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Cos'è la lavorazione CNC a 4 e 5 assi?

Scopri i progressi nella lavorazione CNC a 4 e 5 assi per l'industria aerospaziale e medica, migliorando la precisione e l'efficienza nella produzione.
HITOP / Blog / <a href="https://hitopindustrial.com/it/lavorazione-cnc-a-4-e-5-assi/" title="Cos'è la lavorazione CNC a 4 e 5 assi?">Cos'è la lavorazione CNC a 4 e 5 assi?

Parlando dell’industria manifatturiera, una tecnica che ha sopraffatto tutto il resto negli ultimi decenni è Lavorazione CNC. La curiosità per il rapido sviluppo di questa tecnologia è genuina e comprensibile.

Il CNC, o controllo numerico computerizzato, è il luogo in cui viene utilizzato software specializzato preprogrammato per far funzionare le macchine di produzione. Il sistema di lavorazione è un termine più ampio che ne comprende altri come la tornitura CNC, Fresatura CNC, foratura CNC, ecc. I sistemi di lavorazione CNC sono diventati parte integrante di settori come quello aerospaziale e medico, tra gli altri

È stato dimostrato che dopo l’implementazione dei sistemi CNC, il fabbisogno di manodopera è stato ridotto in modo significativo. Questi sistemi sono altamente ottimizzati e privi di errori e anche la velocità di consegna del prodotto finito è stata massimizzata.

I sistemi CNC funzionano più comunemente su 3 assi, X, Y e Z. Man mano che ci evolviamo, sono emersi anche metodi migliori di 4 e 5 assi. In questo articolo cercheremo di comprendere la necessità, l'esistenza e i vantaggi di questi sistemi evolutivi.

Primo piano di una macchina utensile CNC con testa multiasse, focalizzata sulla lavorazione ad alta precisione in un ambiente industriale moderno

La necessità di lavorazioni CNC a 4 e 5 assi 

Ogni volta che discutiamo della necessità di qualcosa di meglio, dobbiamo affrontare l’esistenza e i limiti del suo predecessore. In questo caso, si tratterebbe di una lavorazione CNC a 3 assi.

Cos'è la lavorazione a 3 assi?

Il processo di taglio e modellatura dei materiali secondo gli assi X, Y e Z con una macchina CNC è noto come lavorazione CNC a 3 assi. Ogni asse simboleggia una distinta direzione di movimento:

Asse X: movimento orizzontale da sinistra a destra.

Asse Y: movimento orizzontale dalla parte anteriore a quella posteriore.

Asse Z: movimento verticale su e giù.

Questo processo di lavorazione a 3 assi ha la capacità di formare progetti dettagliati da molti materiali, tra cui metallo, legno e plastica. Questo metodo è utilizzato principalmente per produrre prototipi, parti e componenti con eccellente riproducibilità e precisione. 

Limitazioni della lavorazione a 3 assi?

1. Complessità superficiale limitata: La lavorazione a 3 assi può spostare l'utensile da taglio solo in tre direzioni. Ciò limita la loro capacità di accedere a tutte le sezioni di una superficie complicata. Questa restrizione potrebbe rendere impossibile la creazione di geometrie complesse senza la necessità di configurazioni aggiuntive o di manodopera umana.

2. Sottosquadri e sporgenze: La lavorazione a 3 assi presenta problemi nella lavorazione di sottosquadri e sporgenze a causa dell'orientamento fisso dell'utensile da taglio. Queste caratteristiche richiedono che l'utensile raggiunga il pezzo da diverse angolazioni contemporaneamente. Questo è qualcosa che il 3 assi non può eseguire senza richiedere il riposizionamento del pezzo o processi di taglio aggiuntivi.

3. Meno efficace per componenti complicati: La produzione di parti complesse con geometrie complesse spesso richiede più configurazioni o riposizionamento del pezzo in macchine CNC a 3 assi. Ciò porta ad un aumento dei tempi di configurazione e ad una riduzione dell’efficienza.

