Lavorazione a 3 o 4 assi, Quale è meglio per voi?
L'implementazione efficace della lavorazione CNC richiede una conoscenza approfondita della fresatura a 3 e 4 assi.
È diventato sempre più importante conoscere le diverse capacità di una macchina CNC per produrre pezzi economicamente vantaggiosi, garantendo al contempo un'elevata precisione e accuratezza.
Ma qual è il migliore per voi?
In questo blog si discuterà delle differenze tra i sistemi a 3 assi e i sistemi a Lavorazione a 4 assi in modo da poter decidere le vostre esigenze in termini di pezzi di produzione.
Cos'è la lavorazione a 3 assi?
Lavorazione a 3 assi è una forma di lavorazione CNC (controllo numerico computerizzato) che utilizza il posizionamento automatizzato su tre assi per creare pezzi complessi con una precisione estremamente elevata.
Nelle fresatrici a 3 assi, l'utensile da taglio può muoversi in tre direzioni: asse X, asse Y e asse Z.
La flessibilità della lavorazione CNC a 3 assi la rende una scelta ideale per produrre un gran numero di prodotti finiti nel minor tempo possibile, senza sacrificare la precisione o la qualità.
Utilizzando la programmazione dei percorsi utensile per automatizzare il movimento su questi tre assi, è possibile tagliare con precisione forme complesse, tasche, fori e profili in qualsiasi materiale su tutti e 6 i lati di un pezzo contemporaneamente, con un intervento minimo dell'operatore durante il funzionamento.
Cos'è la lavorazione a 4 assi?
La lavorazione a 4 assi si riferisce a un processo CNC che introduce un asse rotativo (A) aggiuntivo nelle tradizionali operazioni a 3 assi.
Il grado di libertà aggiuntivo nelle direzioni X, Y, Z e A consente di fresare in modo efficace e preciso pezzi più complessi con caratteristiche intricate rispetto a quelli eseguiti solo lungo tre assi.
Invece di limitare l'utensile da taglio al solo movimento lineare (avanti e indietro, a destra e a sinistra), questa quarta dimensione consente la rimozione di materiale su superfici orbitanti o curve con schemi di fresatura circolari.
Inoltre, questo tipo di lavorazione multiasse offre una maggiore flessibilità per fresare i vari lati di un determinato oggetto per tutta la sua forma composta senza modificarne la posizione o l'impostazione, cosa che i tradizionali 3 assi non possono fare.
La maggiore complessità offre anche una maggiore efficienza nelle operazioni di intasamento, grazie all'adattamento automatico di movimenti come le posizioni dell'indice intorno ai quattro lati del pezzo, invece di costringere gli operatori a riposizionare manualmente i pezzi all'interno delle macchine per più cicli.
Confronto completo tra 3 e 4 assi
Comprendere a fondo le differenze tra la lavorazione CNC a 3 e a 4 assi, esplorando i vari fattori come il numero di assi controllati, la flessibilità di movimento e di lavorazione, le procedure operative e il tempo/precisione necessari.
Numero di assi controllati
Nella lavorazione a 3 assi, vengono utilizzati tre assi di movimento per controllare l'utensile da taglio: X (sinistra/destra), Y (avanti/indietro) e Z (su/giù).
La lavorazione a 4 assi, invece, utilizza gli stessi tre assi primari più un asse aggiuntivo per la rotazione (asse A). Con questo asse aggiuntivo, una fresa a quattro lati può ruotare intorno al proprio punto centrale, consentendo operazioni ancora più complesse e una maggiore precisione.
Non si tratta solo di operazioni di rotazione consentite dal quarto asse. È possibile fresare oggetti a più lati da più angolazioni o estrusioni lunghe.
Flessibilità di movimento e di lavorazione
La lavorazione CNC a 4 assi offre una maggiore mobilità e flessibilità rispetto alle macchine a 3 assi.
Con un asse rotante aggiuntivo (A o R), consente operazioni complesse e precise, permettendo movimenti indipendenti lungo X, Y, Z e l'asse aggiunto.
Questa flessibilità è vantaggiosa per il taglio simultaneo di più facce ad angoli variabili, aumentando l'efficienza dei cicli di produzione.
Il quarto asse è vantaggioso anche per l'automazione industriale, in quanto garantisce la ripetibilità dei cicli di produzione.
L'accesso a tutti e quattro i lati con un'unica impostazione riduce i tempi di impostazione, consentendo ai produttori di risparmiare sui costi e di mantenere un'elevata precisione nelle operazioni di fresatura complesse.
Procedure operative
La lavorazione a 3 assi comporta il posizionamento manuale di ciascun asse, mentre le frese CNC a 4 assi spostano automaticamente gli utensili lungo tre direzioni lineari e un asse A rotativo supplementare.
