Usinage CNC 4 axes et usinage CNC 5 axes : Guide comparatif
L'usinage CNC, en tant que procédure de fabrication, permet d'améliorer la précision des composants, l'efficacité du travail, la vitesse, etc. Cependant, il existe de nombreuses versions, notamment l'usinage CNC à 4 axes et l'usinage CNC à 5 axes. Le choix de l'une ou l'autre dépend de certains facteurs et de leurs avantages.
Dans ce guide, nous examinerons les deux types de produits, les avantages et les inconvénients de chacun d'entre eux, quand les utiliser, comment choisir le plus approprié, et bien d'autres choses encore.
Qu'est-ce que l'usinage CNC 4 axes ?
Il s'agit d'un processus d'usinage qui implique l'utilisation d'une machine à 4 axes pour découper le matériau jusqu'à l'obtention d'une forme ou d'un dessin souhaité.
Il comporte généralement trois axes principaux ainsi qu'un axe supplémentaire, appelé axe A, qui permet un mouvement de rotation correct sans repositionnement manuel.
Contrairement à la machine CNC à 3 axes qui comporte généralement les axes X, Y et Z, l'axe A de la machine CNC à 4 axes permet de graver et d'usiner sur l'axe vertical et sur les quatre côtés.
Ce processus permet également d'obtenir une plus grande exactitude et une plus grande précision tout en minimisant les coûts et les erreurs. Que vous soyez impliqué dans des activités de fraisage consistant à percer des trous ou à découper, Machines CNC à 4 axes sont plus appropriés.
Avantages et inconvénients de l'usinage CNC à 4 axes
Pour
- Convient aux conceptions, formes et angles plus complexes que les machines à 3 axes ne peuvent pas traiter.
- Permet d'augmenter l'efficacité car il n'est pas nécessaire de le repositionner manuellement.
- Permet un fonctionnement en continu, améliorant ainsi la vitesse de travail.
- Peut être utilisé pour la production de grands volumes.
- Convient à plusieurs types et tailles de matériaux.
- Excellent travail, précision et exactitude.
Cons
- Nécessite un coût d'investissement et de mise en place élevé.
- Opérations relativement plus lentes que celles des 5 axes
- Ne convient pas à l'usinage de matériaux de grande taille.
Quand utiliser l'usinage CNC 4 axes ?
Vous devriez utiliser l'usinage CNC à 4 axes dans les cas suivants :
- Travailler sur les opérations relatives aux surfaces courbes et aux angles impliquant un axe.
- Usinage de pièces nécessitant une plus grande tolérance et une plus grande précision qui ne peuvent pas être traitées par des machines à 3 axes.
- Vous souhaitez générer un rendement ou un volume de production élevé.
- Travailler sur des pièces à plusieurs faces et caractéristiques
Qu'est-ce que l'usinage CNC 5 axes ?
Tout comme la machine CNC à 4 axes dispose d'un axe supplémentaire, Usinage CNC à 5 axes implique deux axes supplémentaires, qui peuvent être deux des trois axes A, B ou C. Ces deux axes supplémentaires sont également responsables des activités de rotation de la machine. Ces deux axes supplémentaires sont également responsables des activités de rotation de la machine.
L'usinage CNC à 5 axes permet un processus de production plus complexe impliquant davantage de géométries et d'angles, de tolérance et de précision.
Usinage CNC 3+2 axes
Il s'agit d'un type d'usinage CNC à 5 axes, également connu sous le nom d'usinage positionnel à 5 axes. Dans ce type d'usinage, l'équipement de coupe maintient un angle défini tandis que la broche se déplace autour des deux axes supplémentaires.
Ainsi, l'outil de coupe n'est pas toujours perpendiculaire à la pièce. De même, il existe une forme d'usinage indexée 3+2 qui permet de modifier manuellement l'angle de l'outil de coupe pendant les opérations. Elle dispose également de 2 axes de rotation qui fonctionnent individuellement.
