Maquinação de 3 ou 4 eixosQual é o melhor para si?
A implementação efectiva da maquinação CNC requer um conhecimento profundo da fresagem de 3 e 4 eixos.
Tornou-se cada vez mais importante conhecer as diferentes capacidades de uma máquina CNC para produzir peças económicas e, ao mesmo tempo, proporcionar elevada precisão e exatidão.
Mas qual é o melhor para si?
Este blogue abordará as diferenças entre 3 eixos e Maquinação de 4 eixos para que possa decidir sobre as suas necessidades de peças de produção.
O que é a maquinagem de 3 eixos?
Maquinação de 3 eixos é uma forma de maquinagem CNC (controlo numérico computorizado) que utiliza o posicionamento automático em três eixos para criar peças complexas com uma precisão extremamente elevada.
Nas fresadoras de 3 eixos, a ferramenta de corte pode mover-se em três direcções - eixos X, Y e Z.
A flexibilidade da maquinagem CNC de 3 eixos torna-a a escolha ideal para produzir um grande número de produtos acabados o mais rapidamente possível, sem sacrificar a precisão ou a qualidade.
Utilizando a programação do percurso da ferramenta para automatizar o movimento nestes três eixos, formas complexas, bolsas, orifícios e perfis podem ser cortados com precisão em qualquer material em todos os 6 lados de uma peça de uma só vez, com o mínimo de intervenção do operador durante a operação.
O que é a maquinagem de 4 eixos?
A maquinagem de 4 eixos refere-se a um processo CNC que introduz um eixo rotativo (A) adicional nas operações tradicionais de 3 eixos.
O grau de liberdade adicional nas direcções X, Y, Z e A permite que peças mais complexas com caraterísticas intrincadas sejam fresadas de forma eficaz e precisa do que se fosse apenas realizada ao longo de três eixos.
Em vez de a ferramenta de corte estar limitada apenas ao movimento linear (para a frente e para trás, para a esquerda e para a direita), esta 4ª dimensão permite a remoção de material em superfícies orbitais ou curvas com padrões de fresagem circulares.
Além disso, este tipo de maquinação multieixos oferece uma maior flexibilidade para fresar vários lados de um determinado objeto ao longo de toda a sua forma composta sem alterar a sua posição ou configuração - algo que os 3 eixos tradicionais não conseguem fazer.
A complexidade acrescida também proporciona uma maior eficiência através de operações de embolsos, ajustando automaticamente movimentos como posições de indexação em torno dos quatro lados de uma peça, em vez de obrigar os operadores a reposicionar manualmente as peças de trabalho dentro das suas máquinas ao longo de vários ciclos.
Comparação exaustiva de 3 e 4 eixos
Obter uma compreensão aprofundada das diferenças entre a maquinação CNC de 3 e 4 eixos, explorando os vários factores, tais como o número de eixos controlados, a flexibilidade de movimento e maquinação, os procedimentos operacionais e o tempo/precisão envolvidos.
Número de eixos controlados
Na maquinagem de 3 eixos, são utilizados três eixos de movimento para controlar a ferramenta de corte: X (esquerda/direita), Y (frente/trás) e Z (cima/baixo).
Por outro lado, a maquinagem de 4 eixos utiliza os mesmos três eixos primários mais um eixo adicional para rotação (eixo A). Com este eixo adicional, uma fresa de quatro lados pode rodar em torno do seu próprio ponto central, permitindo operações ainda mais complexas e uma maior precisão.
Não se trata apenas de operações de rotação possibilitadas pelo quarto eixo. Os objectos com vários lados podem ser fresados a partir de vários ângulos ou de extrusões longas.
Flexibilidade de movimento e de maquinagem
A maquinagem CNC de 4 eixos oferece maior movimento e flexibilidade em comparação com as máquinas de 3 eixos.
Com um eixo rotativo adicional (A ou R), permite operações complexas e precisas, permitindo movimentos independentes ao longo de X, Y, Z e do eixo adicional.
Esta flexibilidade é benéfica para cortar várias faces simultaneamente em ângulos variáveis, aumentando a eficiência nos ciclos de produção.
O quarto eixo também é vantajoso para a automação industrial, garantindo a consistência na repetibilidade dos ciclos de produção.
O acesso aos quatro lados com uma configuração reduz o tempo de configuração, levando a uma poupança de custos para os fabricantes, mantendo uma elevada precisão em operações de fresagem complexas.
Procedimentos operacionais
A maquinação de 3 eixos envolve o posicionamento manual de cada eixo, enquanto as fresadoras CNC de 4 eixos movem automaticamente as ferramentas ao longo de três direcções lineares e um eixo A rotativo extra.