Inoltre, il controllo a 4 assi richiede meno input manuali, in quanto gli operatori devono solo programmare le azioni desiderate nel software senza posizionare individualmente più assi.
Tempo e precisione
In genere, i pezzi lavorati con la fresatura CNC a 3 assi richiedono più tempo di quelli lavorati a 4 assi, poiché solo tre assi sono controllati attivamente durante la produzione.
Ciò richiede macchine utensili o procedure aggiuntive per la produzione di operazioni complesse, come le rastremazioni o i tagli angolati che richiedono la manipolazione simultanea su due assi non adiacenti.
D'altra parte, il 4 assi può fare tutto questo in un'unica configurazione, mantenendo i livelli di precisione all'interno delle tolleranze grazie ai sistemi di miglioramento della qualità, come i sensori che monitorano il controllo della velocità, la precisione, le variazioni di temperatura e le condizioni dell'utensile, compresa l'usura e la rottura delle punte durante l'intero processo.
Cosa è giusto per voi?
La scelta della giusta tecnica di lavorazione dipende da fattori quali la forma del pezzo, le esigenze di precisione e la complessità del progetto.
Per i profili planari e le forature semplici funziona la lavorazione a 3 assi, mentre il CNC a 4 assi offre flessibilità, controllo simultaneo di più assi e una migliore precisione per le forme complesse, come i ritagli angolari sui componenti cilindrici.
Considerare entrambi i tipi in base all'idoneità del pezzo e all'efficienza dei costi, soprattutto se esistono vincoli di budget.
Domande frequenti
Quali sono le tendenze future della lavorazione multiasse?
La produzione moderna privilegia sempre più le macchine CNC multiasse rispetto ai tradizionali CNC a 3 assi.
L'utilizzo di sistemi a 4 o 5 assi, abbinati a strumenti di progettazione precisi, consente di produrre in modo efficiente pezzi dalle geometrie complesse.
Utilizzando tecniche come la rotazione dell'indice di inclinazione, queste macchine possono gestire forme coniche complesse che erano difficili da gestire con la tecnologia a 3 assi.
Il controllo simultaneo di fino a cinque assi migliora la precisione, amplia le tolleranze di complessità dei pezzi e riduce i tempi e i costi di produzione.
Che cos'è il CNC ad asse XYZ?
Il sistema di controllo a tre assi consiste tipicamente negli assi X, Y e Z, che si riferiscono rispettivamente ai movimenti sinistra-destra, su-giù e avanti-indietro.
Muovendosi lungo questi assi, la macchina è in grado di tagliare i materiali con maggiore precisione in forme e disegni intricati, in base a un modello digitale o alle istruzioni del software di programmazione.
Inoltre, le macchine CNC ad asse XYZ hanno una testa di mandrino integrata che ruota attorno a ciascun asse lineare e consente la rotazione assiale per un movimento simultaneo su tutte e tre le dimensioni, se possibile.
Ciò consente il controllo su più piani e con diverse angolazioni rispetto ai tradizionali CNC 2D con due soli comandi direzionali di base: avanti e indietro, destra e sinistra, su e giù.
Come scegliere tra la lavorazione CNC a 3 e a 4 assi?
Scegliete tra lavorazione CNC a 3 o 4 assi in base al numero di assi controllati e alla flessibilità dei movimenti.
Le macchine a 4 assi offrono un asse di rotazione aggiuntivo per una movimentazione versatile, consentendo di svolgere attività più complesse.
Tuttavia, le procedure operative sono leggermente più complesse a causa dell'asse aggiuntivo, e richiedono competenze nella tecnologia CNC rispetto ai modelli standard a 3 assi.
Conclusione
Quando si tratta di lavorazioni CNC, la scelta tra 3, 4 o 4 assi è molto ampia. Lavorazione a 5 assi dipende dalla geometria del pezzo e dal livello di precisione e complessità desiderato.
In generale, le macchine a 3 assi sono utilizzate per i pezzi più semplici, mentre quelle a 4 e 5 assi possono produrre geometrie più complesse con un grado di precisione maggiore.
Per le operazioni di produzione che richiedono il taglio di tutti e sei i lati di un pezzo senza sforzi di riposizionamento manuale, la fresatura a 4 o 5 assi può essere preferibile a quella a 3 assi.
Inoltre, grazie alla loro versatilità nelle direzioni di movimento degli utensili, hanno una migliore precisione e richiedono meno tempo rispetto ai tradizionali 3 assi.
In definitiva, è essenziale che le aziende che desiderano aggiornare le proprie capacità di lavorazione oltre il taglio a 3 assi di base considerino tutti i fattori, come il rapporto costo-efficacia, prima di scegliere la soluzione ideale che meglio si adatta alle loro esigenze specifiche.
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