Qué es el mecanizado en 5 ejes: Definición, tipos, ventajas y aplicaciones
Los procesos de mecanizado se utilizan ampliamente para fabricar componentes para diferentes industrias. Cuando se trata de considerar el mecanizado CNC para proyectos, podría haber varias opciones, y entre ellas, el mecanizado de 5 ejes también se adopta comúnmente.
El proceso de mecanizado en 5 ejes ayuda a fabricar componentes dotados de excelente precisión y formas complejas. Si desea saber qué es el mecanizado en 5 ejes, sus tipos y sus ventajas, lea la guía siguiente.
¿Qué es el mecanizado en 5 ejes?
El mecanizado en 5 ejes es un proceso de mecanizado que elimina material de la pieza. Dispone de cinco ejes sobre los que trabajar; los tres ejes lineales son X, Y y Z, y también A y B, que son los ejes de rotación. De este modo, las herramientas pueden acercarse a la pieza en 5 direcciones diferentes y cortarla en una sola operación, ofreciendo resultados de gran precisión.
¿Por qué utilizar el CNC para el mecanizado en 5 ejes?
El mecanizado en 5 ejes ofrece amplias ventajas. Dispone de múltiples ejes y puede cortarse desde diferentes lados con gran flexibilidad. Muchas industrias requieren componentes con formas complejas y detalles intrincados, y el mecanizado en 5 ejes funciona bien en estos casos.
Este proceso de mecanizado en 5 ejes no tiene limitaciones de diseño, ya que las herramientas de corte pueden acercarse al componente desde cualquier ángulo sin cambiar su posición. Esto mejora la calidad general del mecanizado y la consistencia de la pieza, especialmente en ranuras profundas y estrechas y en espacios de difícil acceso. Por tanto, el proceso ayuda a fabricar componentes con rapidez y puede permitir que salgan a flote en los mercados en menos tiempo.
¿Cómo funciona una máquina CNC de 5 ejes?
Una máquina de 5 ejes puede trabajar de forma automatizada sin intervención humana. Consiste en utilizar herramientas que incluso giran, por lo que los materiales pueden cortarse con las formas deseadas. La pieza de trabajo se coloca en la máquina y el diseño se crea en el software CAD, que lo traduce al CAM para que la máquina pueda entender la Código G.
El código G ordena a la máquina que realice el movimiento necesario basándose en el diseño y deriva su trayectoria de herramienta. La máquina corta los componentes y se obtiene el componente deseado.
Tipos de máquinas CNC de 5 ejes
Existen diferentes tipos de máquinas CNC de 5 ejes, y son los siguientes:
Cabeza/Cabeza
El mecanizado CNC Cabezal/Cabeza es aquel en el que el cabezal comprende el eje de rotación. El mecanizado se realiza en una plataforma determinada. No hay interferencias, ya que los 5 ejes se mueven sobre una mesa fija; por lo tanto, la pieza también permanece fija. Estas máquinas son adecuadas para el mecanizado de componentes de gran tamaño.
Mesa/Cabeza
La mesa/cabezal tiene un eje giratorio en el cabezal y otro en la mesa giratoria. El eje giratorio de esta máquina se encuentra en el cabezal, y las piezas giran durante todo el proceso de mecanizado.
Mesa
Esta configuración tiene el eje rotativo en la mesa, y el eje rotativo gira sobre la mesa. Es adecuado para el mecanizado de socavados. Este proceso es más lento que los otros tipos de procesos de mecanizado y puede trabajar con piezas de pequeño tamaño.
Ventajas del mecanizado CNC de 5 ejes
El proceso de mecanizado CNC de 5 ejes comprende múltiples ventajas, y algunas de ellas son las siguientes:
- Las máquinas CNC de 5 ejes disponen de un eje adicional, lo que hace que el proceso de mecanizado sea muy rápido y sencillo y también es adecuado para formas complejas.
- Comparado con los procesos manuales de mecanizado, es muy rápido y, debido a la falta de intervención humana, las posibilidades de error son mínimas.
- La configuración del mecanizado CNC de 5 ejes es muy sencilla. La máquina puede trabajar en los 5 ejes de una sola vez, lo que hace que el proceso sea muy rápido y capaz de lograr la geometría deseada.
- El acabado superficial de los componentes fabricados mediante el mecanizado CNC de 5 ejes es bastante suave porque las herramientas trabajan sobre los componentes muy de cerca para conseguir la forma requerida.
- El mecanizado en 5 ejes es un proceso adecuado para todo tipo de componentes, independientemente de su tamaño, gracias a su versatilidad.
Inconvenientes del mecanizado CNC de 5 ejes
El proceso de mecanizado en 5 ejes también tiene algunos inconvenientes, que son los siguientes:
- La inversión en la máquina CNC de 5 ejes es muy elevada en comparación con las demás máquinas CNC. Además, el coste de mantenimiento de estas máquinas también es bastante significativo.
- El proceso de programación de la máquina de 5 ejes también es complejo, mientras que las máquinas de 3 ejes son fáciles de programar. De ahí que se requiera un maquinista experto para programarlas.
- Los conocimientos de los operarios deben ser excelentes para manejar la máquina de 5 ejes, ya que se trata de una tecnología muy avanzada.
¿Qué tipo de piezas se pueden mecanizar con un centro de mecanizado de 5 ejes?
