Mehrachsige CNC-Bearbeitung: Vorteile und Anwendungen

In diesem Abschnitt wird es dem Leser daher leicht fallen zu verstehen, was Multi-Achsen CNC-Bearbeitung ist, die Idee hinter dem Ansatz, einige Arten der mehrachsigen CNC-Bearbeitung, Unterschiede zwischen mehrachsiger und dreiachsiger Bearbeitung, Anwendungsbereiche der Mehrachsigkeit, typische Beispiele und häufig gestellte Fragen.

Mehrachsige CNC-Bearbeitung: Vorteile und Anwendungen

Was ist die mehrachsige CNC-Bearbeitung?

Die mehrachsige CNC-Bearbeitung wird als ein Zweig der computernumerischen Steuerung (CNC) betrachtet. Es ist möglich, Bewegungen in den drei kartesischen Koordinaten - X, Y und Z - und den beiden Rotationsbewegungen A und B durchzuführen. Daher können solche CNC-Maschinen wie die mehrachsige CNC 4 oder 5 oder mehr Achsen haben, die mehr Schnittkanten als die einfache 3-Achsen-CNC bieten. Durch die gleichzeitige oder sequentielle Bewegung der verschiedenen Achsen kann eine CNC-Maschine Werkzeug können anspruchsvolle Bearbeitungen wie z.B. skulpturale Stufen, aufwendige Taschen und komplizierte Innenkonturen erstellt werden, die mit den traditionellen dreiachsigen Bearbeitungstechniken fast unerreichbar sind.

Wie es funktioniert:

• Wir haben mehrachsige CNC-Maschinen entwickelt, die über computergesteuerte Motoren verfügen, die Bewegungen entlang von 3 linearen Achsen (X, Y, Z) sowie einer oder mehreren Rotationsachsen (typischerweise A und B) ausführen.
• Die CNC-Steuerungen koordinieren simultane oder sequenzielle Bewegungen entlang der verschiedenen Achsen auf der Grundlage eines programmierten Bearbeitungspfads.
• Dadurch kann das Schneidwerkzeug schwierige Winkel und Positionen erreichen, die mit einer einfachen 3-Achsen-Bewegung nicht möglich sind.

Arten von mehrachsigen Maschinen:

• 4-Achsen-CNC - Fügt eine Drehachse (typischerweise die A-Achse) zu den vorhandenen 3 linearen Achsen für schräge Fräs-/Bohrarbeiten hinzu
• 5-Achsen-CNC - Verfügt über zwei Drehachsen (in der Regel eine A- und eine B-Achse) zusätzlich zu den linearen Bewegungen X, Y, Z. Bietet vollständige 3D-Konturbearbeitungsmöglichkeiten.
• Horizontale Bearbeitungszentren - Lineare X-, Y-, Z-Achsen mit Rundtischen für komplexe Teile wie Laufräder oder Turbinenschaufeln
• Maschinen mit mehreren Paletten - Die automatische Lagerung und Entnahme von mehreren Werkstückpaletten ermöglicht die Bearbeitung großer Mengen ohne Licht.

Zusammengefasst, Auswirkungen der CNC-Bearbeitung nutzen koordinierte Bewegungen entlang von 3 linearen und rotierenden Achsen, die von einem CNC-System angetrieben werden, um eine fortschrittliche 3D-Konturbearbeitung zu ermöglichen.

Vorteile der mehrachsigen CNC-Bearbeitung

Im Folgenden werden wir einige Vorteile der mehrachsigen CNC-Bearbeitung gegenüber den herkömmlichen dreiachsigen Bearbeitungen erörtern. Zusätzliche Rotationsachsen sind von Vorteil, weil sie engere Toleranzen und eine höhere Genauigkeit des bearbeiteten Teils ermöglichen. Die heutigen mehrachsigen Maschinen können so viele Bearbeitungen durchführen, dass es möglich ist, alle notwendigen Bearbeitungen an einem Werkstück mit einer einzigen Maschine durchzuführen.

