Qu’est-ce que l’usinage CNC 5 axes ?
Les machines à 5 axes sont la forme la plus avancée des machines à commande numérique par ordinateur. Ces machines permettent de manipuler la pièce à partir de plusieurs axes. Outre les trois axes réguliers X, Y et Z utilisés dans les machines CNC à 3 axes, ces machines à 5 axes sont capables de déplacer le substrat vers les quatrième et cinquième axes supplémentaires. qui est obtenu par la rotation de la broche. Ces axes sont souvent appelés axes A, B et C.
Par exemple, dans les machines normales à 3+2 axes, 3 axes ou 0+4 axes, il faut effectuer de nombreuses opérations complexes, et un opérateur de type complet est requis pour ces machines, ce qui entraîne un temps excessif, une mauvaise finition de surface, des machines à 1 axes. résolvez ce problème en donnant au machiniste deux axes rotatifs supplémentaires pour effectuer tout type d'opérations complexes en moins de temps et améliorer les résultats d'usinage.
Il faut d’abord décider de quels services d’usinage il aurait besoin pour ses objectifs d’usinage. Pour la consultation et les plans du produit, une consultation d'expert doit être requise, heureusement chez www.bccncmilling.com, vous pouvez obtenir une consultation gratuite et des maquettes de produits auprès d'ingénieurs experts et de machinistes.
Comment configurer une machine à 5 axes :
Configurations d'usinage 5 axes :
En fonction de la charge de travail et de la conception des produits, les machines sont configurées de différentes manières en ce qui concerne leurs axes, les pièces à usiner et les besoins en matière de finition de surface. Deux ajustements principaux sont les suivants.
Style pivotant-rotatif :
Ces machines utilisent une rotation de broche pour l'usinage des axes rotatifs, cette configuration est la meilleure pour l'usinage de pièces lourdes car la table est constamment horizontale dans ce cas.
Style tourillon :
Les machines de type Turnin sont utilisées là où nous avons besoin d'usiner des œuvres d'art de grand volume, grâce à leur technologie de table mobile, idéale car aucun espace n'est occupé par la broche.
Les axes de travail et leurs directions sont les suivants
- Axe X – de gauche à droite
- Axe Y – d'avant en arrière
- Axe Z – haut et bas
- L'axe A peut pivoter de 180° autour de l'axe X
- L'axe B peut pivoter de 180 ° autour de l'axe Y
- L'axe C peut tourner à 180 ° autour de l'axe Z
Programmation et spécifications :
Comme l'usinage CNC 5 axes propose l'option d'usinage la plus avancée parmi les 5 axes différents, qui ne peut être réalisée qu'à partir du logiciel de programmation CNC avancé, ce logiciel de programmation CAD-CAM avancé propose des options avancées de programmation et anti-collision qui permettre au programmeur de le personnaliser d'innombrables façons.
Grâce à ces fonctionnalités avancées, ces machines peuvent fonctionner pendant de longues heures sans aucun contrôle spécifique. Les cinq axes ont été programmés selon le dessin et la machine est capable d'effectuer le reste des opérations d'usinage et de découpe via le contrôleur CNC.
Pourquoi devriez-vous choisir l'usinage CNC 5 axes :
L'usinage sur 5 axes est bien meilleur que l'impression classique à 3 axes, 3+2 axes ou 3D, si vous recherchez l'efficacité et la durabilité spécifiquement pour les pièces complexes et très précises. L'usinage à 5 axes permet à l'opérateur d'obtenir les résultats souhaités dans les délais impartis. temps minimum avec une grande précision.
Impression 5 axes ou impression 3D :
La principale différence entre ces deux techniques de fabrication réside dans leurs techniques opérationnelles. L'impression 3D, très populaire de nos jours, est essentiellement une technique de fabrication additive. Tandis que la technologie d'usinage des 5 axes appartient à la fabrication soustractive. on peut utiliser l'impression 3D pour certaines pièces et domaines. Mais pour fabriquer des conceptions très précises et complexes, les machines à 5 axes n'ont pas d'équivalent.
5 axes contre 3+2 axes :
Faire la différence entre les machines à 3+2 axes et les machines à 5 axes est un peu délicat, car la plupart des gens pensaient que les machines à 3+2 axes étaient des machines à 5 axes, mais ce sont en fait des machines à index à 5 axes. Elles nécessitent des exigences de démarrage ou d'arrêt pendant la fabrication, tandis que Les machines à 5 axes peuvent produire les mêmes pièces en moins de temps et avec une finition élevée sans aucune assistance.
Combien coûte l’usinage CNC 5 axes ?
