O que é usinagem CNC de 5 eixos?

Na manufatura subtrativa, é muito importante escolher a melhor máquina para sua necessidade específica de produção. Desde a seleção de materiais até geometrias, tempos de configuração e muito mais, a máquina certa pode levar a uma maior eficiência de produção e economia de custos. Na indústria médica, peças que exigem altas tolerâncias e podem ser compostas por geometrias complexas geralmente usam usinagem cnc de 5 eixos. Isso reduz o número de configurações de peças complexas necessárias ao usinar vários eixos em seus respectivos datums.

Os Eixos na Usinagem CNC

Usinagem CNC de 5 eixos são caminhos que as peças ou ferramentas podem percorrer simultaneamente. Os eixos principais:X, Y e Z, fazem parte do Sistema de Coordenadas Cartesianas básico proposto pela primeira vez pelo matemático e filósofo René Descartes nos anos 1500. Isso é usado para descrever o espaço tridimensional e pode ser representado como três linhas perpendiculares indo em direções diferentes. Os três eixos se cruzam em um ponto no centro chamado origem, que é usado como ponto de referência para medir o comprimento ao longo de cada eixo.

Os dois últimos eixos, A e B, são mais difíceis de entender. Esses dois eixos giram em torno dos eixos principais X e Y e podem ser vistos como a parte do objeto que se move para baixo nos eixos principais. O eixo adicional chamado C que gira em torno do eixo Z também existe, mas geralmente não é usado em processos de usinagem CNC.

Qual ​​a capacidade das máquinas CNC de 5 eixos?

Uma máquina CNC de 5 eixos produz resultados muito precisos. Essas máquinas CNC avançadas são capazes de criar peças complexas de alumínio, aço, latão e polímeros. E tudo isso é feito usando cinco tipos de movimentos distintos em relação à peça de trabalho. Por exemplo, tarugos de alumínio usinados ao longo dos eixos X, Y e Z, além de dois movimentos rotacionais da peça de trabalho. Esses movimentos adicionais proporcionam maior flexibilidade e precisão. Isso não é possível com máquinas tradicionais de 3 eixos. A usinagem de 5 eixos pode produzir peças altamente complexas e aerodinâmicas, esse tipo de usinagem tem sido usado para produzir trens de pouso, anteparas e muito mais.

A remoção de material pesado, ou redução de peso, é uma técnica comum em design aeroespacial e automotivo. O peso leve aumentou a demanda por usinagem de 5 eixos. E está crescendo em demanda dentro dessas indústrias, bem como em outras. A usinagem de 3 eixos pode remover facilmente o peso durante o processo de desbaste, mas essa tecnologia não pode fornecer o acabamento limpo necessário para peças específicas que exigem alta precisão e configurações mínimas de peças.

O tempo de ciclo reduzido é outra grande vantagem para usinagem CNC de 5 eixos versus usinagem CNC de 3 ou 4 eixos e usinagem 2D. Uma máquina CNC de 5 eixos tem a capacidade de manipular formas complexas em uma configuração. Menos configurações equivalem à diminuição do potencial de problemas de tolerância entre cada referência de peça. Se você reduzir o número de configurações, os prazos de entrega serão reduzidos. Portanto, pequenas tiragens de peças podem passar rapidamente pelo processo de produção e a capacidade de resposta do cliente é aumentada. Ao minimizar o movimento de peças nos equipamentos de trabalho, em média, 40 minutos por peça podem ser poupados. Para prototipagem e produção em pequenos lotes, essa economia de tempo representa uma economia significativa de custos. Com uma única configuração, a máquina de 5 eixos é capaz de usinar materiais e criar 360 graus de liberdade para usinar dentro de cada eixo.

As reduções de luminárias e jogging

As máquinas de 5 eixos podem usinar essencialmente todas as superfícies. Isso ajuda a reduzir a necessidade de várias configurações ou gabaritos e acessórios especiais. Devido à amplitude de movimento de seu cabeçote de corte e eixos rotacionais extras, essas máquinas podem atingir 5 lados de uma peça. Isso significa que haverá menos necessidade de reinstalação e menos configurações desnecessárias. Isso não apenas economiza tempo de ciclo, mas também economiza dinheiro e erros do operador. Além disso, com várias configurações, sempre existe a possibilidade de alinhamento incorreto cada vez que a peça é movida.

