4-Axis CNC Machining vs 5-Axis CNC Machining: Comparative Guide
La lavorazione CNC come procedura di produzione aiuta a migliorare la precisione dei componenti, l'efficienza del lavoro, la velocità, ecc. Tuttavia, è disponibile in diverse versioni, tra cui la lavorazione CNC a 4 assi e quella a 5 assi. La scelta di quale utilizzare dipende da alcuni fattori e dai loro vantaggi.
In questa guida esploreremo i due tipi, i pro e i contro di ciascuno, quando utilizzarli, come scegliere il più adatto e molto altro ancora.
Che cos'è la lavorazione CNC a 4 assi?
Si tratta di un processo di lavorazione che prevede l'utilizzo di una macchina a 4 assi per tagliare il materiale fino a formare la forma o il disegno desiderato.
Di solito, ha 3 assi principali insieme a un asse aggiuntivo noto come asse A, che consente un movimento di rotazione corretto senza alcun riposizionamento manuale.
A differenza delle macchine CNC a 3 assi che in genere hanno gli assi X, Y e Z, l'asse A delle CNC a 4 assi le rende adatte all'incisione e alla lavorazione che coinvolge l'asse verticale e su tutti e quattro i lati.
Questo processo consente inoltre una maggiore accuratezza e precisione, riducendo al minimo i costi e gli errori. Se siete coinvolti in attività di fresatura che consistono nella realizzazione di fori o di tagli, Macchine CNC a 4 assi sono più adatti.
Pro e contro della lavorazione CNC a 4 assi
Pro
- Adatto a progetti, forme e angoli più complessi che le macchine a 3 assi non sono in grado di gestire.
- Contribuisce ad aumentare l'efficienza in quanto non richiede il riposizionamento manuale.
- Consente il funzionamento continuo, migliorando la velocità di lavoro.
- Può essere utilizzato per la produzione di grandi volumi.
- Adatto a diversi tipi di materiali e dimensioni.
- Ottimo lavoro, precisione e accuratezza.
Contro
- Richiede un elevato costo di investimento e di installazione.
- Operazioni relativamente più lente rispetto ai 5 assi
- Non adatto alla lavorazione di materiali di grandi dimensioni.
Quando utilizzare la lavorazione CNC a 4 assi?
È consigliabile utilizzare la lavorazione CNC a 4 assi quando:
- Lavorare su operazioni relative a superfici curve e angoli che coinvolgono un asse.
- Lavorazione di pezzi che richiedono tolleranze e precisioni più elevate che non possono essere gestite da macchine a 3 assi.
- Si desidera generare un elevato volume di produzione.
- Lavorare su pezzi con più lati e caratteristiche
Che cos'è la lavorazione CNC a 5 assi?
Proprio come la macchina CNC a 4 assi ha un asse aggiuntivo, Lavorazione CNC a 5 assi comporta due assi aggiuntivi, che potrebbero essere due dei tre assi A, B o C. Questi due assi aggiuntivi sono anche responsabili delle attività di rotazione della macchina.
La lavorazione CNC a 5 assi consente un processo di produzione più complesso, con un maggior numero di geometrie e angoli, tolleranze e precisione.
Lavorazione CNC a 3+2 assi
È un tipo di lavorazione CNC a 5 assi, nota anche come lavorazione a 5 assi posizionali. In questo tipo, l'attrezzatura di taglio mantiene un angolo definito mentre il mandrino si muove intorno ai due assi aggiuntivi.
In questo modo, l'utensile da taglio non è sempre perpendicolare al pezzo. Analogamente, esiste una forma di lavorazione indicizzata 3+2 che consente di modificare manualmente l'angolo dell'utensile da taglio durante le operazioni. Dispone inoltre di 2 assi di rotazione che lavorano singolarmente.
Lavorazione CNC a 5 assi in simultanea
Conosciuto anche come lavorazione continua a 5 assi. In questo tipo di lavorazione, l'utensile da taglio rimane perpendicolare al pezzo, consentendo alla macchina di raggiungere aree più complesse e di ottenere finiture superficiali di qualità.
Questo metodo è lento rispetto alla lavorazione a 3+2 assi, ma può produrre progetti e forme curve più complesse.
Pro e contro della lavorazione CNC a 5 assi
Pro
- Può lavorare su geometrie e angoli più complessi.
- Funziona a una velocità superiore in un'unica configurazione.
- Adeguato per lavorazioni di maggiore precisione e qualità.
- Adatto per materiali complessi e per lavorare in minor tempo.
- Può lavorare in modo efficiente su una superficie sagomata.
- Riduce al massimo l'usura degli utensili.
Contro
- Richiedono maggiori costi di acquisto, configurazione e manutenzione
- L'utilizzo richiede una guida e una formazione supplementare.
- Potrebbe essere necessario un maggiore addestramento alla programmazione a causa dei 2 assi aggiuntivi presenti.
Quando scegliere la lavorazione CNC a 5 assi?
È consigliabile utilizzare la lavorazione CNC a 5 assi quando:
- La lavorazione comporta una produzione più elevata.
- Lavorare su geometrie, forme o progetti più complessi.
- Una maggiore precisione è necessaria, ad esempio, nei settori medico e aerospaziale.
- Lavorazione di un pezzo con più lati e caratteristiche su ciascuno di essi.
Quali sono le differenze tra la lavorazione CNC a 4 assi e quella a 5 assi?
Ecco le differenze tra la lavorazione CNC a 4 e a 5 assi da conoscere.
Differenza tra gli assi
Le macchine CNC a 4 assi hanno solo un asse A aggiuntivo, mentre quelle a 5 assi ne hanno due, che possono essere gli assi A, B o C.
