Entender el Mecanizado CNC de 3, 4, 5 y 6 Ejes: Guía Completa

¡Esto es una máquina CNC de 3 ejes o de 5 ejes! Habrás oído a alguien decirlo. ¿Te has preguntado qué significa 3, 4 o 5 ejes en una máquina CNC?

Estás en el lugar correcto. En The Mechanical Post hoy discutimos los diferentes ejes de máquinas CNC.

Puedes descargar el PDF sobre Diferentes ejes de máquinas CNC al final. Artículo escrito por Peter Jacobs de CNCmasters.com (en el negocio desde 1990, así que aprendes de expertos). Más sobre el autor al final.

Introducción

El fresado es una de las técnicas más cruciales en mecanizado CNC de precisión, con aplicaciones desde componentes mecánicos y médicos hasta aeroespacial, óptico, automovilístico y más. Se emplean cortadores rotativos para remover material de una pieza. El proceso se ejecuta fijando la pieza en un ángulo respecto al eje de la herramienta.

Los ejes de la fresadora dictan el tipo de trabajo y áreas donde puede usarse en la pieza. Existen mecanizados de 3, 4, 5 y 6 ejes, con características únicas, diferencias y aplicaciones variables para distintos casos de uso.

Breve resumen de máquinas CNC de 3, 4, 5 y 6 ejes con sus definiciones:

Mecanizado de 3 Ejes

El mecanizado de 3 ejes implica que la pieza permanece quieta mientras la herramienta de corte recorre los tres ejes para fresar la pieza. Aplicaciones en geometría 2D y 2.5D.

Al operar solo en tres ejes, el proceso es relativamente simple y permite remover material en tres ejes: atrás-adelante, lado a lado, arriba-abajo.

Limitación: no puede diseñar características en ángulo al sistema de coordenadas X-Y-Z, aunque la característica sea planar.

Aplicaciones de máquina CNC de 3 ejes

• Operación automática/interactiva
• Taladrado de agujeros
• Fresado de ranuras
• Corte de bordes afilados

Mecanizado de 4 Ejes

El proceso de fresado de 4 ejes es similar al de 3 ejes: herramienta remueve material para construir forma y perfil necesarios. El mecanizado de 4 ejes es un proceso económicamente viable teóricamente posible en máquina de 3 ejes.

Sin embargo, con 4 ejes se fresa en un eje adicional además de los 3 de rotación. Una máquina CNC de 4 ejes trabaja en X, Y, Z, más otro eje de rotación alrededor del eje X, llamado eje A.

Mayormente, la pieza se rota para facilitar el corte alrededor del eje A. El fresado de 4 ejes se implementa cuando agujeros y recortes deben hacerse alrededor de un cilindro o lateral de una pieza.

Aplicaciones de máquina CNC de 4 ejes

• Grabado de superficies curvas
• Corte intermitente
• Corte continuo

Mecanizado de 5 Ejes

El mecanizado de 5 ejes cubre todos los ejes del de 4 ejes más otro eje rotacional.

Además de los 3 ejes tradicionales (X, Y, Z), hay 2 ejes de rotación: A y B. Así se obtienen los 5 ejes. Las fresadoras de 5 ejes entregan componentes precisos e intrincados para huesos artificiales, piezas de titanio, productos aeroespaciales, moldes de coche, piezas de petróleo/gas, arquitectónicos, médicos y militares.

Esta rotación multidimensional y movimiento de herramienta facilita precisión, acabado y velocidad sin precedentes en el eje B durante la construcción de una pieza.

Esta técnica entrega piezas intrincadas, críticas para aplicaciones de alto nivel como aeroespacial.

El mecanizado de 5 ejes ofrece opción de mecanizado en un solo paso (reduciendo lead time), mejor acceso a geometría de la pieza, y mejora vida de herramienta y eficiencia del proceso al tener la mesa inclinada para posición óptima de corte.