Máquina de 5 eixos ajuda a reduzir o custo de mão de obra por peça

Ao optar por uma máquina de 5 eixos, pode-se eliminar o desperdício de tempo e o consequente custo que acontecia cada vez que o operador da máquina toca uma peça. Ao reduzir o tempo necessário para reinstalar a peça, os custos de mão de obra também são reduzidos. Ou seja, quanto menos tempo um operador precisar tocar em uma peça, menor será o custo.

Benefícios de escolher um sistema de usinagem CNC de 5 eixos

Os sistemas avançados são considerados superiores às máquinas tradicionais de 3 eixos e sua popularidade continua a crescer a cada ano. Os eixos A e B adicionais expandem um número infinito de capacidades de fabricação. A cabeça de corte e as ferramentas podem agora aproximar-se da peça de trabalho de quase todas as posições possíveis. Isso garante uma usinagem fácil sem exigir o reposicionamento de todo o sistema. Isso não é possível em máquinas com menos de cinco eixos, a menos que a peça seja reposicionada.

Além disso, ocorre menos manuseio de material com o produto devido à redução na quantidade de reposicionamento necessária. Isso leva a economia de tempo e redução de erros humanos, bem como custos de produção. As peças complexas agora podem ser criadas usando os eixos adicionais, e os trabalhos que exigem apenas três eixos podem ser concluídos mais rapidamente usando uma máquina de 5 eixos. Isso ocorre porque a ferramenta de corte permanece tangencial à superfície de corte, que por sua vez remove mais material em cada passagem.

Outro benefício deste processo é um acabamento superficial melhorado. Isso porque ter diferentes orientações das peças permite que o produto se aproxime da ferramenta de corte. Isso leva a menos vibração da ferramenta e a um acabamento superficial liso em geral. Um software de projeto como o PowerMill da Autodesk pode ajudar a concluir esse processo, oferecendo uma vasta biblioteca de caminhos de ferramentas para maior otimização e polimento manual mínimo.

As máquinas CNC de 5 eixos são máquinas de fabricação versáteis que se beneficiam de empregar até cinco eixos diferentes simultaneamente. Três eixos lineares e dois rotacionais. Suas habilidades de processamento são mais diversas do que uma máquina CNC normal de 3 eixos. As máquinas CNC de 5 eixos podem ser equipadas de forma a eliminar vários setups e, assim, reduzir a necessidade de supervisão constante, aumentando a eficiência e obtendo usinagem de configuração única ou “Done-In-One”. Uma máquina CNC de 5 eixos é um cavalo de batalha adicional para qualquer oficina mecânica. Se utilizado de forma eficiente, pode fazer peças completas sem configurações extras. Isso reduz drasticamente o tempo de inatividade.

Benefícios da usinagem de 5 eixos para várias indústrias

• Indústria Automotiva

A indústria automobilística exige alto volume de produção com um requisito crítico de qualidade e consistência. Cada componente precisa se encaixar dentro de uma tolerância específica para veículos seguros. A maioria dos componentes da indústria automobilística é feita usando processos de baixo custo e alto volume, como estampagem, injeção de plástico e fundição. No entanto, essas técnicas econômicas e rápidas exigem ferramentas avançadas e de alta precisão e esta é uma situação ideal para usinagem de 5 eixos.

• Usinagem de 5 eixos na indústria médica

Assim como a indústria aeroespacial, a indústria médica tem um requisito extremamente rigoroso de qualidade. Certas peças médicas podem ter um efeito direto e imediato na saúde ou na taxa de sobrevivência de uma pessoa se houver problemas de qualidade prejudiciais. Alguns componentes médicos têm formas orgânicas usinadas a partir de materiais exóticos para permitir que sejam implantados em um paciente. Os CNCs de 5 eixos podem usinar esses tipos de materiais e lidar com as formas orgânicas desses implantes. Além dos implantes, há também a necessidade de 5 eixos em outras aplicações médicas, como impulsores médicos e componentes de scanner de tomografia computadorizada.

• Usinagem de 5 Eixos na Indústria de Energia

A indústria de energia é um componente importante de outras indústrias. É enorme e incorpora muitos recursos e tecnologias avançadas diferentes. De usinas de energia a sistemas de energia solar e tecnologias ainda mais exóticas, como fusão, há uma necessidade de componentes avançados. Esta exigente especificação de engenharia, ciência de materiais e fabricação é devido a esses requisitos intensivos. E há a necessidade de sistemas de usinagem que possam produzir componentes avançados de forma confiável e é aí que as máquinas de 5 eixos realmente brilham.