Usinage CNC 5 axes simultanés
Également connu sous le nom de l'usinage 5 axes en continu. Dans ce type d'usinage, l'outil de coupe reste perpendiculaire à la pièce, ce qui permet à la machine d'atteindre des zones plus complexes tout en offrant des finitions de surface de qualité.
Cette méthode est plus lente que l'usinage 3+2 axes, mais elle permet de réaliser des dessins et des formes courbes plus complexes.
Avantages et inconvénients de l'usinage CNC 5 axes
Pour
- Peut travailler sur des géométries et des angles plus complexes.
- Fonctionne à une vitesse plus élevée en une seule fois.
- Adéquat pour un usinage de plus grande précision et de meilleure qualité.
- Convient aux matériaux complexes tout en permettant de travailler en moins de temps.
- Peut travailler efficacement sur une surface profilée.
- Réduit au maximum l'usure de l'outil.
Cons
- nécessitent des coûts d'achat, de mise en place et d'entretien plus élevés
- Nécessite des conseils et une formation supplémentaires pour l'utiliser.
- Une formation plus poussée à la programmation pourrait être nécessaire en raison de la présence de deux axes supplémentaires.
Quand choisir l'usinage CNC 5 axes ?
L'usinage CNC à 5 axes est recommandé dans les cas suivants :
- L'usinage implique des rendements de production plus élevés.
- Travailler sur des géométries, des formes ou des dessins plus complexes.
- Une plus grande précision est nécessaire, par exemple, dans les secteurs médical et aérospatial.
- Usinage d'une pièce avec plusieurs faces et des caractéristiques sur chacune d'entre elles.
Quelles sont les différences entre l'usinage CNC 4 axes et l'usinage CNC 5 axes ?
Voici les différences entre l'usinage CNC 4 axes et 5 axes que vous devez connaître.
Différence entre les axes
Les machines CNC à 4 axes n'ont qu'un seul axe A supplémentaire, tandis que les machines à 5 axes en ont deux, qui peuvent être des axes A, B ou C.
Rotation dans les axes
L'axe 4 permet une rotation uniquement sur l'axe A, tandis que l'axe 5 permet une rotation sur deux axes, soit les axes A, B et C. Cette caractéristique rend l'outil de coupe beaucoup plus flexible en termes de mouvement. Cette caractéristique rend le 5 axes beaucoup plus flexible en termes de mouvement de l'outil de coupe.
Exactitude et précision
Alors que le processus d'usinage CNC est connu pour son exactitude et sa précision, l'usinage CNC à 3 axes peut offrir moins de précision car il implique un repositionnement constant du matériau.
L'usinage à 4 et 5 axes, en revanche, offre une plus grande précision puisqu'il n'y a pas de repositionnement manuel.
Cela permet d'éviter les déviations tout en créant plusieurs modèles sur un matériau avec un seul réglage. Cependant, l'usinage à 5 axes offre plus de précision que l'usinage CNC à 4 axes.
Délai d'exécution
Avec l'usinage 5 axes, les opérations prennent moins de temps, ce qui permet d'augmenter le rendement tout en améliorant l'efficacité. Cela est possible grâce aux capacités de coupe multiple qui facilitent grandement l'usinage.
Flexibilité
En termes de flexibilité, les machines CNC à 4 axes disposent généralement d'un axe supplémentaire sur l'axe X. Les machines à 5 axes peuvent toutefois disposer d'un axe supplémentaire sur les axes XY et Z. Toutefois, les machines à 5 axes peuvent avoir leur axe supplémentaire sur les axes XY et Z.
Coût
En général, les machines à 5 axes sont beaucoup plus chères que les machines à 4 axes. Cela s'explique par leurs caractéristiques et capacités avancées, qui leur permettent de traiter des volumes de production plus importants, des conceptions complexes, etc.
