Fresagem CNC de 3 eixos vs 4 eixos vs 5 eixos: Qual deles utilizar?

Quando se trabalha com máquinas CNC, é importante saber a diferença entre fresagem CNC de 3 eixos, 4 eixos e 5 eixos. Cada uma move-se à sua maneira e é feita para diferentes tipos de trabalhos.

Neste guia, explicarei como cada máquina funciona, o que pode fazer e onde é melhor utilizá-la. Se estiver a tentar escolher entre fresagem CNC de 3 eixos vs 4 eixos vs 5 eixos, este guia simples ajudá-lo-á a fazer a escolha certa.

O que é a fresagem CNC de 3 eixos?

A fresagem CNC de 3 eixos é o tipo mais simples e mais comum de maquinagem CNC. Pode ser utilizada para criar formas simples, orifícios e superfícies planas. É útil para projectos que não requerem ângulos ou detalhes complicados. É fiável, fácil de executar e lida com a maioria dos trabalhos básicos sem qualquer problema.

Como funciona a fresagem CNC de 3 eixos?

Na fresagem CNC de 3 eixos, a ferramenta de corte move-se em três direcções: da esquerda para a direita (X), da frente para trás (Y) e para cima e para baixo (Z). A peça permanece numa posição enquanto a ferramenta se move para a cortar, furar ou moldar. Este método pode ser utilizado em muitos tipos diferentes de peças e na maquinação quotidiana.

Capacidades da fresagem CNC de 3 eixos

As máquinas CNC de 3 eixos são normalmente utilizadas para trabalhos simples, como:

Maquinação 2D e 2,5D: Ideal para peças que necessitam de ser trabalhadas numa ou duas faces.

Corte exato: Mantém tolerâncias apertadas e efectua cortes limpos e suaves.

Versatilidade: Trabalha com plástico, alumínio, aço e outros materiais.

Custo mais baixo: Mais económico do que o CNC de 4 e 5 eixos.

Limitações da fresagem CNC de 3 eixos

Eis alguns limites da utilização do CNC de 3 eixos:

Acesso limitado: É mais difícil maquinar formas complexas ou peças com vários lados.

Rebaixos: É difícil maquinar áreas ou peças que não se podem ver ou alcançar a partir de cima da peça.

Mais configurações: As peças complexas necessitam de várias configurações, o que pode atrasar a produção.

Interferência de ferramentas: Poderão ser necessárias ferramentas mais compridas para áreas profundas, o que pode reduzir a precisão.

Aplicações da fresagem CNC de 3 eixos

O CNC de 3 eixos é útil para muitos trabalhos quotidianos, como:

Prototipagem: Produção rápida de peças de teste com custos mais baixos.

Peças planas: Perfeito para peças com superfícies planas que não necessitam de ser trabalhadas em todos os lados.

Formas simples a moderadamente complexas: Lida com as peças mais comuns sem configurações adicionais.

Produção de pequenos e médios lotes: Ideal para produzir várias peças mantendo os custos baixos.

Aprendizagem e prática: Ideal para os principiantes aprenderem a programação CNC e a configuração da maquinagem.

O que é a fresagem CNC de 4 eixos?

A fresagem CNC de 4 eixos é como uma versão melhorada de uma máquina de 3 eixos com um movimento extra. Pode utilizá-la para peças mais complicadas e obter melhores resultados em trabalhos que necessitem de trabalhar em lados diferentes. É uma boa escolha quando se necessita de mais flexibilidade e configurações mais rápidas para determinados projectos.

Como funciona a fresagem CNC de 4 eixos?

Numa fresagem CNC de 4 eixos, as três direcções X, Y e Z continuam a ser as mesmas dos 3 eixos, com um movimento adicional, que permite a rotação da peça, e que se chama eixo A. Este movimento adicional permite-lhe trabalhar em diferentes lados da peça sem parar para a repor.

Normalmente, a máquina roda a peça de uma de duas formas:

Mesa rotativa: a peça assenta numa mesa que gira

Cabeça de indexação: a peça é mantida num fuso que roda para definir posições

Isto torna mais rápida e fácil a maquinação de peças com vários lados com melhor precisão e menos configurações.

Capacidades da fresagem CNC de 4 eixos

Uma fresagem CNC de 4 eixos dá-lhe mais opções e facilita certos trabalhos. Eis o que pode fazer com ela:

Máquina de vários lados: Trabalhar em vários lados de uma peça numa única configuração.

Poupe tempo de configuração: Não é necessário parar e deslocar a peça manualmente com tanta frequência.

