La sélection du bon type de machine dans l'usinage CNC multi-axes est parmi les décisions les plus cruciales. Il détermine les capacités globales du processus, les conceptions possibles et les coûts globaux. L'usinage CNC à 4 axes 3 axes vs à 5 axes est un débat populaire et la bonne réponse dépend des exigences du projet.
Ce guide examinera les bases de l'usinage CNC multi-axe et comparera l'usinage CNC à 3 axes, 4 axes et 5 axes pour aider à faire le bon choix.
Introduction à l'usinage à 3 axes
La broche se déplace linéairement dans les directions X, Y et Z et la pièce a besoin de luminaires qui le maintiennent dans un seul plan. L'option de fonctionner sur plusieurs plans est possible dans les machines modernes. Mais ils nécessitent des luminaires spéciaux qui sont légèrement chers à faire et à consommer beaucoup de temps également.
Il existe cependant quelques limites à ce que les CNC à 3 axes peuvent également faire. De nombreuses fonctionnalités sont soit économiquement non viables, malgré les prix relatifs des CNC à 3 axes, soit tout simplement impossible. Par exemple, les machines à 3 axes ne peuvent pas créer de fonctionnalités inclinées ou tout ce qui se trouve sur le système de coordonnées XYZ.
Au contraire, les machines à 3 axes peuvent créer des fonctionnalités de contre-dépouille. Cependant, ils ont besoin de plusieurs pré-requites et de coupeurs spéciaux comme des tailles T et des fraises d'aronde. Répondre à ces exigences peut parfois monter en flèche les prix et parfois il devient plus viable d'opter pour une solution de fraisage CNC à 4 axes ou 5 axes.
Introduction à l'usinage à 4 axes
L'usinage à 4 axes est plus avancé que ses homologues à 3 axes. En plus du mouvement de l'outil de coupe dans les plans XYZ, ils permettent également à la pièce de tourner sur l'axe Z. Cela signifie que le fraisage à 4 axes peut fonctionner sur jusqu'à 4 côtés sans aucune exigence spéciale comme des accessoires uniques ou des outils de coupe.
Comme indiqué précédemment, l'axe supplémentaire sur ces machines les rend plus viables économiquement dans certains cas où les machines à 3 axes peuvent faire le travail, mais avec des exigences spéciales. Le coût supplémentaire nécessaire pour fabriquer les bons luminaires et les bons outils de coupe sur les 3 axes dépassent la différence de coût globale entre les machines à 4 axes et à 3 axes. En faisant ainsi un choix plus viable pour certains projets.
De plus, un autre aspect important du fraisage à 4 axes est la qualité globale. Étant donné que ces machines peuvent fonctionner sur 4 côtés à la fois, le repositionnement de la pièce sur les luminaires n'est pas nécessaire. Minimisant ainsi les chances d'erreur humaine et améliorant la précision globale.
Aujourd'hui, il existe deux types d'usinage CNC à 4 axes; continu et indexation.
L'usinage continu permet à l'outil de coupe et à la pièce de se déplacer en même temps. Cela signifie que la machine peut couper du matériau pendant qu'elle tourne. Rendant ainsi des arcs et des formes complexes comme des hélices très simples à machines.
L'usinage d'indexation, en revanche, fonctionne en étapes. L'outil de coupe s'arrête une fois que la pièce commence à tourner autour du plan Z. Cela signifie que les machines d'indexation n'ont pas les mêmes capacités car elles ne peuvent pas créer des arcs et des formes complexes. Le seul avantage est le fait que la pièce peut désormais être usinée sur 4 côtés différents sans avoir besoin de luminaires spéciaux essentiels dans une machine à 3 axes.
Introduction à l'usinage à 5 axes
L'usinage à 5 axes va des choses un peu plus loin et permet la rotation sur deux plans. Cette rotation multi-axe ainsi que la capacité de l'outil de coupe à se déplacer dans trois directions sont les deux qualités intégrales qui permettent à ces machines de gérer les travaux les plus complexes.
Il existe deux types d'usinage CNC à 5 axes disponibles sur le marché. Usinage 3 + 2 axes et usinage continu à 5 axes. Les deux fonctionnent dans tous les plans, mais le premier a les mêmes limitations et le même principe de travail qu'une machine d'indexation à 4 axes.
L'usinage CNC à 3 + 2 axe permet à la rotation d'être indépendante les unes des autres mais restreint l'utilisation des deux plans de coordonnées en même temps. Contrairement, l'usinage continu à 5 axes ne vient pas avec de telles restrictions. Permettant ainsi un contrôle supérieur et la capacité de machine à la machine des géométries les plus complexes.
Différences principales entre l'usinage CNC de 3, 4, 5 axes
Comprendre les complexités et les limites du type d'usinage CNC fait partie intégrante d'assurer le meilleur équilibre entre le coût, le temps et la qualité du processus.
Comme indiqué précédemment, de nombreux projets seraient plus chers sur un broyage par ailleurs économique à 3 axes en raison des subtilités liées aux luminaires et aux processus. De même, le simple fait d'opter pour un broyage à 5 axes pour chaque projet serait synonyme de combat aux cafards avec une mitrailleuse. Cela ne semble pas efficace, non?