Répartition des prix des services d'usinage CNC :
La plupart des services d'usinage CNC sont évalués en fonction de leur expertise, de leurs certifications Advance Machinery, de leurs dossiers de projets précédents et de leurs opérateurs experts. Plus un atelier d’usinage possède d’expertise, plus il offrira de prix et de qualité.
Par exemple, le tournage CNC est généralement moins cher que les options d'usinage multi-axes en raison du matériau, de l'expertise et de l'opérateur hautement qualifié requis pour les machines à axes grands. Le coût total du service d'un client dépend donc des spécificités du projet.
Pour comprendre le budget tarifaire de l’usinage CNC, vous devez prendre en compte les facteurs mentionnés ci-dessous.
Les matériaux
Le type de matériau et les propriétés d'usinage sont le facteur connu qui affecte le coût global du produit. Les deux principaux facteurs sont
- Disponibilité des matières premières et leur prix
- Coût d'usinage des matériaux.
Certains matériaux sont moins chers à l’achat, mais en raison de propriétés telles que la ductilité et la résistance à la traction, ils sont extrêmement difficiles à fabriquer. Par exemple, l’aluminium est plus ductile, tandis que l’acier à haute teneur en carbone l’est légèrement moins.
Par exemple, dans l'acier et l'aluminium, l'acier est plus durable mais il est un peu plus coûteux que l'aluminium. Cependant, l'acier peut subir plus d'opérations d'usinage et de fatigue. Les matériaux les plus utilisés sont
- Acier
- Laiton
- Copper
- fonte
- Aluminium et bien plus encore selon vos conditions souhaitées.
Quantité de commande
Le coût total est influencé par le nombre de composants à usiner, car les commandes groupées réduisent le coût unitaire pour le consommateur. Parce que cela raccourcit les délais et réduit le coût des matériaux pour les achats en gros.
La Géométrie :
La géométrie et la taille des composants sont également un facteur notable, car les plus grandes tailles nécessitent plus de matériau à usiner et les pièces complexes nécessitent un programmeur de haut niveau ou même parfois des certifications spécifiques après les opérations d'usinage, ce qui augmente finalement le coût global.
Tolérance Etanchéité
Dans l'usinage CNC, l'atelier qui offre une tolérance élevée signifie précision, l'atelier d'usinage qui offre une tolérance et une précision élevées signifie qu'il fournira le modèle exact de votre dessin qui dépend en fin de compte d'années de compétences et de capacités de programmation, et ils doivent être réalisés au maximum. d'opérateurs et de main-d'œuvre hautement professionnels qui augmentent finalement votre produit. En termes simples, plus de précautions ou de ressources sont nécessaires, plus le prix de votre projet sera élevé.
Équipement utilisé
Les équipements d'usinage CNC ne sont pas bon marché, mais un atelier légitime ne peut pas fonctionner sans plusieurs machines. Comme certains produits nécessitent plusieurs opérations et que des machines à axes élevés sont obligatoires pour eux, tous ces facteurs ont un impact clair sur le prix des services d'usinage.
Caractéristiques de la machine:
- Haute tolérance et précision.
- Puissance de la machine et vitesse de coupe.
- Puissance de broche.
- Taille de la machine CNC
Puissance:
Un autre aspect clé des coûts d'usinage CNC est la puissance de la machine, qui est déterminée par le régime de la broche ou le couple qu'elle peut produire. De plus, les servomoteurs sont un facteur important dans les machines lourdes.
Pour une meilleure compréhension, comparons deux machines CNC ayant les spécifications mentionnées, le moteur pas à pas d'un Sainsmart Genmitsu amateur fonctionne à 0.18 pi-lb tandis que celui d'une CNC professionnelle à 6 axes comme le Zimmerman FZ100 peut fonctionner à 68 pi-lb. Cela est dû au fait que le servomoteur de machine CNC à 6 axes est 400 fois plus puissant qu'un moteur pas à pas amateur.
Axe:
Plus une machine a de degrés de liberté, plus elle est coûteuse, c'est pourquoi les machines CNC à 5 axes sont un peu plus coûteuses que les anciennes machines à 3 et 4 axes.
En ce qui concerne les machines 5 Axis, elles sont en outre classées selon leur prix comme suit :
- Machines 3+2 Axes
- Machines 4+1 Axes
- Machines COMPLÈTES 5 Axes
Processus de finition
Les processus de finition de surface et d'après-usinage augmenteront votre coût global ; certains matériaux nécessitent un traitement après usinage pour des raisons de sécurité et de durabilité, comme la plupart des pièces médicales et aérospatiales, et certaines techniques de finition de surface qui peuvent être utilisées incluent.
