Mecanizado CNC de 4 ejes vs. Mecanizado CNC de 5 ejes: Guía comparativa
El mecanizado CNC como procedimiento de fabricación ayuda a mejorar la precisión de los componentes, la eficacia del trabajo, la velocidad, etc. Sin embargo, existe en muchas versiones, incluyendo el mecanizado CNC de 4 ejes frente al mecanizado CNC de 5 ejes. Decidir cuál utilizar depende de algunos factores y de sus ventajas.
En esta guía exploraremos los dos tipos, los pros y los contras de cada uno de ellos, cuándo utilizar cada uno, cómo seleccionar el más adecuado y mucho más.
¿Qué es el mecanizado CNC de 4 ejes?
Se trata de un proceso de mecanizado que consiste en utilizar una máquina de 4 ejes para recortar material hasta obtener la forma o el diseño deseados.
Por lo general, tiene 3 ejes principales junto con un eje adicional conocido como eje A, que permite un movimiento de rotación adecuado sin ningún reposicionamiento manual.
A diferencia de las máquinas CNC de 3 ejes, que suelen tener ejes X, Y y Z, el eje A de las CNC de 4 ejes las hace adecuadas para el grabado y el mecanizado en el eje vertical y en los cuatro lados.
Este proceso también permite una mayor exactitud y precisión, al tiempo que minimiza los costes y los errores. Tanto si realiza actividades de fresado consistentes en taladrar orificios o recortar, Máquinas CNC de 4 ejes son más adecuados.
Ventajas e inconvenientes del mecanizado CNC de 4 ejes
Pros
- Adecuado para diseños, formas y ángulos más complejos que las máquinas de 3 ejes no pueden manejar.
- Ayuda a aumentar la eficiencia, ya que no necesita reposicionamiento manual.
- Permite un funcionamiento continuo, mejorando así la velocidad de trabajo.
- Puede utilizarse para grandes volúmenes de producción.
- Adecuado para varios tipos y tamaños de material.
- Gran trabajo, precisión y exactitud.
Contras
- Requiere un elevado coste de inversión y puesta en marcha.
- Operaciones relativamente más lentas en comparación con los 5 ejes
- No apto para el mecanizado de materiales de gran tamaño.
¿Cuándo se debe utilizar el mecanizado CNC de 4 ejes?
Debe utilizar el mecanizado CNC de 4 ejes cuando:
- Trabajar en operaciones relativas a superficies curvas y ángulos que impliquen un eje.
- Mecanizado de piezas que requieren una mayor tolerancia y precisión que no pueden manejar las máquinas de 3 ejes.
- Desea generar un alto rendimiento o volumen de producción.
- Trabajo en piezas con varias caras y características
¿Qué es el mecanizado CNC de 5 ejes?
Al igual que la máquina CNC de 4 ejes tiene un eje adicional, Mecanizado CNC de 5 ejes implica dos ejes adicionales, que pueden ser dos de los tres ejes A, B o C. Estos 2 ejes adicionales también son responsables de las actividades de rotación de la máquina.
El mecanizado CNC de 5 ejes permite un proceso de producción más complejo que implica más geometrías y ángulos, tolerancia y precisión.
Mecanizado CNC de 3+2 ejes
Se trata de un tipo de mecanizado CNC de 5 ejes, también conocido como mecanizado posicional de 5 ejes. En este tipo, el equipo de corte mantiene un ángulo definido mientras el husillo se desplaza alrededor de los dos ejes adicionales.
De este modo, la herramienta de corte no siempre está perpendicular a la pieza. Del mismo modo, existe una forma de mecanizado indexada 3+2 que permite cambiar manualmente el ángulo de la herramienta de corte durante las operaciones. También dispone de 2 ejes de rotación que funcionan individualmente.