C'est précisément la raison pour laquelle il est essentiel de comprendre les principales différences entre l'usinage à 3 axes, 4 axes et 5 axes. Cela peut garantir que le meilleur type de machine est sélectionné pour un projet particulier sans aucun compromis sur les paramètres de qualité essentiels.
Voici les 5 principales différences entre les types d'usinage CNC.
Principe de travail
Le principe de travail de tous les usinages CNC est le même. L'outil de coupe guidé par un ordinateur tourne autour de la pièce pour supprimer le matériau. De plus, toutes les machines CNC utilisent des codes M ou des codes G pour déchiffrer le mouvement de l'outil par rapport à la pièce.
La différence intervient dans la capacité supplémentaire de tourner sur différents plans. Le broyage CNC à 4 axes et 5 axes permettent une rotation de différentes coordonnées et cette qualité entraîne la création de formes plus complexes avec une facilité relative.
Précision et précision
L'usinage CNC est connu pour sa précision et ses faibles tolérances. Cependant, le type de CNC affecte les tolérances finales du produit. Le CNC à 3 axes, bien que très précis, aura plus de chances d'erreurs aléatoires en raison du repositionnement cohérent de la pièce. Pour la plupart des applications, cette marge d'erreur est négligeable. Cependant, pour les applications sensibles relatives aux applications aérospatiales et automobiles, même la plus petite déviation peut entraîner des problèmes.
L'usinage CNC à 4 axes et 5 axes n'a pas ce problème car ils n'ont pas besoin de repositionnement. Ils permettent de couper plusieurs plans sur un seul luminaire. En outre, il est important de noter qu'il s'agit de la seule source d'écart dans la qualité de l'usinage à 3 axes. En dehors de cela, la qualité globale en termes de précision et de précision reste la même.
Applications
Plutôt que l'application à l'échelle de l'industrie, les différences dans le type de CNC concernent la nature du produit. Par exemple, la différence entre les produits de fraisage à 3 axes, à 4 axes et à 5 axes sera basée sur la complexité globale de la conception plutôt que sur l'industrie elle-même.
Une partie simple pour le secteur aérospatial peut être développée sur une machine à 3 axes tandis que quelque chose de complexe pour tout autre secteur peut nécessiter l'utilisation d'une machine à 4 axes ou 5 axes.
Frais
Les coûts sont parmi les principales différences entre 3, 4 et le fraisage CNC à 5 axes. Les machines à 3 axes sont naturellement plus économiques à acheter et à maintenir. Cependant, les dépenses de leur utilisation dépendent de facteurs tels que les luminaires et la disponibilité des opérateurs. Bien que les dépenses engagées sur les opérateurs restent les mêmes dans le cas des machines à 4 axes et 5 axes, les appareils prennent toujours une partie importante des dépenses.
D'un autre côté, l'usinage à 4 et 5 axes est plus avancé technologiquement et a de meilleures fonctionnalités. Par conséquent, ils sont naturellement chers. Cependant, ils apportent beaucoup de capacités à la table et sont un choix viable dans de nombreux cas uniques. L'un d'eux a déjà été discuté avant où un design est théoriquement possible avec une machine à 3 axes aurait besoin de beaucoup de luminaires personnalisés. Augmentant ainsi les coûts globaux et faisant de l'usinage à 4 axes ou 5 axes une option plus viable.
Délai de mise en œuvre
En ce qui concerne les délais globaux, les machines continues à 5 axes fournissent les meilleurs résultats globaux. Ils peuvent traiter même les formes les plus complexes dans les plus brefs délais en raison d'un manque d'arrêt et d'usinage en un seul pas.
Les machines continues à 4 axes viennent après cela, car elles permettent la rotation dans un seul axe et ne peuvent gérer que les caractéristiques angulaires planes en une seule fois.
Enfin, les machines CNC à 3 axes ont le plus de temps le plus long car la coupe a lieu par étapes. De plus, les limites des machines à 3 axes signifient qu'il y aura beaucoup de repositionnement de la pièce, ce qui entraînerait une augmentation des délais globaux de tout projet.
3 axe vs 4 axes vs broyage à 5 axes, quel est le meilleur?
Dans la fabrication, il n'y a pas de méthode absolument meilleure ou d'une solution unique. Le bon choix dépend des subtilités du projet, du budget global, du temps et des exigences de qualité.
Axis 3 vs 4 axes vs 5 axes, tous ont leurs mérites et leurs démérites. Naturellement, les 5 axes peuvent créer des géométries 3D plus complexes, tandis que les 3 axes peuvent produire rapidement et régulièrement des pièces plus simples.
Pour résumer, il n'y a pas de réponse à la question de savoir laquelle est le meilleur choix. Toute méthode d'usinage qui offre l'équilibre parfait entre le coût, le temps et les résultats serait un choix idéal pour un projet particulier.
Lire la suite: CNC Milling vs CNC Turning: qui est juste de choisir
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Conclusion
Les CNC de 3, 4 et 5 axes sont différents et chaque type est livré avec sa force ou ses faiblesses. Le bon choix, cependant, se résume aux exigences uniques d'un projet et à ses demandes. Il n'y a pas de bon choix dans la fabrication. L'approche correcte consiste à trouver la combinaison la plus optimale de qualité, de coût et de temps. Quelque chose que les trois types de CNC peuvent livrer en fonction des exigences d'un projet particulier.
Heure du poste: novembre 29-2023