Beneficioso cuando se requiere gran grado de complejidad y precisión.

Aplicaciones de máquina CNC de 5 ejes

• Precisión de características
• Acabados de mayor calidad
• Mejora de productividad
• Corte de complejidades en componentes
• Mecanizado de formas complicadas

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Mecanizado de 6 Ejes

El proceso de 6 ejes es similar al de 5 ejes; sin embargo, presenta un eje rotacional adicional alrededor del eje Z que puede aumentar sustancialmente las velocidades vs configuraciones de 5 ejes.

Una máquina de 6 ejes puede convertir barras de metal en bruto en producto final torneando desde ambos extremos del fijador sin defectos en la pieza. El fresado de 6 ejes es solución eficiente, principalmente para componentes intrincados que demandan precisión inigualable.

Las máquinas CNC de 6 ejes facilitan tareas arduas como taladrar agujeros de varios diámetros y proporcionar diferentes velocidades y patrones de corte. La calidad del producto final de una máquina de 6 ejes es la mejor entre todas las CNC.

Se utilizan típicamente para mecanizado en volumen de acero, fundición, aluminio y materiales para modelismo.

Usan un cabezal de fresado de 3 ejes específico para permitir mecanizado CNC simultáneo de 6 ejes, reduciendo tiempos de producción en un 75% asombroso.

Aplicaciones de máquina CNC de 6 ejes

• Lograr la máxima precisión posible
• Velocidades rápidas y precisas
• Tiempo de proceso reducido
• Fabricar piezas con el mejor nivel de complejidad

Diferencia entre Mecanizado CNC de 3, 4, 5 y 6 Ejes

Mecanizado de 3, 4, 5 Ejes

La distinción fundamental radica en la complejidad del movimiento que tanto la herramienta como la pieza pueden realizar, relativas entre sí. Mayor complejidad de movimiento entre ambas partes, mayor complejidad en la geometría de la pieza final.

El número de ejes mide el tipo de trabajo posible, nivel de detalle en la pieza final, y ubicaciones de la pieza manipulables.

El tipo de máquina depende de tus requisitos, plazos y presupuesto. Piezas aeroespaciales exigen precisión inigualable → mecanizado de 5 ejes. Si solo necesitas taladrar agujeros, una máquina de 3 ejes basta.

Mecanizado de 6 Ejes

Este proceso entrega el máximo nivel de precisión en tiempo mínimo, reservado solo para procesos más complicados en diseño y complejidad.

Diferencias notables:

Velocidades Impresionantes

La fresadora CNC de 6 ejes entrega altas velocidades sin comprometer precisión. Además del eje extra de libertad, movimientos específicos de herramienta y transiciones son más fácilmente operables que en cualquier otro proceso.

Múltiples Operaciones en una Máquina

Las fresadoras de 6 ejes permiten fresado, planeado, taladrado y torneado en una sola máquina. Los centros solo modifican herramienta o sistema de control software para distintas operaciones.

Productividad Mejorada

Entregan mejores acabados superficiales y tasas de corte rápidas. También rendimiento de motor más suave y control, aceleración y desaceleración en curvas S mejorados. Video informativo de CNC Titans sobre ejes de mecanizado (*no patrocinado).

Palabras Finales

El mecanizado CNC es operativamente beneficioso en industrias manufactureras intensivas, con ventajas notables: control de calidad de producto mejorado, estandarización y mayor precisión.

Emplea tecnología CAD para automatizar corte y conformado de piezas. El número de ejes establece el tipo de movimiento alcanzable por esa máquina CNC específica.

Sobre el Autor: Peter Jacobs

Peter Jacobs es Director Senior de Marketing en CNC Masters. Participa activamente en procesos de fabricación y contribuye regularmente con sus conocimientos para diversos blogs sobre mecanizado CNC, impresión 3D, utillaje rápido, moldeo por inyección, fundición de metales y fabricación en general.