Rotazione sugli assi
L'asse 4 consente la rotazione solo sull'asse A, mentre l'asse 5 consente la rotazione su due assi, a scelta tra A, B o C. Questa caratteristica rende il 5 assi molto più flessibile in termini di movimento dell'utensile da taglio.
Accuratezza e precisione
Mentre il processo di lavorazione CNC è noto per la sua accuratezza e precisione, la lavorazione CNC a 3 assi potrebbe offrire una minore precisione poiché comporta un costante riposizionamento del materiale.
La lavorazione a 4 e 5 assi, invece, offre una maggiore precisione, poiché non è necessario un riposizionamento manuale.
Ciò consente di evitare le deviazioni e di creare diversi progetti su un materiale con un'unica impostazione. Tuttavia, i 5 assi offrono maggiore accuratezza e precisione rispetto alla lavorazione CNC a 4 assi.
Tempi di consegna
Con la lavorazione a 5 assi, è necessario meno tempo per completare le operazioni e quindi è possibile generare una produzione più elevata, migliorando al contempo l'efficienza. Ciò è possibile grazie alle capacità di taglio multiplo che facilitano la lavorazione.
Flessibilità
In termini di flessibilità, le macchine CNC a 4 assi hanno di solito un asse aggiuntivo sull'asse X. Tuttavia, le macchine a 5 assi possono avere il loro asse aggiuntivo sugli assi XY e Z.
Costo
In genere, le macchine a 5 assi sono molto più costose di quelle a 4 assi. Ciò è dovuto alle loro caratteristiche e capacità avanzate, che consentono di gestire volumi di produzione più elevati, progetti complessi e così via.
Tabella che spiega le differenze tra la lavorazione CNC a 4 e a 5 assi
| Caratteristiche | Lavorazione CNC a 4 assi | Lavorazione CNC a 5 assi |
| Flessibilità | L'asse A aggiuntivo di solito ruota attorno all'asse X, limitando il movimento a una sola direzione. | I due assi aggiuntivi ruotano sugli assi XY e Z, due su tre. Ciò consente una maggiore rotazione in modo da poter lavorare sul materiale da più lati. |
| Numero di assi | Presenta gli assi XY e Z di base, insieme all'asse A. | Dispone degli assi XYZ insieme a 2 assi aggiuntivi, che possono essere due degli assi AB e C. |
| Volume di produzione | Può gestire una produzione elevata, ma non quanto quella a 5 assi. | Può gestire volumi di produzione molto più elevati. |
| Costo | Relativamente più economico rispetto ai 5 assi | Piuttosto costose rispetto alle macchine a 4 assi |
| Applicazione | Adatto per operazioni che coinvolgono più lati, angoli e fori. | Ideale per lavorazioni 3D avanzate che richiedono una maggiore precisione. |
Applicazioni della lavorazione CNC a 4 assi rispetto alla lavorazione CNC a 5 assi
La lavorazione CNC a 4 e 5 assi è preziosa in diversi settori. Ecco alcune applicazioni da notare.
Lavorazione CNC a 4 assi
Automobile: Vengono utilizzati per la produzione di parti del motore. Inoltre, sono importanti per la creazione di componenti della carrozzeria dell'automobile.
Aerospaziale: Il loro livello di precisione è fondamentale per la produzione di turbine e parti della cellula.
Petrolio e gas: Utilizzato per creare componenti di qualità in grado di resistere a condizioni difficili.
Elettronica: Prezioso nella produzione di involucri e schede di circuito, che richiedono precisione.
Lavorazione CNC a 5 assi
Medico: Essenziale per la produzione di apparecchiature mediche di forma complessa, come le protesi del ginocchio.
Energia: Utilizzato nella produzione di componenti di turbine che richiedono un elevato livello di precisione.
Automobile: Utilizzato per la creazione di componenti e parti di motore personalizzate.
Aerospaziale: Necessario per produrre progetti di componenti aeronautici complessi.
Come scegliere tra lavorazione CNC a 4 assi e lavorazione CNC a 5 assi
Bilancio
Poiché le lavorazioni a 5 assi offrono operazioni più avanzate con elevata efficienza e precisione, sono generalmente più costose. Tuttavia, se si dispone di un budget ragionevole, la lavorazione a 4 assi sarebbe adatta in quanto offre ancora molte caratteristiche preziose a un costo moderato.
Volume di produzione
Le macchine CNC a 5 assi sono per lo più adatte a un processo di produzione di grandi volumi. Se il vostro livello di produzione è basso o moderato, potete considerare 4 assi.
Forma e complessità della parte
Se si lavora su un pezzo semplice o moderatamente complesso, una macchina a 4 assi è adatta. Tuttavia, se si lavora su curve, forme e geometrie molto complesse o su pezzi con tolleranze ristrette, è consigliabile utilizzare una macchina a 5 assi.
Applicazione
La scelta dipende anche dal settore in cui verrà utilizzato il prodotto. I componenti aerospaziali e medicali richiedono solitamente un'elevata precisione e qualità, che nella maggior parte dei casi può essere ottenuta solo con la lavorazione CNC a 5 assi.
Fattore tempo
Mentre le macchine CNC a 5 assi richiedono più tempo per l'impostazione, la loro velocità di produzione è elevata. Per le macchine a 4 assi, l'impostazione è semplice e veloce, ma la produzione richiede più tempo.
Conclusione
Mentre il 5 assi offre maggiore precisione, volume di produzione ed efficienza, la lavorazione a 4 assi è adatta se si lavora su un pezzo di base o moderato e con un budget ragionevole.
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