Tableau expliquant les différences entre l'usinage CNC 4 axes et 5 axes
| Caractéristiques | Usinage CNC à 4 axes | Usinage CNC à 5 axes |
| Flexibilité | L'axe A supplémentaire tourne généralement autour de l'axe X, ce qui limite le mouvement à une seule direction. | Les deux axes supplémentaires tournent sur les axes XY et Z, soit deux axes sur trois. Cela permet une plus grande rotation, de sorte que le matériau peut être travaillé de plusieurs côtés. |
| Nombre d'axes | Dispose des axes XY et Z de base, ainsi que de l'axe A. | Il possède les axes XYZ ainsi que deux axes supplémentaires, qui peuvent être deux des axes AB et C. |
| Volume de production | Possibilité de production élevée, mais pas aussi élevée qu'un 5-axes | Peut gérer des volumes de production beaucoup plus importants. |
| Coût | Relativement moins cher que le 5-axes | Assez cher par rapport aux machines à 4 axes |
| Application | Convient aux opérations impliquant plusieurs faces, angles et trous. | Idéal pour l'usinage 3D avancé nécessitant une plus grande précision. |
Applications de l'usinage CNC à 4 axes par rapport à l'usinage CNC à 5 axes
L'usinage CNC à 4 et 5 axes est utile dans différents secteurs. Voici quelques applications à noter.
Usinage CNC à 4 axes
Automobile : Ils sont utilisés dans la fabrication de pièces de moteur. Ils sont également importants pour la création de pièces de carrosserie automobile.
Aérospatiale : Leur niveau de précision est essentiel pour la production de turbines et de pièces d'avion.
Pétrole et gaz : Utilisé pour créer des composants de qualité capables de résister à des conditions difficiles.
Électronique : Précieux dans la fabrication de boîtiers et de cartes de circuits imprimés, qui requièrent de la précision.
Usinage CNC à 5 axes
Médical : Essentiel pour la production d'équipements médicaux de forme complexe, comme les prothèses de genou
L'énergie : Utilisé dans la production de composants de turbines, qui nécessitent un niveau de précision élevé.
Automobile : Utilisé pour créer des composants personnalisés et des pièces de moteur.
Aérospatiale : Nécessaire pour produire des composants complexes de moteurs aéronautiques.
Comment choisir entre l'usinage CNC 4 axes et l'usinage CNC 5 axes ?
Budget
Étant donné que l'usinage 5 axes offre des opérations plus avancées avec une efficacité et une précision élevées, il est généralement plus onéreux. Toutefois, si vous disposez d'un budget raisonnable, l'usinage à 4 axes conviendrait, car il offre encore de nombreuses caractéristiques intéressantes à un coût modéré.
Volume de production
Les machines CNC à 5 axes conviennent principalement aux processus de fabrication en grande série. Si votre niveau de production est faible ou modéré, vous pouvez opter pour une machine à 4 axes.
Forme des pièces et complexité
Si vous travaillez sur une pièce simple ou modérément complexe, une machine à 4 axes convient. En revanche, si vous travaillez sur des courbes, des formes ou des géométries très complexes, ou sur des pièces présentant des tolérances serrées, envisagez l'utilisation d'une machine à 5 axes.
Application
Votre choix dépend également de l'industrie dans laquelle le produit sera utilisé. Les composants aérospatiaux et médicaux exigent généralement une précision et une qualité élevées, qui ne peuvent la plupart du temps être obtenues qu'avec l'usinage CNC à 5 axes.
Facteur temps
Si les machines CNC à 5 axes nécessitent plus de temps de réglage, leur vitesse de production est élevée. Pour les machines à 4 axes, le réglage est simple et rapide, mais la production prend plus de temps.
Conclusion
Alors que l'usinage 5 axes offre une précision, un volume de production et une efficacité accrus, l'usinage 4 axes convient si vous travaillez sur une pièce de base ou modérée et si vous disposez d'un budget raisonnable.
Que vous ayez besoin d'un service d'usinage CNC de qualité et de haut niveau ou que vous ayez besoin d'aide pour choisir entre l'usinage 4 axes et l'usinage 5 axes, le groupe d'experts de DEK est toujours disponible. Notre atelier d'usinage CNC dispose de plusieurs machines à la pointe de la technologie qui répondent aux besoins de votre projet. nous contacter maintenant.