4. Accesso limitato agli strumenti: Ci sono momenti in cui non è possibile raggiungere tutte le parti del pezzo. Ciò accade soprattutto se sono presenti oggetti o elementi che ostacolano il percorso. Questa restrizione potrebbe causare la lavorazione incompleta del componente o richiedere manodopera manuale per il completamento.

Lavorazione a 4 e 5 assi: definizione e differenze

Per risolvere i problemi che il settore stava affrontando a causa della limitazione della lavorazione a 3 assi, sono state incluse le lavorazioni a 4 e 5 assi. Discutiamone in dettaglio.

Utensile da taglio di precisione in azione su una macchina CNC a 4 assi, a dimostrazione della tecnologia avanzata nella fabbricazione automatizzata dei metalli

Lavorazione a 4 assi

Una tecnica di produzione che produce parti complesse e precise con un'efficienza senza pari è chiamata lavorazione a 4 assi. La lavorazione a 4 assi aggiunge un asse rotante, solitamente chiamato asse A, sopra il trio originale di X, Y e Z. Questo asse aggiuntivo aumenta la mobilità dell'utensile attorno al pezzo.

L'adattabilità complessiva del processo di lavorazione aumenta con l'aiuto della mobilità aggiuntiva fornita dall'asse A.

La lavorazione a 4 assi è vantaggiosa in quanto può raggiungere diversi lati di un pezzo senza essere spostato troppo. Ciò porta all’ottimizzazione della velocità, massimizzando in definitiva la produttività. Con questa configurazione sono possibili progetti più complessi ed elaborati, grazie all'uso del movimento rotatorio.

La lavorazione a 4 assi è la scelta ideale per il settore aerospaziale; articoli come pale di turbine e parti di motore hanno specifiche rigorose. Nelle applicazioni aeronautiche, per garantire prestazioni e affidabilità eccellenti è necessaria la lavorazione precisa di geometrie complesse da diverse angolazioni. Inoltre, il fabbricazione di stampi, stampi e attrezzature per il settore automobilistico, medicale ed elettronica di consumo utilizzano spesso la lavorazione a 4 assi.

A seconda delle specificità del progetto, la rotazione dell'asse A nella lavorazione a quattro assi può essere continua o indicizzata. Il pezzo può essere ruotato in modo fluido e indefinito, il che lo rende perfetto per formare forme complesse. Per un posizionamento angolare accurato o la lavorazione di elementi simmetrici attorno a un asse centrale, la rotazione indicizzata sposta con precisione l'asse A.

Per eseguire la lavorazione a 4 assi sono necessari strumenti specializzati, come assi rotanti inclinabili o tavole rotanti. Queste parti si integrano perfettamente con i centri di lavoro CNC (controllo numerico computerizzato), consentendo un controllo accurato sia dei movimenti rotatori che lineari. 

Lavorazione a 5 assi

La lavorazione a cinque assi aggiunge altri due assi rotanti ai tre assi di movimento standard (X, Y e Z) utilizzati nella lavorazione a 3 assi. Ciò consente una maggiore gamma di movimento per l'utensile. 

Questa maggiore flessibilità crea molte nuove opportunità per la produzione di pezzi complessi e geometricamente difficili. Tutto quello che devi sapere sulla lavorazione a 5 assi è menzionato di seguito.

Fondamentalmente nella lavorazione a 5 assi viene utilizzata una macchina utensile con due assi rotativi e tre assi lineari. Gli assi rotanti consentono all'utensile da taglio di inclinarsi e ruotare in molte direzioni. D'altra parte, gli assi lineari vanno alle azioni dell'utensile lungo gli assi X, Y e Z. 

