Maquinação CNC de 4 eixos vs Maquinação CNC de 5 eixos: Guia comparativo
A maquinagem CNC como procedimento de fabrico ajuda a melhorar a precisão dos componentes, a eficiência do trabalho, a velocidade, etc. No entanto, existe em várias versões, incluindo a maquinagem CNC de 4 eixos e a maquinagem CNC de 5 eixos. A decisão sobre qual utilizar depende de alguns factores e das suas vantagens.
Neste guia, vamos explorar os dois tipos, os prós e os contras de cada um deles, quando utilizar cada um, como selecionar o mais adequado, e muito mais.
O que é a maquinagem CNC de 4 eixos?
Trata-se de um processo de maquinagem que envolve a utilização de uma máquina de 4 eixos para cortar material até obter a forma ou o desenho pretendidos.
Normalmente, tem 3 eixos principais, juntamente com um eixo adicional conhecido como eixo A, que permite um movimento de rotação adequado sem qualquer reposicionamento manual.
Ao contrário da máquina CNC de 3 eixos que normalmente tem os eixos X, Y e Z, o eixo A no CNC de 4 eixos torna-a adequada para gravação e maquinagem envolvendo o eixo vertical e nos quatro lados.
Este processo também permite uma maior exatidão e precisão, minimizando os custos e os erros. Se estiver envolvido em actividades de fresagem que consistam em perfuração ou corte, Máquinas CNC de 4 eixos são mais adequados.
Prós e contras da maquinagem CNC de 4 eixos
Prós
- Adequado para desenhos, formas e ângulos mais complexos que as máquinas de 3 eixos não conseguem suportar.
- Ajuda a aumentar a eficiência, uma vez que não necessita de reposicionamento manual.
- Permite um funcionamento contínuo, melhorando assim a velocidade de trabalho.
- Pode ser utilizada para produção de grandes volumes.
- Adequado para vários tipos e tamanhos de materiais.
- Excelente trabalho, precisão e exatidão.
Contras
- Requer um elevado custo de investimento e de instalação.
- Operações relativamente mais lentas em comparação com 5 eixos
- Não é adequado para a maquinagem de materiais de grandes dimensões.
Quando se deve utilizar a maquinagem CNC de 4 eixos?
A maquinagem CNC de 4 eixos deve ser utilizada quando:
- Trabalhar as operações relativas às superfícies curvas e aos ângulos de um eixo.
- Maquinação de peças que exigem maior tolerância e precisão que não podem ser tratadas por máquinas de 3 eixos.
- Pretende-se gerar um volume de produção elevado.
- Trabalhar em peças com vários lados e caraterísticas
O que é a maquinagem CNC de 5 eixos?
Tal como a máquina CNC de 4 eixos tem um eixo adicional, Maquinação CNC de 5 eixos envolve dois eixos suplementares, que podem ser dois dos três eixos A, B ou C. Estes dois eixos adicionais são também responsáveis pelas actividades de rotação da máquina.
A maquinagem CNC de 5 eixos permite um processo de produção mais complexo, envolvendo mais geometrias e ângulos, tolerância e precisão.
Maquinação CNC de 3+2 eixos
Este é um tipo de maquinação CNC de 5 eixos, também conhecido como maquinação de 5 eixos posicional. Neste tipo, o equipamento de corte mantém um ângulo definido enquanto o fuso se desloca em torno dos dois eixos adicionais.
Desta forma, a ferramenta de corte não está sempre perpendicular à peça. Da mesma forma, existe uma forma de maquinagem 3+2 indexada que permite alterar manualmente o ângulo da ferramenta de corte durante as operações. Possui também 2 eixos de rotação que funcionam individualmente.
Maquinação CNC simultânea de 5 eixos
Também conhecido como maquinagem contínua de 5 eixos. Neste tipo de maquinagem, a ferramenta de corte permanece perpendicular à peça, permitindo que a máquina alcance áreas mais complexas, proporcionando acabamentos de superfície de qualidade.
Este método é lento em comparação com a maquinagem de 3+2 eixos; no entanto, pode produzir desenhos e formas curvas mais complexas
Prós e contras da maquinagem CNC de 5 eixos
Prós
- Pode trabalhar com geometrias e ângulos mais complexos.
- Funciona a uma velocidade superior numa configuração.
- Adequado para maquinagem de maior precisão e qualidade.
- Adequado para materiais complexos, trabalhando em menos tempo.
- Pode trabalhar eficazmente numa superfície com contornos.
- Reduz ao máximo o desgaste da ferramenta.
Contras
- Exigir mais custos de aquisição, instalação e manutenção
- Requer orientação e formação adicionais para ser utilizado.
- Poderá ser necessária mais formação em programação devido à presença de 2 eixos extra.
Quando escolher a maquinagem CNC de 5 eixos?
A maquinagem CNC de 5 eixos deve ser utilizada quando:
- A maquinagem implica maiores rendimentos de produção.
- Trabalhar em geometrias, formas ou desenhos mais complexos.
- É necessária uma maior precisão, por exemplo, nos sectores médico e aeroespacial.
- Maquinação de uma peça de trabalho com várias faces e caraterísticas em cada uma delas.
Quais são as diferenças entre a maquinagem CNC de 4 eixos e a maquinagem CNC de 5 eixos?
Eis as diferenças entre a maquinagem CNC de 4 e 5 eixos que deve conhecer.
Diferença nos eixos
As máquinas CNC de 4 eixos têm apenas um eixo A adicional, enquanto as máquinas de 5 eixos têm dois, que podem ser um dos eixos A, B ou C.