Mecanizado CNC simultáneo en 5 ejes
También conocido como mecanizado continuo en 5 ejes. En este tipo de mecanizado, la herramienta de corte permanece perpendicular a la pieza, lo que permite a la máquina llegar a zonas más intrincadas al tiempo que proporciona acabados superficiales de calidad.
Este método es lento en comparación con el mecanizado de 3+2 ejes; sin embargo, puede producir diseños y formas curvas más complejas.
Ventajas e inconvenientes del mecanizado CNC de 5 ejes
Pros
- Puede trabajar con geometrías y ángulos más complejos.
- Funciona a mayor velocidad en una configuración.
- Adecuado para mecanizados de mayor precisión y calidad.
- Adecuada para material complejo y, al mismo tiempo, para trabajar con menos tiempo.
- Puede trabajar eficazmente sobre una superficie contorneada.
- Reduce al máximo el desgaste de la herramienta.
Contras
- Requieren más gastos de adquisición, instalación y mantenimiento
- Requiere orientación y formación adicionales para su uso.
- Podría necesitar más formación en programación debido a los 2 ejes adicionales presentes.
¿Cuándo elegir el mecanizado CNC de 5 ejes?
Debe utilizar el mecanizado CNC de 5 ejes cuando:
- El mecanizado implica mayores rendimientos de producción.
- Trabajar con geometrías, formas o diseños más complejos.
- Se necesita una mayor precisión, por ejemplo, en los sectores médico y aeroespacial.
- Mecanizado de una pieza con varias caras y características en cada una de ellas.
¿Cuáles son las diferencias entre el mecanizado CNC de 4 ejes y el mecanizado CNC de 5 ejes?
Estas son las diferencias entre el mecanizado CNC de 4 y 5 ejes que debe conocer.
Diferencia de ejes
Las máquinas CNC de 4 ejes sólo tienen un eje A adicional, mientras que las máquinas de 5 ejes tienen dos, que pueden ser cualquiera de los ejes A, B o C.
Rotación en ejes
El eje 4 sólo permite la rotación sobre el eje A, mientras que el eje 5 permite la rotación sobre dos ejes, ya sea el eje A, el eje B o el eje C. Esta característica hace que el eje 5 sea mucho más flexible en cuanto al movimiento de la herramienta de corte.
Exactitud y precisión
Mientras que el proceso de mecanizado CNC es conocido por su exactitud y precisión, el mecanizado CNC de 3 ejes puede ofrecerle menos exactitud, ya que implica un reposicionamiento constante del material.
En cambio, el mecanizado en 4 y 5 ejes ofrece más precisión, ya que no hay reposicionamiento manual.
Esto ayuda a evitar desviaciones y a crear varios diseños en un material con una sola configuración. Sin embargo, el mecanizado de 5 ejes proporciona más exactitud y precisión en comparación con el mecanizado CNC de 4 ejes.
Plazos de entrega
Con el mecanizado en 5 ejes, se necesita menos tiempo para completar las operaciones, por lo que se puede generar un mayor rendimiento a la vez que se mejora la eficacia. Esto es posible gracias a las capacidades de corte múltiple que facilitan enormemente el mecanizado.
Flexibilidad
En términos de flexibilidad, las máquinas CNC de 4 ejes suelen tener un eje adicional en el eje X. Sin embargo, las máquinas de 5 ejes podrían tener su eje adicional en los ejes XY y Z.
Coste
Por lo general, las máquinas de 5 ejes son mucho más caras que las de 4 ejes. Esto se debe a sus características y capacidades avanzadas, que les permiten manejar un mayor volumen de producción, diseños complejos, etc.