La lavorazione a 5 assi riduce i tempi di setup e produce prodotti finali dettagliati e precisi. I componenti complessi possono spesso essere lavorati in un'unica configurazione utilizzando macchine a 5 assi. Questa caratteristica specifica elimina la necessità di diverse impostazioni e riduce la possibilità di errori durante lo spostamento del pezzo. 

Una significativa riduzione dei tempi e dei costi può derivare da questa semplificazione del processo di produzione, soprattutto per i componenti di alta precisione. La capacità della lavorazione meccanica di creare prodotti con tolleranze più elevate e finiture superficiali più fini è un altro vantaggio importante.

Il settore aerospaziale, automobilistico, medico e realizzazione di stampi sono solo alcuni dei settori in cui viene utilizzata la lavorazione a 5 assi. Ad esempio, la lavorazione a 5 assi viene utilizzata nel industria aerospaziale per creare parti per aeroplani, come alloggiamenti di motori e raccordi strutturali. Viene utilizzato nel settore automobilistico per realizzare stampi, matrici e prototipi dalla forma complessa e ricchi di funzionalità.

Allo stesso modo, la lavorazione a 5 assi viene utilizzata nella professione medica per fornire geometrie esatte e configurazioni uniche per impianti ortopedici, apparecchiature chirurgiche e dispositivi protesici.

Vantaggi della lavorazione a 4 assi e della lavorazione a 5 assi rispetto alla lavorazione a 3 assi

La lavorazione a 4 assi e la lavorazione a 5 assi offrono numerosi vantaggi rispetto al tradizionale maLet'sng a 3 assi. Discutiamoli in dettaglio.

Vantaggi della lavorazione a 4 assi

1. Lavorazione geometrica complicata: La capacità della lavorazione a 4 assi di gestire geometrie complesse è uno dei suoi principali vantaggi. Con le tradizionali macchine a 3 assi, sarebbe difficile o impossibile produrre forme complesse, sottosquadri e caratteristiche angolari. Tuttavia, l’asse aggiuntivo lo rende fattibile.

Perché i componenti di questi settori hanno spesso design sofisticati, come ad es aerospaziale, automobilistico e medico, questa flessibilità è molto significativa.

2. Tempo di installazione più breve: La lavorazione a quattro assi consente la lavorazione simultanea dei lati del pezzo tagliato. A differenza della lavorazione a 3 assi, in cui il pezzo dovrebbe essere regolato più volte, ciò implica che siano necessarie meno impostazioni. Tempi di configurazione più brevi si traducono in una maggiore produttività ed efficienza, nonché in una manodopera più economica.

3. Finitura superficiale migliorata: Nella lavorazione a 4 assi, la possibilità di inclinare il pezzo o l'utensile da taglio può aiutare a mantenere le condizioni di taglio ai livelli ideali. Il risultato sono finiture superficiali migliori e percorsi utensile più uniformi. 

È essenziale per le parti che devono essere molto precise ed esteticamente gradevoli. È possibile risparmiare tempo e risorse riducendo la necessità di successivi processi di finitura quando la qualità della superficie viene migliorata.

4. Maggiore durata dell'utensile: Abilitando percorsi utensile e tecniche di taglio più efficaci, la lavorazione a 4 assi può contribuire ad aumentare la durata dell'utensile. La lavorazione a 4 assi riduce al minimo i movimenti inutili dell'utensile e massimizza gli angoli di taglio per ridurre l'usura dell'utensile e aumentare la durata degli utensili da taglio. I produttori possono risparmiare denaro perché devono spendere meno per la manutenzione e la sostituzione degli utensili.

Vantaggi della lavorazione a 5 assi

Lavorazione CNC a 5 assi in corso, che dimostra il taglio complesso di un ingranaggio metallico complesso con elevata precisione ed efficienza

1. Migliore finitura superficiale: La lavorazione a 5 assi può mantenere gli angoli di taglio ideali nella superficie del pezzo inclinando l'utensile da taglio in diverse direzioni. Le finiture superficiali sono più lisce e di conseguenza sono necessarie meno fasi di finitura secondaria. Il potenziato lucidatura della superficie sarà particolarmente utile per le parti che devono essere visivamente piacevoli.

