabado superficial de calidad.

Lo otro bueno de las máquinas CNC de 5 ejes es que cortan formas intrincadas. Varias piezas se requieren en los cinco ejes. Los movimientos extra en este tipo de disposición dan lugar a la fabricación de ángulos y arcos. Antes, necesitarían configuraciones adicionales y utillajes únicos.

2.5 Alta Eficiencia de Producción

El mecanizado de 5 ejes puede reducir eficazmente el tiempo de mecanizado y tiempo auxiliar de las piezas. Tiene un amplio rango de velocidad de husillo y rango de avance, permitiendo a la máquina realizar una potente capacidad de corte grande. El mecanizado de 5 ejes está entrando en una era de mecanizado de alta velocidad. El movimiento rápido y posicionamiento de 5 ejes y procesamiento de corte de alta velocidad reducen el tiempo de respuesta para semi-acabados y mejoran la eficiencia y precisión de producción.

2.6 Sin Competencia

No muchos talleres tienen una máquina CNC de 5 ejes. Tener una configuración le levantará un escalón por encima de sus competidores en servicios de producción. Puede dar a sus clientes algo que sus competidores no pueden ofrecer. Debería probar este tipo de configuración de máquina y disfrutar los beneficios que aportan en soluciones de producción, eficiencia y calidad de productos.

3. Desventajas del Mecanizado de 5 Ejes

Obviamente, la gente ha reconocido las ventajas e importancia de la tecnología CNC de 5 ejes en la industria manufacturera y de producción. Cuando la gente encuentra contratiempos complicados en el diseño y fabricación de superficies complejas, recurre a la tecnología de mecanizado de 5 ejes. Los principales requisitos técnicos para máquinas CNC son multi-eje, alta velocidad, buena rigidez y alta potencia; la demanda de números de coordenadas se basa principalmente en tres a cinco ejes. Sin embargo, en la industria del mecanizado, el uso de mecanizado de 5 ejes para hacer algunos trabajos no es tan extenso como pensamos, por las siguientes razones:

3.1 El Coste es Demasiado Alto

Por un lado, el coste de comprar máquinas de 5 ejes y el software necesario es alto, mucho más alto que el coste del centro de mecanizado ordinario de tres ejes. Por otro lado, el mantenimiento de la propia máquina es más difícil que las máquinas generales. Estos aspectos también llevan directamente a que el coste de piezas mecanizadas de 5 ejes será mucho más alto que el mecanizado ordinario de 3 ejes.

3.2 Programación Compleja y Difícil

Como el mecanizado de 5 ejes es diferente del de 3 ejes, además de los tres movimientos lineales, hay dos movimientos rotacionales involucrados, y la trayectoria espacial del movimiento sintético formado es muy complicada y abstracta, generalmente difícil de imaginar y entender. Por ejemplo, para procesar la superficie libre espacial requerida, a menudo es necesario pasar múltiples transformaciones de coordenadas y operaciones geométricas espaciales complejas, y también considerar la coordinación del movimiento de cada eje, evitar interferencias, colisiones y la cantidad apropiada de movimiento de interpolación, etc. Para asegurar la precisión de mecanizado y calidad superficial requerida, la dificultad de programación es aún mayor.

3.3 Altos Requisitos Técnicos para el Operador

El mecanizado de 5 ejes es una tecnología de procesamiento avanzada, y la tecnología avanzada requiere la operación de talentos de nivel superior. Desde la programación única hasta la operación de mecanizado, es diferente de las máquinas habituales de 3 ejes. Así se requiere un operador técnico alto, lo que también significa un coste laboral más alto.

Comience con el Mecanizado de 5 Ejes

El CNC usa un lenguaje de programación CNC único y software denominado G-Code para regular todo lo relacionado con el movimiento de máquinas herramienta para producir un objeto. Los comandos de programación controlan la velocidad y disposición del equipo de corte en relación con la pieza de trabajo, la velocidad de corte del material en el equipo, y varios otros factores.

Todo el procedimiento arrancará con un modelo o dibujo de diseño asistido por computadora (CAD). El G-code se extraerá de este modelo, y se realizará una prueba. Esto ayuda a reducir el daño en equipos de corte específicos o pieza de trabajo. Las máquinas CNC pueden mover el material de corte o pieza en varios ejes de movimiento que incluyen los ejes x e y. La máquina de 3 ejes puede moverse en ejes X, Y y Z para crear formas 3D que son el modelo fundamental.

Equipos de mecanizado CNC de 4 ejes más desarrollados aportan un cuarto eje rotacional de movimientos alineados al eje X para dar lugar a la creación de piezas más complejas. Equipos de mecanizado de 5 y 6 ejes son accesibles, y esto hace incluso posible producir cualquier forma que venga a la mente en el centro de mecanizado. Ha habido un crecimiento significativo en el número de industrias usando fresado CNC de 5 ejes o mecanizado CNC de 5 ejes en la base del desarrollo de máquinas CNC de 5 ejes. La tasa de crecimiento anual de alrededor del 6% ha dejado a muchos preguntándose y queriendo saber más sobre este procedimiento.

Además del mecanizado de cinco ejes, como uno de los fabricantes que puede proporcionar diferentes tipos de opciones o soluciones de mecanizado, WayKen ha estado a la vanguardia de la innovación tecnológica. Si tiene alguna pregunta o necesidad sobre mecanizado de precisión de 5 ejes, no dude en contactarnos, o solicite una cotización.