Dies trägt zu einer höheren Produktionsleistung bei, da die Zeit zwischen den einzelnen Arbeitsgängen minimiert wird und die Bearbeitung komplizierter Komponenten in einem Arbeitsgang möglich ist. Das entscheidende Merkmal der mehrachsigen CNC-Bearbeitung ist ihre Fähigkeit, komplexe 3D-Geometrien, Innenkonturen und skulpturale Formen zu schneiden, die auf Standardmaschinen unmöglich wären. 5-Achsen-CNC-Maschinen. Die koordinierten Mehrflächenschnitte führen auch zu einer besseren Oberflächenqualität im Vergleich zur stückweisen Bearbeitung mit separaten Aufbauten. Insgesamt bietet die mehrachsige CNC-Bearbeitung mehr Präzision, Flexibilität, Effizienz und Oberflächengüte für die moderne Fertigung.

Industrien, die mehrachsige Bearbeitung verwenden

Die mehrachsige CNC-Bearbeitung wird bereits in zahlreichen großen Branchen eingesetzt, da sie die Herstellung komplizierter Teile in kurzer Zeit ermöglicht. Die mehrachsige CNC-Bearbeitung spielt in der Luft- und Raumfahrtindustrie eine entscheidende Rolle bei der Herstellung wichtiger Komponenten wie Triebwerke und Strukturteile mit internen Durchgängen. Sie hat den Herstellern von Automobilteilen geholfen, Zylinderköpfe, Getriebegehäuse und fast alle anderen Automobilkomponenten mit kompakten und komplexen Merkmalen durch mehrachsige Bearbeitung herzustellen.

In der Medizintechnik wird die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung wegen der hohen Präzision eingesetzt, die für Implantate, chirurgische Instrumente und andere empfindliche Komponenten erforderlich ist. Darüber hinaus setzen Werkzeug- und Formenbauer die Mehrachsentechnologie in großem Umfang für den Formen- und Vorrichtungsbau ein.

3-Achsen vs. 5-Achsen-Bearbeitung

Bei der 3-Achsen-Bearbeitung erfolgt die Bewegung entlang der horizontalen X-Achse, der vertikalen Y-Achse und der Tiefen-Z-Achse. Dies ermöglicht einfache Profile, beschränkt aber die Arbeit auf flache Oberflächen. Die 3-Achsen-CNC eignet sich hervorragend für 2,5D-Teile und ist für Branchen wie die Produktionsbearbeitung gut geeignet.

Bei der 5-Achsen-Bearbeitung kommen zwei Drehachsen hinzu, in der Regel eine A-Achse und eine B-Achse, um eine vollständige 3D-Bewegung zu ermöglichen. Durch Kippen und Schwenken des Schneidwerkzeugs ermöglicht die mehrachsige CNC-Bearbeitung komplexe gekrümmte und winklige Profile auf mehrschichtigen Oberflächen wie Formen, Gesenken und Luft- und Raumfahrtkomponenten.

Die 5-Achs-Bearbeitung maximiert zwar die Vielseitigkeit und Oberflächenqualität, aber die Einrichtung ist komplexer. Maßgeschneiderte CNC-Bearbeitungsdienstleistungen Die 5-Achse ist ideal für die Luft- und Raumfahrt, Turbinen und Formenbau, wo komplexe Geometrien erforderlich sind, während die 3-Achse die Anforderungen der Standardteileproduktion erfüllt.

Anwendungen der mehrachsigen Bearbeitung

Die mehrachsige CNC-Bearbeitung ist im Flugzeugbau von entscheidender Bedeutung, da sie die Herstellung von Komponenten mit komplizierten inneren Kanälen und Konturen ermöglicht, die für eine optimale Leistung erforderlich sind. Von Triebwerksteilen bis hin zu Flügelbaugruppen ermöglicht die 5-Achsen-Bearbeitung die Bearbeitung komplexer Komponenten für die Luft- und Raumfahrt in einer einzigen Aufspannung.