- Anodisation
- Traitement thermique
- Polissage
- Usinage spécialisé
- Peinture
- Chromage
- Pulvérisation de chrome
- La métallisation
- Sérigraphie
- Cirage
- Transfert d'eau
Il n'est pas nécessaire d'appliquer toutes les techniques mentionnées ci-dessus, vous devriez consulter nos experts sur www,bccncmilling.com pour une discussion détaillée concernant les plans de vos produits.
Avantages de l'usinage 5 axes
Usinages complexes :
Les machines à 5 axes sont le plus souvent utilisées dans les industries qui exigent des opérations, des pièces, une conception complexe et une tolérance élevée, telles que les industries aérospatiale, médicale, pétrolière et gazière.
Configuration unique :
Plusieurs alignements sont nécessaires pour les machines à 3 axes, ce qui augmente les prix, la durée et la probabilité d'erreur après les opérations d'usinage. Les machines à 5 axes, en revanche, sont des dispositifs à configuration unique qui améliorent l'efficacité, réduisent les délais, les coûts et éliminent les erreurs opérationnelles.
Les industries automobiles, aérospatiales, médicales et autres qui nécessitent une productivité élevée avec des délais de livraison courts peuvent bénéficier de ces alternatives d'usinage. Dans une configuration d'usinage 3 axes, le programme doit être configuré plusieurs fois après chaque opération d'usinage ; cependant, ce problème peut être facilement résolu avec des machines à 5 axes, ce qui permet d'obtenir une grande productivité dans un délai d'exécution minimal.
Finition de surface élevée :
Les pièces produites par des machines ordinaires à 3 axes ou 3+2 axes nécessitent des opérations d'usinage ou de fabrication additive pour la finition de surface. mais dans les machines à 5 axes, malgré 3 axes linéaires réguliers, l'axe de rotation permet aux machines d'atteindre chaque partie de la pièce et, grâce à sa grande stabilité, il présente de faibles effets vibratoires, ce qui se traduit par une finition de surface élevée.
Productivité accrue:
Grâce à leur axe rotatif et à leurs techniques de programmation contemporaines, les machines à 5 axes sont capables d'effectuer simultanément des tâches d'usinage complexes. L'opérateur n'a besoin d'exécuter les commandes de programmation pédagogique qu'une seule fois, et elles seront exécutées selon les besoins dans les plus brefs délais.
Réduction des coûts:
La réduction des coûts est l'aspect le plus important des machines 5 Axis, en raison de l'augmentation de la productivité et de l'élimination du besoin de recalibrage et de reprogrammation, qui sont effectués dans les machines 3 Axis, la production en série entraîne une réduction notable des coûts et du gaspillage de matériaux.
Haute précision et tolérance :
De plus, ces appareils offrent un haut niveau de précision et de tolérance, ce qui est particulièrement important dans les applications médicales et militaires. Les capacités 5 axes et la programmation complexe aboutissent à un produit fini exceptionnellement précis en termes de direction.
Inconvénients de l'usinage à 5 axes :
Le coût est trop élevé
L’un des inconvénients de l’installation de machines à 5 axes est le budget d’installation ; Les machines à 5 axes sont plus coûteuses à installer, et en effet, le coût des machines-outils et de la maintenance est également plus élevé que celui des machines à 3 axes ordinaires.
Programmation complexe et difficile :
Une programmation CAD-CAM avancée est nécessaire pour le fonctionnement de ces machines à cinq axes, la programmation des axes rotatifs peut endommager la pièce ou l'outil d'usinage si elle n'est pas effectuée correctement.
De plus, pour une finition de surface appropriée et une haute précision, un programmeur expert est nécessaire, ce qui augmente le coût global.
Applications des machines 5 axes :
Aérospatial:
L'industrie aérospatiale a principalement besoin de pièces uniques, géométriquement interactives et exigeant un niveau de détail élevé. Pour ce type de dessin, les machines à 5 axes sont idéales. De plus, elles ont la capacité de réaliser l'intégralité de la pièce en un seul passage avec les résultats de haute précision nécessaires à l'industrie aérospatiale.
Médical:
Les pièces nécessitant un travail de finition et d'usinage minutieux sont fréquemment requises dans le secteur médical. Les machines CNC à 5 axes peuvent fabriquer des pièces pour implants et autres équipements médicaux qui répondent à des normes de santé strictes.
Militaire:
La précision est quelque chose de très idéal pour les équipements militaires, les équipements militaires, en particulier les armes modernes, nécessitent de nombreuses opérations d'usinage dans les pièces de sous-marins, les aubes de turbine et de compresseur, les pièces de moteurs hautes performances, les applications furtives, les armes intelligentes, les capteurs et même les armes nucléaires.
Certaines autres industries où nous pouvons trouver des applications de ces machines CNC sont
- Pharmaceutique
- Secteur de l'énergie
- Automobiles
- Construction navale et bien plus encore
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