Fresado CNC de 3 ejes vs 4 ejes vs 5 ejes: ¿Cuál utilizar?
Cuando se trabaja con máquinas CNC, es importante conocer la diferencia entre fresado CNC de 3 ejes, 4 ejes y 5 ejes. Cada una se mueve a su manera y está hecha para diferentes tipos de trabajos.
En esta guía, le explicaré cómo funciona cada máquina, qué puede hacer y dónde es mejor utilizarla. Si está intentando elegir entre fresado CNC de 3 ejes, 4 ejes o 5 ejes, esta sencilla guía le ayudará a tomar la decisión correcta.
¿Qué es el fresado CNC de 3 ejes?
El fresado CNC de 3 ejes es el tipo de mecanizado CNC más sencillo y común. Puede utilizarlo para hacer formas sencillas, agujeros y superficies planas. Le resultará útil para proyectos que no requieran ángulos o detalles complicados. Es fiable, fácil de manejar y realiza la mayoría de los trabajos básicos sin problemas.
¿Cómo funciona el fresado CNC de 3 ejes?
En el fresado CNC de 3 ejes, la herramienta de corte se mueve en tres direcciones: de izquierda a derecha (X), de delante hacia atrás (Y) y de arriba abajo (Z). La pieza permanece en una posición mientras la herramienta se mueve para cortarla, taladrarla o darle forma. Puede utilizar este método en muchos tipos diferentes de piezas y para el mecanizado cotidiano.
Capacidades del fresado CNC de 3 ejes
Las máquinas CNC de 3 ejes suelen utilizarse para trabajos sencillos, como:
Mecanizado 2D y 2,5D: Bueno para piezas que necesitan trabajo en uno o dos lados.
Corte preciso: Mantiene tolerancias estrechas y realiza cortes limpios y lisos.
Versatilidad: Funciona con plástico, aluminio, acero y otros materiales.
Menor coste: Más asequible que los CNC de 4 y 5 ejes.
Limitaciones del fresado CNC de 3 ejes
He aquí algunos límites de la utilización del CNC de 3 ejes:
Acceso limitado: Es más difícil mecanizar formas complejas o piezas con varias caras.
Socavones: Es difícil mecanizar zonas o piezas que no se pueden ver o alcanzar desde arriba de la pieza.
Más configuraciones: Las piezas complejas requieren múltiples configuraciones, lo que puede ralentizar la producción.
Interferencia de herramientas: Es posible que se necesiten herramientas más largas para zonas profundas, lo que puede reducir la precisión.
Aplicaciones del fresado CNC de 3 ejes
El CNC de 3 ejes es útil para muchos trabajos cotidianos, como:
Creación de prototipos: Fabricación rápida de piezas de prueba con menores costes.
Piezas planas: Perfecto para piezas con superficies planas que no necesitan trabajo en todos los lados.
Formas simples a moderadamente complejas: Maneja las piezas más comunes sin configuraciones adicionales.
Producción de lotes pequeños y medianos: Buena para producir múltiples piezas manteniendo los costes bajos.
Aprendizaje y práctica: Bueno para principiantes para aprender la programación CNC y la configuración de mecanizado.
¿Qué es el fresado CNC de 4 ejes?
El fresado CNC de 4 ejes es como una versión mejorada de una máquina de 3 ejes con un movimiento adicional. Puede utilizarla para piezas más complicadas y obtener mejores resultados en trabajos que requieren trabajo en diferentes lados. Es una buena opción cuando necesita más flexibilidad y configuraciones más rápidas para determinados proyectos.
¿Cómo funciona el fresado CNC de 4 ejes?
En un fresado CNC de 4 ejes, las tres direcciones X, Y y Z siguen siendo las mismas que las de 3 ejes, con un movimiento adicional, que permite girar la pieza, y que se denomina eje A. Este movimiento adicional le permite trabajar en diferentes lados de la pieza sin parar para reajustarla.
La máquina suele girar la pieza de una de estas dos maneras:
Mesa giratoria: la pieza se asienta sobre una mesa que gira
Cabezal de indexación: la pieza se sujeta en un husillo que gira para fijar las posiciones
Esto hace que sea más rápido y fácil mecanizar piezas con múltiples caras con mayor precisión y menos configuraciones.
Capacidades del fresado CNC de 4 ejes
Un fresado CNC de 4 ejes le ofrece más opciones y facilita determinados trabajos. Esto es lo que puede hacer con él:
Mecanizar varias caras: Trabaje en varias caras de una pieza en una sola configuración.
Ahorra tiempo de preparación: No es necesario parar y mover la pieza manualmente con tanta frecuencia.
Mejor acabado superficial: El eje A giratorio ayuda a la herramienta a cortar suavemente en superficies curvas o en ángulo.
Eficiencia: Maneja piezas complejas más rápidamente cortando desde diferentes ángulos.
Precisión: Reduce los errores derivados de mover la pieza entre configuraciones.