Melhor acabamento da superfície: O eixo A rotativo ajuda a ferramenta a cortar suavemente em superfícies curvas ou angulares.

Eficiência: Processa peças complexas mais rapidamente cortando a partir de diferentes ângulos.

Exatidão: Reduz os erros de deslocação da peça entre configurações.

Limitações da fresagem CNC de 4 eixos

A fresagem CNC de 4 eixos tem uma vantagem sobre a fresagem CNC de 3 eixos, mas também tem limitações. Eis algumas delas:

Capacidades limitadas de corte inferior: Algumas áreas ocultas são difíceis de alcançar, especialmente formas com geometrias complexas.

Programação mais complexa: São necessárias competências adicionais para programar trabalhos de 4 eixos em comparação com os de 3 eixos.

Custo mais elevado: O custo de aquisição e manutenção de uma máquina de 4 eixos é mais elevado.

Aplicações da fresagem CNC de 4 eixos

Pode utilizar uma fresagem CNC de 4 eixos para muitos tipos de peças, especialmente formas com mais de um lado.

Peças cilíndricas: Ótimo para cortar peças redondas ou em forma de tubo.

Peças com várias faces: Facilita o trabalho em diferentes lados numa única configuração.

Formas em espiral: Perfeito para ranhuras, roscas e outras caraterísticas helicoidais.

Formas complexas: Lida com peças detalhadas que são difíceis para uma máquina de 3 eixos.

O que é a fresagem CNC de 5 eixos?

A fresagem CNC de 5 eixos é o tipo mais avançado de Maquinação CNC. É utilizada para peças altamente complexas, detalhadas e precisas que não podem ser facilmente manipuladas por máquinas de 3 e 4 eixos. Move-se em três direcções rectas, tal como as máquinas de 3 e 4 eixos, mas com dois eixos adicionais.

Se quiser saber mais sobre o conjunto de dados de produção para a fresagem CNC de 5 eixos, pode consultar este artigo: Conjunto de dados de produção para fresagem CNC de 5 eixos com várias mudanças

Como funciona a fresagem CNC de 5 eixos?

Numa fresagem CNC de 5 eixos, a ferramenta de corte e a peça podem ser movidas e inclinadas em diferentes ângulos. Isto é feito utilizando uma mistura de movimentos rectilíneos e rotativos.

• Os eixos X, Y e Z deslocam a ferramenta em três direcções
• O eixo A ou o eixo B inclina a peça ou a ferramenta
• O eixo C gira em torno da peça

Esta configuração permite-lhe alcançar a peça a partir de quase todos os ângulos, pelo que é possível maquinar formas complexas numa única configuração sem parar para reposicionar a peça.

Tipos de máquinas de 5 eixos

Existem dois tipos principais de máquinas CNC de 5 eixos com que irá trabalhar:

Máquinas de 3+2 eixos (também designadas por máquinas posicionais de 5 eixos)

Pode inclinar e rodar a peça ou a ferramenta para o ângulo necessário e, em seguida, bloqueia no lugar enquanto corta. A máquina move-se em três direcções de cada vez. É excelente para peças que precisam de ser trabalhadas de diferentes lados, mas que não necessitam que a ferramenta se mova nas cinco direcções durante o corte.

Máquinas de 5 eixos em simultâneo

Este tipo move-se nas cinco direcções de cada vez enquanto corta. É ideal para formas muito complexas, como superfícies curvas ou arredondadas. Se precisar da maior precisão e quiser maquinar peças complicadas de uma só vez, esta é a máquina certa para o trabalho.

Capacidades da fresagem CNC de 5 eixos

Eis o que uma máquina de 5 eixos pode fazer:

Criar formas complexas: Maquina facilmente peças detalhadas, curvas e complicadas.

Acabamento de peças numa única configuração: Corta todos os lados sem parar para reiniciar, poupando tempo e melhorando a precisão.

Obter melhores acabamentos de superfície: Mantenha a ferramenta de corte no melhor ângulo para obter superfícies mais lisas.

Proteja as suas ferramentas: A posição correta da ferramenta significa menos desgaste e permite-lhe utilizar ferramentas mais curtas e mais fortes.

Maquina facilmente os cortes inferiores: Alcança bolsos fundos e áreas escondidas sem problemas.

Limitações da fresagem CNC de 5 eixos

Embora as máquinas CNC de 5 eixos tenham muitas vantagens, há também algumas limitações a considerar:

Caro: as máquinas CNC de 5 eixos custam muito mais do que as máquinas de 3 e 4 eixos.