In der Automobilindustrie wird die mehrachsige Technologie zur Herstellung von Zylinderköpfen, Getrieben und anderen hochpräzisen Teilen mit fortschrittlichen Geometrien eingesetzt. Medizinische Implantate wie Gelenkersatz erfordern ebenfalls 5-Achsen, um Gerüste und Schnittstellen zu schneiden, die die Biokompatibilität.

Der Werkzeug- und Formenbau ist in hohem Maße auf Mehrachsen angewiesen, um Kühlmittellinien, eng tolerierte Oberflächen und komplizierte Texturen zu bearbeiten. Elektronikteile wie Gehäuse und Steckverbinder werden mit 5-Achsen hergestellt, um kleine interne Merkmale und enge Räume effizient zu bearbeiten. Weitere Anwendungen sind Turbinenschaufeln, Hydraulikkomponenten und Glasfaseranschlüsse.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die mehrachsige CNC-Bearbeitung die moderne Fertigung revolutioniert hat, indem sie die präzise Herstellung hochkomplexer Komponenten und Geometrien ermöglicht. Die zusätzlichen Rotationsachsen von 4- und 5-Achsen-Maschinen bieten ein neues Maß an Flexibilität und Bearbeitungsmöglichkeiten im Vergleich zu herkömmlichen 3-Achsen-Systemen. Diese Spitzentechnologie ermöglicht es Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Medizintechnik und der Elektronik, die Grenzen des Designs und der Technik zu erweitern.

Da die Anforderungen an die Präzision bei anspruchsvollen modernen Designs immer höher werden, stellt die mehrachsige CNC-Bearbeitung sicher, dass die Hersteller selbst die kompliziertesten 3D-Konturen innerhalb enger Toleranzen effizient bearbeiten können. Dies verbessert die Qualität und Produktivität und senkt gleichzeitig die Herstellungskosten. In Zukunft wird die mehrachsige Bearbeitung als strategische Technologie, die Innovationen vorantreibt, noch mehr an Bedeutung gewinnen.

Bereiche wie die 5-Achsen-Simultanbearbeitung versprechen eine weitere Maximierung der Bearbeitungseffizienz und Oberflächenqualität. Da die mehrachsige Bearbeitung immer mehr Industriezweige durchdringt, wird sie auch in Zukunft entscheidend sein, um auf dem sich schnell entwickelnden globalen Markt durch eine optimierte Produktion hochwertiger, komplexer Teile zu bestehen.

FAQs

Was ist der Unterschied zwischen 4-Achs- und 5-Achs-Bearbeitung?

Bei der 4-Achse kommt eine Rotationsachse (A-Achse) zum Kippen/Schwenken des Schneidwerkzeugs hinzu. Die 5-Achse hat zwei Drehachsen (A und B) für eine vollständige 3D-Bewegung.

Sind mehrachsige Maschinen schwer zu programmieren?

Die Programmierung ist komplexer als die 3-Achsen-Programmierung, aber die Fortschritte in der CAM-Software haben den Prozess vereinfacht. Postprozessoren erzeugen optimierte Werkzeugwege.

Können mehrachsige Maschinen Gewinde schneiden?

Ja, sie können mit Wendeschneidplatten oder Vollhartmetall-Gewindewerkzeugen problemlos Innen- und Außengewinde auf komplexen Konturen schneiden.

Benötigen sie spezielle Werkzeuge?

Mehrachsen-kompatible Werkzeuge wie Kugelkopf-/Torus-/Kegelstirn-/Schulterfräser sind üblich. Mit der richtigen Geometrie funktionieren auch Standardwerkzeughalter und -einsätze.

Sind mehrachsige Maschinen teuer?

Die Kosten hängen von der Größe der Maschine und der Anzahl der Achsen ab, aber sie bieten eine höhere Produktivität für komplexe Teile und sind im Vergleich zur 3-Achsen-Bearbeitung mit mehreren Aufspannungen auf lange Sicht günstiger.