Limitaciones del fresado CNC de 4 ejes
El fresado CNC de 4 ejes tiene ventajas sobre el fresado CNC de 3 ejes, pero también tiene limitaciones. He aquí algunas:
Capacidad de socavado limitada: Algunas zonas ocultas son difíciles de alcanzar, especialmente las formas con geometrías complejas.
Programación más compleja: Necesitará habilidades adicionales para programar trabajos de 4 ejes en comparación con los de 3 ejes.
Mayor coste: Comprar y mantener una máquina de 4 ejes cuesta más.
Aplicaciones del fresado CNC de 4 ejes
Puede utilizar un fresado CNC de 4 ejes para muchos tipos de piezas, especialmente formas con más de una cara.
Piezas cilíndricas: Ideal para cortar piezas redondas o en forma de tubo.
Piezas de varias caras: Facilita el trabajo en diferentes lados en una sola instalación.
Formas en espiral: Perfecto para ranuras, roscas y otras características helicoidales.
Formas complejas: Maneja piezas detalladas que son difíciles para una máquina de 3 ejes.
¿Qué es el fresado CNC de 5 ejes?
El fresado CNC de 5 ejes es el tipo más avanzado de Mecanizado CNC. Se utiliza para piezas muy complejas, detalladas y precisas que no pueden manipularse fácilmente con máquinas de 3 y 4 ejes. Se mueve en tres direcciones rectas, igual que las máquinas de 3 y 4 ejes, pero con dos ejes adicionales.
Si desea conocer el conjunto de datos de producción para el fresado CNC de 5 ejes, puede consultar este artículo: Conjunto de datos de producción para el fresado CNC de 5 ejes con cambios múltiples
¿Cómo funciona el fresado CNC de 5 ejes?
En un fresado CNC de 5 ejes, la herramienta de corte y la pieza pueden moverse e inclinarse en diferentes ángulos. Para ello se utiliza una mezcla de movimientos rectos y giratorios.
- Los ejes X, Y y Z mueven la herramienta en tres direcciones
- El eje A o B inclina la pieza o la herramienta
- El eje C gira alrededor de la pieza
Esta configuración le permite alcanzar la pieza desde casi cualquier ángulo, por lo que es posible mecanizar formas complejas en una sola configuración sin necesidad de parar para reposicionar la pieza.
Tipos de máquinas de 5 ejes
Existen dos tipos principales de máquinas CNC de 5 ejes con las que trabajará:
Máquinas de 3+2 ejes (también llamadas posicionales de 5 ejes)
Puede inclinar y girar la pieza o la herramienta hasta el ángulo que necesite y, a continuación, se bloquea mientras corta. La máquina se mueve en tres direcciones a la vez. Es ideal para piezas que deben trabajarse desde diferentes lados pero que no necesitan que la herramienta se mueva en las cinco direcciones mientras se corta.
Máquinas de 5 ejes simultáneos
Este tipo se mueve en las cinco direcciones a la vez mientras corta. Es ideal para formas muy complejas, como superficies curvas o redondeadas. Si necesita la máxima precisión y quiere mecanizar piezas complicadas de una sola vez, esta es la máquina adecuada.
Capacidades del fresado CNC de 5 ejes
Esto es lo que puede hacer una máquina de 5 ejes:
Haz formas complejas: Mecanice fácilmente piezas detalladas, curvas y complicadas.
Acabado de piezas en una sola configuración: Corte todos los lados sin parar para reajustar, ahorrando tiempo y mejorando la precisión.
Conseguir mejores acabados superficiales: Mantenga la herramienta de corte en el mejor ángulo para obtener superficies más lisas.
Proteja sus herramientas: La posición correcta de la herramienta implica un menor desgaste y le permite utilizar herramientas más cortas y resistentes.
Mecaniza fácilmente socavados: Llega sin problemas a bolsillos profundos y zonas ocultas.
Limitaciones del fresado CNC de 5 ejes
Aunque las máquinas CNC de 5 ejes tienen muchas ventajas, también hay que tener en cuenta algunas limitaciones:
Caras: las máquinas CNC de 5 ejes cuestan mucho más que las de 3 y 4 ejes.
Más complejo de utilizar: Necesitarás conocimientos avanzados de programación y tiempo extra para aprender a utilizarlos.
Mayor mantenimiento: Estas máquinas necesitan más cuidados y su reparación puede resultar costosa.
No es necesario para piezas sencillas: Para formas básicas, una máquina de 5 ejes puede ser demasiado y no merecer la pena el coste adicional.
Aplicaciones del fresado CNC de 5 ejes
Puede utilizar máquinas CNC de 5 ejes para muchos trabajos avanzados y detallados, como:
Piezas aeroespaciales: Fabricación de álabes de turbina, impulsores y otras formas complejas.
Herramientas médicas e implantes: Por ejemplo, piezas dentales y herramientas quirúrgicas.
Moldes y matrices: Para piezas con pequeños detalles y formas complicadas.
Piezas de motor de automóvil: Como bloques de motor, culatas y piezas personalizadas.