Rotação nos eixos
O eixo 4 permite a rotação apenas no eixo A, enquanto que o eixo 5 permite a rotação em dois eixos, A, B ou C. Esta caraterística torna o 5 eixos muito mais flexível em termos de movimento da ferramenta de corte.
Exatidão e precisão
Embora o processo de maquinagem CNC seja conhecido pela sua exatidão e precisão, a maquinagem CNC de 3 eixos pode oferecer-lhe menos precisão, uma vez que envolve o reposicionamento constante do material.
A maquinagem de 4 e 5 eixos, por outro lado, oferece mais precisão, uma vez que não há reposicionamento manual.
Isto ajuda a evitar desvios e, ao mesmo tempo, a criar vários desenhos num material com apenas uma única configuração. No entanto, os 5 eixos proporcionam maior exatidão e precisão em comparação com a maquinagem CNC de 4 eixos.
Prazo de execução
Com a maquinagem de 5 eixos, é necessário menos tempo para concluir as operações, pelo que é possível gerar um maior rendimento e, ao mesmo tempo, melhorar a eficiência. Isto é possível devido às capacidades de corte múltiplo que tornam a maquinação muito mais fácil.
Flexibilidade
Em termos de flexibilidade, as máquinas CNC de 4 eixos têm normalmente um eixo adicional no eixo X. No entanto, as máquinas de 5 eixos podem ter o seu eixo adicional nos eixos XY e Z.
Custo
Geralmente, as máquinas de 5 eixos são muito mais caras do que as de 4 eixos. Isto deve-se às suas caraterísticas e capacidades avançadas, que lhes permitem lidar com volumes de produção mais elevados, desenhos complexos, etc.
Tabela que explica as diferenças entre a maquinagem CNC de 4 eixos e de 5 eixos
| Caraterísticas | Maquinação CNC de 4 eixos | Maquinação CNC de 5 eixos |
| Flexibilidade | O eixo A adicional roda normalmente em torno do eixo X, o que torna o movimento limitado a uma única direção. | Os 2 eixos adicionais rodam nos eixos XY e Z; dois dos três. Isto permite uma maior rotação para que o material possa ser trabalhado de vários lados. |
| Número de eixos | Tem os eixos básicos XY e Z, juntamente com o eixo A. | Tem os eixos XYZ juntamente com 2 eixos adicionais, que podem ser dois dos eixos AB e C. |
| Volume de produção | Pode suportar uma produção elevada, mas não tão elevada como a de 5 eixos | Pode suportar um volume de produção muito mais elevado. |
| Custo | Relativamente mais barata do que a de 5 eixos | Bastante dispendioso em comparação com as máquinas de 4 eixos |
| Aplicação | Adequado para operações que envolvam vários lados, ângulos e orifícios. | Ideal para maquinagem 3D avançada que exija maior precisão. |
Aplicações da maquinagem CNC de 4 eixos vs maquinagem CNC de 5 eixos
A maquinagem CNC de 4 e 5 eixos é valiosa em diferentes indústrias. Eis algumas aplicações a ter em conta.
Maquinação CNC de 4 eixos
Automóvel: São utilizados no fabrico de peças de motores. Além disso, são importantes na criação de componentes da carroçaria dos automóveis.
Aeroespacial: O seu nível de precisão é vital no fabrico de turbinas e de peças de fuselagem.
Petróleo e gás: Utilizado na criação de componentes de qualidade que podem resistir a condições adversas.
Eletrónica: Valioso no fabrico de invólucros e placas de circuitos, que exigem precisão.
Maquinação CNC de 5 eixos
Médico: Essencial na produção de equipamento médico com formas complexas, como próteses de joelho
Energia: Utilizado no fabrico de componentes de turbinas, que exigem um elevado nível de precisão.
Automóvel: Utilizado na criação de componentes personalizados e peças de motor.
Aeroespacial: Necessário para a realização de projectos complexos de componentes de motores aeronáuticos.
Como escolher entre maquinagem CNC de 4 eixos e maquinagem CNC de 5 eixos
Orçamento
Uma vez que a maquinagem de 5 eixos oferece operações mais avançadas com elevada eficiência e precisão, são geralmente mais caras. No entanto, se tiver um orçamento razoável, a maquinagem de 4 eixos seria adequada, uma vez que continua a oferecer muitas caraterísticas valiosas a um custo moderado.
Volume de produção
As máquinas CNC de 5 eixos são principalmente adequadas para um processo de fabrico de grande volume. Se o seu nível de produção for baixo ou moderado, pode considerar 4 eixos.
Forma e complexidade da peça
Se estiver a trabalhar numa peça simples ou moderadamente complexa, uma máquina de 4 eixos é adequada. No entanto, se estiver a trabalhar numa curva, formas, geometrias ou peças altamente complexas com tolerâncias apertadas, considere a utilização da maquinagem de 5 eixos.
Aplicação
A sua escolha também depende do sector em que o produto será utilizado. Os componentes aeroespaciais e médicos requerem normalmente uma elevada precisão e qualidade, o que na maioria das vezes só pode ser conseguido com a maquinação CNC de 5 eixos.
Fator tempo
Embora as máquinas CNC de 5 eixos necessitem de mais tempo para serem configuradas, a sua velocidade de produção é elevada. No caso das máquinas de 4 eixos, a configuração é simples e rápida, mas a produção demora mais tempo.
Conclusão
Embora os 5 eixos ofereçam maior precisão, volume de produção e eficiência, a maquinagem de 4 eixos é adequada se estiver a trabalhar numa peça básica a moderada e com um orçamento razoável.
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