Além disso, o controlo de 4 eixos exige menos intervenção manual, uma vez que os operadores apenas necessitam de programar as acções desejadas no software sem posicionar individualmente vários eixos.
Tempo e precisão
Geralmente, as peças maquinadas com fresagem CNC de 3 eixos demoram mais tempo do que as maquinadas com 4 eixos, uma vez que apenas três eixos são ativamente controlados durante a produção.
Isto requer máquinas-ferramentas ou procedimentos adicionais para produzir operações complexas, como cortes cónicos ou angulares, que requerem manipulação simultânea em dois eixos não adjacentes.
Por outro lado, os 4 eixos podem fazer isto numa única configuração, mantendo os níveis de precisão dentro das tolerâncias devido aos sistemas de melhoria da qualidade, como os sensores que monitorizam o controlo da velocidade, a precisão, as alterações de temperatura e as condições da ferramenta, incluindo o desgaste e a quebra de bits ao longo de todo o processo.
O que é melhor para si?
A escolha da técnica de maquinagem correta depende de factores como a forma da peça, as necessidades de precisão e a complexidade do design.
Para perfis planos e perfurações simples, a maquinagem de 3 eixos funciona, enquanto o CNC de 4 eixos oferece flexibilidade, controlo simultâneo de vários eixos e melhor precisão para formas complexas, como cortes angulares em componentes cilíndricos.
Considerar ambos os tipos com base na adequação da peça e na eficiência de custos, especialmente se existirem restrições orçamentais.
FAQs
Quais são as tendências futuras na maquinagem multieixos?
O fabrico moderno favorece cada vez mais as máquinas CNC de múltiplos eixos em detrimento das tradicionais CNC de 3 eixos.
A utilização de sistemas de 4 ou 5 eixos, em conjunto com ferramentas de engenharia precisas, permite a produção eficiente de peças com geometrias complexas.
Ao empregar técnicas como a rotação tilt-index, estas máquinas podem lidar com formas de cone complexas que eram um desafio com a tecnologia de 3 eixos.
O controlo simultâneo de até cinco eixos aumenta a precisão, amplia as tolerâncias de complexidade das peças e reduz o tempo e os custos de produção.
O que é o CNC de eixo XYZ?
O sistema de controlo de três eixos é normalmente constituído pelos eixos X, Y e Z, que se referem a movimentos da esquerda para a direita, movimentos de cima para baixo e acções de avanço para trás, respetivamente.
À medida que a máquina se desloca ao longo destes eixos, pode cortar materiais com maior precisão em formas e desenhos complexos, de acordo com um modelo digital ou instruções do software de programação.
Além disso, as máquinas CNC de eixo XYZ têm uma cabeça de fuso integrada que roda em torno de cada eixo linear e permite a rotação axial para movimento simultâneo nas três dimensões, se possível.
Isto permite o controlo em vários planos em diferentes ângulos, em comparação com os CNC 2D tradicionais com apenas dois controlos direcionais básicos - para a frente e para trás, para a direita e para a esquerda, e para cima e para baixo.
Como escolher entre maquinagem CNC de 3 e 4 eixos?
Escolha entre maquinagem CNC de 3 ou 4 eixos com base no número de eixos controlados e na flexibilidade de movimentos.
As máquinas de 4 eixos oferecem um eixo de rotação adicional para um movimento versátil, permitindo tarefas mais complexas.
No entanto, os procedimentos operacionais são ligeiramente mais complexos devido ao eixo adicional, exigindo conhecimentos especializados em tecnologia CNC em comparação com os modelos normais de 3 eixos.
Conclusão
Quando se trata de maquinagem CNC, a escolha de 3 eixos, 4 eixos ou Maquinação de 5 eixos depende, em última análise, da geometria da peça e do nível desejado de precisão e complexidade.
De um modo geral, as máquinas de 3 eixos são utilizadas para peças mais simples, enquanto as máquinas de 4 e 5 eixos podem produzir geometrias mais complexas com um grau de precisão mais elevado.
Para operações de fabrico que necessitem de cortar os seis lados de uma peça sem esforço de reposicionamento manual, a fresagem de 4 ou 5 eixos pode ser preferível à fresagem de 3 eixos.
Além disso, têm melhor precisão e requerem menos tempo do que os 3 eixos convencionais, graças à sua versatilidade nas direcções de movimento da ferramenta.
Em última análise, é essencial que as empresas que pretendem atualizar as suas capacidades de maquinagem para além do corte básico de 3 eixos considerem todos os factores, tais como a relação custo-eficácia, antes de optarem por uma solução ideal que melhor se adapte às suas necessidades específicas.
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