Equipamiento energético: Incluye piezas de bombas y turbinas.
Arte y decoración: Para tallas, esculturas y otros diseños creativos.
¿Cuáles son las diferencias entre el fresado CNC de 3 ejes, 4 ejes y 5 ejes?
La mayor diferencia entre CNC de 3 ejes, 4 ejes y 5 ejes es cómo se mueven al cortar una pieza.
Una máquina de 3 ejes mueve la herramienta de corte en tres direcciones: arriba y abajo, de izquierda a derecha y de delante hacia atrás. La herramienta permanece en una posición mientras corta.
Una máquina de 4 ejes añade un movimiento más. Puede girar la pieza alrededor de un eje, lo que facilita el corte de diferentes lados sin necesidad de desmontar y volver a montar la pieza.
Una máquina de 5 ejes añade dos rotaciones. Esto le permite inclinar y desplazar la pieza o la herramienta para alcanzar ángulos profundos, lo que la hace perfecta para formas detalladas y complejas.
Cuantos más ejes tengas, más formas complejas podrás crear. Pero recuerda: más movimiento también significa mayor coste y requiere una habilidad más avanzada.
Cuadro comparativo
Aquí tienes un sencillo desglose que te ayudará a elegir cuál es el más adecuado para tu trabajo:
| Característica | CNC de 3 ejes | CNC de 4 ejes | CNC de 5 ejes |
| Direcciones de movimiento | X, Y, Z (3 direcciones) | Rotación X, Y, Z + 1 | X, Y, Z + 2 rotaciones |
| Complejidad de las piezas | Piezas sencillas | Complejidad media | Ángulos muy complejos y cerrados |
| Posicionamiento | Limitado, necesita reposicionamiento | Mejor, gira la pieza sobre un eje | Excelente, funciona desde casi cualquier ángulo |
| Programación | Más fácil | Moderado | Más complejo |
| Velocidad de mecanizado | El más lento | Más rápido que 3 ejes | Más rápido |
| Habilidad del operador | Competencias básicas | Intermedio | Avanzado |
| Personalización | Limitado | Bien | Excelente |
| Manipulación de materiales | Herramientas duras para materiales duros | Mejor que 3 ejes | Más fácil en materiales resistentes |
| Vida útil de las herramientas | Más corto, más rotura | Mejorado | Mejor, herramientas más cortas, menos roturas |
| Colisiones de herramientas | Riesgo bajo | Riesgo moderado | Mayor riesgo sin una programación cuidadosa |
| Acabado superficial | Puede necesitar un acabado adicional | Más suave | Mejor acabado superficial |
| Precisión | Las configuraciones múltiples pueden causar pequeños errores | Menos configuraciones, menos errores | Máxima precisión en una sola configuración |
¿Cómo elegir entre fresadoras de 3, 4 y 5 ejes?
Elegir la máquina adecuada es más fácil cuando se sabe qué buscar. Estos son los aspectos que debe tener en cuenta:
Coste
Si tiene un presupuesto, fresado de 3 ejes frente a fresado de 5 ejes, opte por una máquina de 3 ejes porque es la más asequible. De lo contrario, elija una máquina de 5 ejes si realmente lo necesita y dispone de presupuesto.
Aplicación
Algunos trabajos necesitan muy alta precisión que puede realizarse mejor con una máquina de 5 ejes.
Forma de la pieza
Si su pieza es sencilla, el fresado de 3 ejes le funcionará y le ahorrará dinero. Pero para piezas y formas más complicadas, necesitará máquinas de 4 o 5 ejes para evitar errores.
Proceso de mecanizado
Si ya dispone de una máquina CNC, sus opciones pueden estar limitadas por lo que puede hacer. Por ejemplo, el fresado vertical sólo suele ser capaz de realizar movimientos en 3 ejes. Una fresadora con mesa giratoria es una máquina de 4 ejes. Algunas máquinas se construyen con movimiento de 5 ejes desde el principio. Si está pensando en actualizar una máquina, este artículo sobre una Herramienta de toma de decisiones para pasar de una máquina herramienta CNC de 3 ejes a una de 5 ejes puede ayudarle a decidir.
Volumen de producción
Para lotes pequeños, la máquina de 3 ejes funciona bien. Si necesita producir más piezas rápidamente, las máquinas de 4 o 5 ejes pueden realizar el trabajo con mayor rapidez y eficacia.
Precisión y acabado superficial
Fresado de 3 ejes frente a fresado de 5 ejes: este último permite mecanizar todas las caras de una sola vez, lo que reduce los errores y proporciona un acabado más suave. Con 3 ejes, es posible que tenga que repetir el proceso y realizar configuraciones adicionales, lo que puede provocar errores y llevar más tiempo.
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Conclusión
En resumen, elegir entre fresado CNC de 3 ejes, 4 ejes o 5 ejes depende de la forma, el detalle y el presupuesto de su proyecto. Comprender sus diferencias le ayudará a elegir el proceso de mecanizado más adecuado y rentable para su proyecto.
