Entendendo Máquinas CNC de 4 Eixos: Benefícios e Comparação com Sistemas de 3 Eixos

Oficinas de usinagem contêm uma coleção diversificada de equipamentos para atender às necessidades de produção dos projetistas. Essa maquinaria pode ser usada em conjunto para criar um número ilimitado de formas únicas, tanto para peças simples quanto complexas.

Sem experiência em usinagem, no entanto, engenheiros de projeto podem não compreender as capacidades e limitações oferecidas por diferentes tipos de equipamentos de usinagem CNC. Isso pode introduzir ineficiências inesperadas na produção e aumentar os custos de fabricação.

Este artigo explica as diferenças entre dois tipos de máquinas de fresamento CNC, especificamente máquinas de fresamento CNC de 3 eixos e 4 eixos. A maior diferença entre essas máquinas é a capacidade de manipular as peças. As possibilidades de movimentos mais avançados significam mais capacidades.

Ao entender como o fresamento CNC de 4 eixos difere do fresamento de 3 eixos, os projetistas podem antecipar melhor quais equipamentos precisarão para fabricar peças de forma eficiente.

O que é Usinagem CNC de 3 Eixos?

A usinagem CNC quase sempre depende de um sistema de coordenadas cartesianas para definir seu posicionamento e movimentos. Isso significa um eixo x, eixo y e eixo z. O equipamento de fresamento mais básico no mercado é capaz de usinagem de 3 eixos ao longo desses eixos.

Isso significa movimento de translação, ou deslizamento, em apenas 3 direções: lado a lado, frente para trás e para cima ou para baixo. Definimos essas direções como eixo x, eixo y e eixo z, respectivamente.

Embora máquinas CNC de 3 eixos possam combinar movimento ao longo de diferentes eixos simultaneamente para criar formas curvas, elas têm capacidades um tanto limitadas. Peças com características em vários lados exigem reposicionamento e realinhamento manual entre operações, o que desacelera o processo. O reposicionamento de peças é simplificado e acelerado pelo uso de um dispositivo de fixação (jig) projetado separadamente, que também pode ser essencial para características como ranhuras angulares.

Características mais complexas que incorporam curvatura fora de um único plano xy podem nem ser possíveis em uma máquina de fresamento de 3 eixos. Por exemplo, ranhuras helicoidais ou os lóbulos de um eixo de comando. Isso significa que fresadoras CNC de 3 eixos são mais adequadas para operações simples, como furação de furos ou fresamento de ranhuras.

O que é Usinagem CNC de 4 Eixos?

Uma fresadora CNC de 4 eixos é capaz de todos os mesmos movimentos de uma máquina de fresamento de 3 eixos, mas adiciona um eixo rotativo adicional, conhecido como eixo A. Este 4º eixo está alinhado com o eixo x usado para movimento lateral. Isso significa que o eixo A permite que a peça gire para frente ou para trás da perspectiva do operador.

Enquanto a maioria das fresadoras de 3 eixos tem uma mesa "plana" para montar peças, máquinas CNC de 4 eixos usam um mandril, uma placa frontal ou um bloco de fixação tipo torre (tombstone). Mandris e placas frontais prendem uma peça individual lateralmente, que pode então ser girada para acesso de 360° a todos os lados. Torres (tombstones) seguram múltiplos componentes simultaneamente para produção em lote.

O eixo A é útil tanto com movimento contínuo para características arredondadas, quanto por indexação, que reposiciona e fixa a peça em um novo ângulo. De qualquer forma, o 4º eixo adiciona capacidades adicionais e melhora a eficiência em peças que precisam de usinagem em mais de uma face.

A Usinagem de 4 Eixos é Melhor?

Embora uma máquina CNC de 3 eixos possa ser tudo o que é necessário para pequenos trabalhos de usinagem simples, uma CNC de 4 eixos às vezes é preferida por três razões:

1. O 4º eixo adiciona a capacidade de usinar características mais complexas.
2. Ao usinar múltiplas faces, uma fresadora CNC de 4 eixos melhora a eficiência ao não exigir que os trabalhadores reposicionem e realinhem as peças.
3. Reposicionar peças em uma CNC de 3 eixos pode introduzir imprecisões e afetar a capacidade de atender às tolerâncias de projeto.

Também existem máquinas CNC de 5 eixos disponíveis para aumentar ainda mais a complexidade permitida de peças usinadas. A Gensun utiliza uma gama completa de equipamentos de usinagem de alta precisão para fabricar as peças que você precisa dentro de tolerâncias apertadas. Confira nossa página de serviços CNC para saber como podemos ajudar você a levar seu próximo projeto de produto ao mercado.