A sua utilização é mais complexa: Necessitará de conhecimentos avançados de programação e de tempo extra para aprender a utilizá-los.

Manutenção mais elevada: Estas máquinas necessitam de mais cuidados e a sua reparação pode ser dispendiosa.

Não é necessário para peças simples: Para formas básicas, uma máquina de 5 eixos pode ser demasiado dispendiosa e não valer a pena o custo adicional.

Aplicações da fresagem CNC de 5 eixos

Pode utilizar máquinas CNC de 5 eixos para muitos trabalhos avançados e pormenorizados, tais como:

Peças aeroespaciais: Fabrico de lâminas de turbinas, impulsores e outras formas complexas.

Ferramentas e implantes médicos: Por exemplo, peças dentárias e instrumentos cirúrgicos.

Moldes e matrizes: Para peças com pequenos pormenores e formas complicadas.

Peças para motores de automóveis: Como blocos de motor, cabeças de cilindro e peças personalizadas.

Equipamento energético: Incluindo peças de bombas e peças de turbinas.

Arte e decoração: Para entalhes, esculturas e outros desenhos criativos.

Quais são as diferenças entre a fresagem CNC de 3 eixos vs 4 eixos vs 5 eixos?

A maior diferença entre CNC de 3 eixos vs 4 eixos vs 5 eixos é a forma como se movem enquanto cortam uma peça.

Uma máquina de 3 eixos move a ferramenta de corte em três direcções: para cima e para baixo, da esquerda para a direita e da frente para trás. A ferramenta permanece numa posição durante o corte.

Uma máquina de 4 eixos acrescenta mais um movimento. Pode rodar a peça em torno de um eixo, facilitando o corte de diferentes lados sem retirar e repor a peça.

Uma máquina de 5 eixos acrescenta duas rotações. Isto permite-lhe inclinar e rodar a peça ou a ferramenta para alcançar ângulos profundos, tornando-a perfeita para formas detalhadas e complexas.

Quantos mais eixos tiver, mais complexas serão as formas que pode criar. Mas lembre-se: mais movimento significa também um custo mais elevado e requer competências mais avançadas.

Tabela de comparação

Segue-se uma análise simples para o ajudar a escolher qual é o mais adequado para o seu trabalho:

Como escolher entre fresadoras de 3 eixos, 4 eixos e 5 eixos?

Escolher a máquina certa é mais fácil quando se sabe o que procurar. Eis os aspectos que deve ter em conta:

Custo

Se tiver um orçamento limitado, para a fresagem de 3 eixos ou de 5 eixos, opte por uma máquina de 3 eixos porque é a mais económica. Caso contrário, opte por uma máquina de 5 eixos se for realmente necessário e se tiver orçamento para o efeito.

Aplicação

Alguns empregos precisam de muito alta precisão que pode ser melhor realizado com uma máquina de 5 eixos.

Forma da peça

Se a sua peça for simples, a fresagem de 3 eixos será suficiente e permitir-lhe-á poupar dinheiro. Mas para peças e formas mais complicadas, precisará de máquinas de 4 ou 5 eixos para evitar erros.

Processo de maquinagem

Se já tem uma máquina CNC, as suas opções podem estar limitadas pelo que esta pode fazer. Por exemplo, a fresagem vertical é normalmente capaz de efetuar apenas movimentos de 3 eixos. Uma máquina de fresagem com uma mesa rotativa é uma máquina de 4 eixos. Algumas máquinas são construídas com movimento de 5 eixos desde o início. Se está a considerar uma atualização da máquina, este artigo sobre um Ferramenta de tomada de decisão para passar de uma máquina-ferramenta CNC de 3 eixos para 5 eixos pode ajudá-lo a decidir.

Volume de produção

Para pequenos lotes, a máquina de 3 eixos funciona bem. Se precisar de produzir mais peças rapidamente, as máquinas de 4 ou 5 eixos podem realizar o trabalho de forma mais rápida e eficiente

Precisão e acabamento de superfície

Fresagem de 3 eixos vs. fresagem de 5 eixos, esta última permite-lhe maquinar todos os lados de uma só vez, reduzindo os erros e proporcionando um acabamento mais suave. Com 3 eixos, pode ser necessário repetir o processo e efetuar configurações adicionais, o que pode causar erros e demorar mais tempo.

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Conclusão

Em suma, a escolha entre fresagem CNC de 3 eixos vs 4 eixos vs 5 eixos depende da forma, dos detalhes e do orçamento do seu projeto. Compreender as suas diferenças ajudá-lo-á a escolher o processo de maquinagem mais adequado e rentável para o seu projeto.