La selección del tipo correcto de máquina en el mecanizado CNC de múltiples ejes se encuentra entre las decisiones más cruciales. Determina las capacidades generales del proceso, los diseños posibles y los costos generales. El mecanizado CNC de 3 ejes vs 4 ejes vs 5 ejes es un debate popular y la respuesta correcta depende de los requisitos del proyecto.
Esta guía analizará los conceptos básicos del mecanizado CNC de múltiples eje y comparará el mecanizado CNC de 3 ejes, 4 ejes y 5 ejes para ayudar a tomar la decisión correcta.
Introducción al mecanizado de 3 ejes
El huso se mueve linealmente en direcciones X, Y y Z y la pieza de trabajo necesita accesorios que lo sujeten en un plano. La opción de operar en múltiples aviones es posible en máquinas modernas. Pero requieren accesorios especiales que sean ligeramente caros de hacer y consuman mucho tiempo también.
Sin embargo, existen algunas limitaciones para lo que los CNC de 3 ejes también pueden hacer. Muchas características son económicamente inviables, a pesar de los precios relativos de los CNC de 3 ejes, o son simplemente imposibles. Por ejemplo, las máquinas de 3 ejes no pueden crear características en ángulo o cualquier cosa que esté en el sistema de coordenadas XYZ.
Por el contrario, las máquinas de 3 ejes pueden crear características subterráneas. Sin embargo, necesitan varios solicitantes y cortadores especiales como la lotera T y los cortadores de cola de doblete. Cumplir estos requisitos a veces puede disparar los precios y, a veces, se vuelve más viable optar por una solución de fresado CNC de 4 ejes o 5 ejes.
Introducción al mecanizado de 4 ejes
El mecanizado de 4 ejes es más avanzado que sus contrapartes de 3 ejes. Además del movimiento de la herramienta de corte en los planos XYZ, permiten que la pieza de trabajo gire también en el eje z. Hacerlo significa que la fresación de 4 ejes puede funcionar en hasta 4 lados sin ningún requisito especial como accesorios únicos o herramientas de corte.
Como se indicó anteriormente, el eje adicional en estas máquinas las hace más económicamente viables para algunos casos en los que las máquinas de 3 ejes pueden hacer el trabajo, pero con requisitos especiales. El costo adicional necesario para hacer los accesorios correctos y las herramientas de corte en 3 eje exceden la diferencia de costo total entre las máquinas de 4 ejes y 3 ejes. Convirtiéndolos en una opción más viable para algunos proyectos.
Además, otro aspecto importante de la fresación de 4 ejes es la calidad general. Dado que estas máquinas pueden funcionar en 4 lados a la vez, no se necesita reposicionar la pieza de trabajo en los accesorios. Minimizando así las posibilidades de error humano y mejorando la precisión general.
Hoy, hay dos tipos de mecanizado CNC de 4 ejes; continuo e indexación.
El mecanizado continuo permite que la herramienta de corte y la pieza de trabajo se muevan al mismo tiempo. Esto significa que la máquina puede cortar material mientras gira. Haciendo que los arcos y formas complejos como hélices sean muy simples de la máquina.
El mecanizado de indexación, por otro lado, funciona en etapas. La herramienta de corte se detiene una vez que la pieza de trabajo comienza a girar alrededor del plano Z. Esto significa que las máquinas de indexación no tienen las mismas capacidades porque no pueden crear arcos y formas complejas. El único beneficio es el hecho de que la pieza de trabajo ahora se puede mecanizar en 4 lados diferentes sin necesidad de accesorios especiales que sean esenciales en una máquina de 3 ejes.
Introducción al mecanizado de 5 ejes
El mecanizado de 5 ejes lleva las cosas un paso más allá y permite la rotación en dos planos. Esta rotación de múltiples eje junto con la capacidad de la herramienta de corte para moverse en tres direcciones son las dos cualidades integrales que hacen posible que estas máquinas manejen los trabajos más complejos.
Hay dos tipos de mecanizado CNC de 5 ejes disponibles en el mercado. Mecanizado de 3+2 ejes y mecanizado continuo de 5 ejes. Ambos operan en todos los planos, pero el primero tiene las mismas limitaciones y el principio de trabajo que una máquina de 4 ejes de indexación.
El mecanizado CNC del eje 3+2 permite que la rotación sea independiente entre sí, pero restringe el uso de ambos planos coordinados al mismo tiempo. Por el contrario, el mecanizado continuo de 5 eje no viene con tales restricciones. Permitiendo así un control superior y la capacidad de mecanizar convenientemente las geometrías más complejas.
Diferencias principales entre 3, 4, 5 eje CNC Mecanizado
Comprender las complejidades y limitaciones del tipo de mecanizado CNC es esencial para garantizar el mejor equilibrio entre el costo, el tiempo y la calidad del proceso.
Como se indicó anteriormente, numerosos proyectos serían más caros en una molienda económica de 3 ejes debido a las complejidades relacionadas con accesorios y procesos. Del mismo modo, simplemente optar por una fresación de 5 ejes para cada proyecto sería sinónimo de combatir cucarachas con una ametralladora. No suena efectivo, ¿verdad?
Esa es precisamente la razón por la cual es esencial comprender las principales diferencias entre el mecanizado de 3 ejes, 4 ejes y 5 ejes. Hacerlo puede garantizar que se seleccione el mejor tipo de máquina para cualquier proyecto en particular sin ningún compromiso en los parámetros de calidad esenciales.