Existen diferentes tipos de piezas que pueden mecanizarse utilizando el mecanizado en 5 ejes, y algunas de ellas son las siguientes:
- Los componentes superficiales complejos que se utilizan en la industria aeroespacial, electrónica y aeronáutica se fabrican mediante mecanizado en 5 ejes, como los álabes de los motores de turbina, los impulsores de superficie esférica, etc.
- El mecanizado CNC de 5 ejes es un proceso que puede ayudar a fabricar piezas de disco que tengan orificios radiales. También ayuda a fabricar cubiertas de motor.
- El proceso de mecanizado de piezas en forma de caja es difícil utilizando otros métodos de mecanizado debido a los requisitos de alineación y sujeción. El mecanizado CNC de 5 ejes ayuda a fabricar este tipo de piezas con gran precisión.
- Las piezas que tienen formas especiales con puntos, líneas y superficies mixtas son también las que se mecanizan utilizando el mecanizado CNC de 5 ejes porque corta el componente muy de cerca.
Mecanizado en 5 ejes frente al mecanizado en 3+2 ejes
A la hora de comparar el mecanizado en 5 ejes con el mecanizado en 3+2, existen algunas diferencias importantes. La diferencia básica es el número de ejes; el mecanizado de 5 ejes tiene una herramienta de corte que trabaja en los cinco ejes e incluso gira. Mientras que el mecanizado de 3+2 ejes es un programa de 3 ejes y una herramienta de corte que se bloquea en un ángulo determinado, el ángulo de bloqueo depende de dos ejes que giran.
El mecanizado en 5 ejes es muy rápido, mientras que el mecanizado en 3+2 ejes es un poco lento. El mecanizado en 5 ejes es un proceso continuo sin paradas intermedias.
Consejos prácticos para utilizar el CNC de 5 ejes
Cuando se trata de mecanizado CNC de 5 ejes algunos de los consejos importantes a seguir para que usted logre resultados óptimos.
- Cuando elija el mecanizado CNC de 5 ejes, infórmese siempre sobre el software y los controles. Le ayudará a conseguir componentes bien diseñados.
- La selección de la herramienta es muy importante para garantizar un diseño sin fisuras y la herramienta adecuada ayuda incluso a minimizar las posibilidades de error. Puede utilizar un sistema de detección de herramientas que le ayude a analizar y elegir la herramienta adecuada.
- Las colisiones pueden provocar defectos en los componentes, y algunos programas informáticos ayudan a mitigarlas.
Aplicaciones del mecanizado CNC de 5 ejes
Las aplicaciones del mecanizado en 5 ejes se observan en diversas industrias, y algunas de ellas son las siguientes:
Médico
La medicina es uno de los campos más sensibles, donde es importante contar con las herramientas mecanizadas adecuadas. El mecanizado CNC de 5 ejes ofrece una gran precisión. Precisión y, por lo tanto, los componentes como herramientas médicas, implantes quirúrgicos y otras herramientas ortopédicas se fabrican utilizando el mecanizado de 5 ejes.
Electrónica
Los dispositivos electrónicos se utilizan en la vida cotidiana en muchas aplicaciones, y el mecanizado CNC de 5 ejes ayuda a fabricar los componentes utilizados en estos dispositivos. Se compone de carcasas electrónicas, hardware, disipadores de calor y semiconductores.
Sector de la energía
El sector energético requiere componentes dotados de especificaciones y dimensiones precisas. De ahí que el mecanizado CNC de 5 ejes ayude a crear estos componentes. La mayoría de las piezas utilizadas en el sector energético son cilindros, pistones, brocas y bielas.
Aeroespacial
La industria aeroespacial necesita componentes con bordes contorneados y formas complejas, que sólo pueden conseguirse mediante el mecanizado CNC en 5 ejes. Este proceso ayuda a fabricar componentes aeronáuticos de alta calidad que se adaptan a las delicadas necesidades de la industria.
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Conclusión
Aprender sobre el mecanizado en 5 ejes es muy importante antes de iniciar el proyecto, y la guía debe haberle dado una idea al respecto. Los procesos implicados, sus pros y sus contras, y las aplicaciones, todo requiere comprensión para que pueda tomar decisiones informadas a la hora de incorporarlos a sus proyectos.
Preguntas frecuentes
¿Qué materiales se utilizan en el mecanizado CNC de 5 ejes?
El mecanizado CNC de 5 ejes es un proceso versátil que puede trabajar con todo tipo de metales y plásticos. Incluso es compatible con materiales compuestos.
¿Cuánto cuesta el mecanizado CNC de cinco ejes?
El mecanizado CNC de 5 ejes es caro en comparación con otros procesos de mecanizado y el precio varía en función de la naturaleza, el tamaño y el material utilizado para el componente.
¿Qué lenguaje utilizan las máquinas CNC de 5 ejes?
Las máquinas CNC de 5 ejes utilizan un código G para el mecanizado.
¿Cuál es la diferencia entre el mecanizado CNC de 3 y 5 ejes?
Las máquinas CNC de 5 ejes tienen 5 ejes, que se componen de 3 lineales y 3 rotativos; el mecanizado CNC de 3 ejes tiene 3 ejes lineales para trabajar.
¿Cuáles son las cinco formas de mecanizado en 5 ejes?
Las cinco formas de mecanizado de 5 ejes comprenden los ejes x,y, y z, que son movimientos lineales, y los ejes A y B, que son movimientos de rotación a lo largo de los ejes x,y, y z.
¿Por qué hay menos fijación en el mecanizado CNC de cinco ejes?
La máquina puede acercarse al componente desde distintos ángulos, por lo que hay menos sujeciones.