Tabla explicativa de las diferencias entre el mecanizado CNC de 4 y 5 ejes
| Características | Mecanizado CNC de 4 ejes | Mecanizado CNC de 5 ejes |
| Flexibilidad | El eje A adicional suele girar en torno al eje X, lo que limita el movimiento a una sola dirección. | Los 2 ejes adicionales giran sobre los ejes XY y Z; dos de los tres. Esto permite más rotación para poder trabajar el material desde muchos lados. |
| Número de ejes | Tiene los ejes básicos XY y Z, junto con el eje A. | Tiene los ejes XYZ junto con 2 ejes adicionales, que pueden ser dos de los ejes AB y C. |
| Volumen de producción | Podría manejar alta producción pero no tan alta como 5 ejes | Puede manejar un volumen de producción mucho mayor. |
| Coste | Relativamente más barato que los 5 ejes | Bastante caro en comparación con las máquinas de 4 ejes |
| Aplicación | Adecuado para operaciones en las que intervienen varios lados, ángulos y orificios. | Lo mejor para el mecanizado 3D avanzado que requiere más precisión. |
Aplicaciones del mecanizado CNC de 4 ejes frente al mecanizado CNC de 5 ejes
El mecanizado CNC de 4 y 5 ejes es valioso en diferentes industrias. Estas son algunas de sus aplicaciones.
Mecanizado CNC de 4 ejes
Automóvil: Se utilizan en la fabricación de piezas de motor. También son importantes para crear componentes de carrocería de automóviles.
Aeroespacial: Su nivel de precisión es vital en la producción de turbinas y piezas de fuselaje.
Petróleo y gas: Se utiliza para crear componentes de calidad capaces de resistir condiciones duras.
Electrónica: Valioso en la fabricación de carcasas y placas de circuitos, que requieren precisión.
Mecanizado CNC de 5 ejes
Médico: Imprescindible para fabricar equipos médicos de formas complejas, como prótesis de rodilla.
Energía: Se utiliza en la fabricación de componentes de turbinas, que requieren un alto nivel de precisión.
Automóvil: Se utiliza para crear componentes personalizados y piezas de motor.
Aeroespacial: Necesario para producir diseños complejos de componentes de motores aeronáuticos.
Cómo elegir entre el mecanizado CNC de 4 ejes y el mecanizado CNC de 5 ejes
Presupuesto
Dado que el mecanizado en 5 ejes ofrece operaciones más avanzadas con gran eficacia y precisión, suelen ser más caros. Sin embargo, si su presupuesto es justo, el mecanizado de 4 ejes sería adecuado, ya que sigue ofreciendo muchas funciones valiosas a un coste moderado.
Volumen de producción
Las máquinas CNC de 5 ejes son adecuadas sobre todo para un proceso de fabricación de gran volumen. Si su nivel de producción es bajo o moderado, puede considerar 4 ejes.
Forma y complejidad de las piezas
Si está trabajando en una pieza sencilla o moderadamente compleja, una máquina de 4 ejes es adecuada. Sin embargo, si trabaja con una curva muy compleja, formas, geometrías o piezas con tolerancias estrechas, considere la posibilidad de utilizar el mecanizado de 5 ejes.
Aplicación
Su elección también depende de la industria en la que se vaya a utilizar el producto. Los componentes aeroespaciales y médicos suelen requerir una gran precisión y calidad, que la mayoría de las veces solo puede conseguirse con el mecanizado CNC de 5 ejes.
Factor tiempo
Aunque las máquinas CNC de 5 ejes requieren más tiempo de preparación, su velocidad de producción es alta. En el caso de las máquinas de 4 ejes, la configuración es sencilla y rápida, pero la producción requiere más tiempo.
Conclusión
Mientras que el mecanizado en 5 ejes ofrece mayor precisión, volumen de producción y eficacia, el mecanizado en 4 ejes es adecuado si trabaja con una pieza básica a moderada y con un presupuesto justo.
Tanto si necesita un servicio de mecanizado CNC de calidad y de primera clase como si necesita ayuda para decidir entre el mecanizado de 4 y 5 ejes, el grupo de expertos de DEK está siempre a su disposición. Nuestro taller de mecanizado CNC cuenta con varias máquinas de tecnología avanzada que se adaptan a las necesidades de su proyecto, por lo que Contacto ahora.