Inoltre, per le parti che devono soddisfare requisiti funzionali come attrito ridotto o migliore aerodinamica.

2. Percorsi utensile ottimali: Per creare percorsi utensile ottimali, il software di lavorazione a 5 assi utilizza spesso algoritmi sofisticati. Questi percorsi si traducono in operazioni di lavorazione più efficaci tenendo conto di più variabili, come tassi di rimozione del materiale e orientamento dell'utensile. L'ottimizzazione dei percorsi utensile consente di ridurre l'usura dell'utensile, una maggiore evacuazione del truciolo e prestazioni di lavorazione complessivamente migliorate.

3. Maggiore produttività: Rispetto alle operazioni sequenziali su macchine ad asse inferiore, la lavorazione a 5 assi può ridurre drasticamente la durata del ciclo. Questo processo è in grado di farlo eseguendo operazioni di lavorazione simultanee su più lati di un pezzo. Una migliore efficienza produttiva complessiva, tempi di consegna più brevi e tempi di consegna più rapidi sono tutti risultati di questa maggiore produttività. 

Oltre a ciò, ciò riduce la necessità di intervento manuale e la possibilità di errori di riposizionamento del pezzo.

4. Risparmio sui costi: Sebbene la lavorazione a 5 assi possa inizialmente costare di più rispetto alle impostazioni di lavorazione standard, nel tempo la produttività complessiva aumenta, con conseguenti risparmi sui costi. Inoltre, la capacità di produrre internamente parti complesse, invece di affidarle a strutture specializzate, potrebbe ridurre ulteriormente le spese.

Lavorazione a 4 e 5 assi nello stampaggio a iniezione: usi e vantaggi

Per produrre stampi complicati con estrema precisione ed efficienza per stampaggio a iniezione, vengono utilizzati processi di produzione come la lavorazione a 4 e 5 assi. Ecco alcuni usi per loro e i loro benefici:

Per stampaggio a iniezione, stampi sofisticati e accurati vengono realizzati utilizzando processi di produzione, inclusa la lavorazione a 4 e 5 assi. Questo tipo di lavorazione ha aperto la strada alla lavorazione di geometrie specifiche. Ciò è stato possibile grazie alla possibilità di eseguire tagli inferiori poiché l'utensile da taglio si sposta lungo e oltre gli assi X, Y e Z. 

L'utensile da taglio può avvicinarsi al materiale dello stampo da varie angolazioni. La possibilità di avvicinarsi ai pezzi da più angolazioni riduce la necessità di procedure di finitura aggiuntive. Questi processi consentono la produzione di una lucidatura superficiale complessa e migliorata. 

Entrambi i metodi sono necessari per soddisfare le esigenze dello stampaggio a iniezione contemporaneo. Questi metodi consentono la creazione di stampi con geometrie estremamente complesse e raggiungono maggiore precisione e produttività. Le lavorazioni a 4 e 5 assi sono essenziali per espandere il potenziale di tecnologia dello stampaggio ad iniezione.

Conclusione

In conclusione, la lavorazione CNC a 4 e 5 assi rappresenta l’apice dell’ingegneria di precisione nella produzione. Questi metodi all’avanguardia hanno trasformato settori, tra cui quello aerospaziale, settore automobilistico, E produzione di dispositivi medici. La lavorazione a 4 e 5 assi offre una versatilità che supera i metodi tradizionali fornendo agli utensili da taglio assi di movimento aggiuntivi. 

L'adozione della lavorazione CNC a 4 e 5 assi rimarrà sicuramente essenziale per la ricerca di innovazione dei processi globali. Per avvalerti di servizi di costruzione di stampi di precisione o di stampaggio ad iniezione di alta qualità, Contattaci. Nostro squadra ti aiuterà felicemente.

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