Aquí están las 5 diferencias principales entre los tipos de mecanizado CNC.
Principio de trabajo
El principio de funcionamiento de todo el mecanizado CNC es el mismo. La herramienta de corte guiada por una computadora gira en torno a la pieza de trabajo para eliminar el material. Además, todas las máquinas CNC usan códigos M o códigos G para descifrar el movimiento de la herramienta en relación con la pieza de trabajo.
La diferencia viene en la capacidad adicional de rotar sobre diferentes planos. Tanto la fresado CNC de 4 ejes y 5 ejes permiten la rotación sobre diferentes coordenadas y esta calidad da como resultado la creación de formas más complejas con relativa facilidad.
Precisión y precisión
El mecanizado CNC es conocido por su precisión y bajas tolerancias. Sin embargo, el tipo de CNC afecta las tolerancias finales del producto. CNC de 3 ejes, aunque muy preciso, tendrá más posibilidades de errores aleatorios debido al reposicionamiento constante de la pieza de trabajo. Para la mayoría de las aplicaciones, este margen de error es insignificante. Sin embargo, para aplicaciones sensibles relacionadas con aplicaciones aeroespaciales y de automóviles, incluso la desviación más pequeña puede causar problemas.
Tanto el mecanizado CNC de 4 ejes y 5 ejes no tienen ese problema, ya que no necesitan ningún reposicionamiento. Permiten cortar en múltiples aviones en un solo accesorio. Además, es importante tener en cuenta que esta es la única fuente de discrepancia en la calidad del mecanizado de 3 ejes. Además de esto, la calidad general en términos de precisión y precisión sigue siendo la misma.
Aplicaciones
En lugar de la aplicación en toda la industria, las diferencias en el tipo de CNC pertenecen a la naturaleza del producto. Por ejemplo, la diferencia entre los productos de fresado de 3 ejes, 4 ejes y 5 ejes se basará en la complejidad general del diseño en lugar de la industria misma.
Se puede desarrollar una parte simple para el sector aeroespacial en una máquina de 3 ejes, mientras que algo complejo para cualquier otro sector puede requerir el uso de una máquina de 4 ejes o 5 ejes.
Costo
Los costos se encuentran entre las principales diferencias entre la fresado CNC de 3, 4 y 5 ejes. Las máquinas de 3 ejes son naturalmente más económicas de comprar y mantener. Sin embargo, los gastos de usarlos dependen de factores como los accesorios y la disponibilidad de los operadores. Si bien los gastos incurridos en los operadores siguen siendo los mismos en el caso de las máquinas de 4 ejes y 5 ejes, los accesorios aún ocupan una parte significativa de los gastos.
Por otro lado, el mecanizado de 4 y 5 ejes son más avanzados tecnológicamente y tienen mejores características. Por lo tanto, son naturalmente caros. Sin embargo, aportan muchas capacidades a la mesa y son una opción viable en muchos casos únicos. Uno de ellos ya se ha discutido antes cuando un diseño teóricamente posible con una máquina de 3 ejes necesitaría muchos accesorios personalizados. Aumentando así los costos generales y hacer que el mecanizado de 4 ejes o 5 ejes sea una opción más viable.
Tiempo de entrega
Cuando se trata de los tiempos de entrega generales, las máquinas continuas de 5 ejes proporcionan los mejores resultados generales. Pueden procesar incluso las formas más complejas en el menor tiempo debido a la falta de paradas y el mecanizado de un solo paso.
Las máquinas continuas de 4 ejes vienen después de eso, ya que permiten la rotación en un eje y solo pueden manejar las características angulares planas de una vez.
Finalmente, las máquinas CNC de 3 ejes tienen el tiempo de entrega más largo porque el corte tiene lugar en las etapas. Además, las limitaciones de las máquinas de 3 ejes significan que habrá mucho reposicionamiento de la pieza de trabajo, lo que daría como resultado un aumento en los tiempos de entrega generales para cualquier proyecto.
3 eje vs 4 eje vs fresado de 5 eje, ¿cuál es mejor?
En la fabricación, no existe un método absolutamente mejor o una solución única para todos. La elección correcta depende de las complejidades del proyecto, el presupuesto general, el tiempo y los requisitos de calidad.
3 eje vs 4 ejes vs 5 eje, todos tienen sus méritos y deméritos. Naturalmente, el 5 eje puede crear geometrías 3D más complejas, mientras que el 3 eje puede producir de manera rápida y consistente piezas más simples.
En resumen, no hay respuesta a la pregunta de cuál es la mejor opción. Cualquier método de mecanizado que ofrece el equilibrio perfecto entre costo, tiempo y resultados sería una opción ideal para un proyecto en particular.
Leer más: CNC Freshing vs CNC Turning: Lo cual es correcto para elegir
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Conclusión
Los CNC de 3, 4 y 5 ejes son diferentes y cada tipo viene con su fuerza o debilidades. La elección correcta, sin embargo, se reduce a los requisitos únicos de un proyecto y sus demandas. No hay una elección correcta en la fabricación. El enfoque correcto es encontrar la combinación más óptima de calidad, costo y tiempo. Algo que los tres tipos de CNC pueden entregar según los requisitos de un proyecto en particular.
Tiempo de publicación: Nov-29-2023