Índice
- o Que é Usinagem de 5 Eixos?
- história da usinagem de 5 eixos
- o processo de Usinagem de 5 eixos
- aplicações comuns para usinagem de 5 eixos
5-a usinagem de eixos é um método de corte avançado que cria algumas das peças da mais alta qualidade. Ele é executado com tecnologia de controle numérico de computador (CNC). Embora anteriormente reservado apenas para os fabricantes de maior orçamento, a usinagem de 5 eixos percorreu um longo caminho e agora está comumente disponível para o resto do mundo da fabricação.
os moinhos e máquinas de 5 eixos são usados fortemente em aplicações aeroespaciais e podem cortar até mesmo os padrões mais intrincados. Eles também podem oferecer melhorias de eficiência para produtos que podem precisar apenas de usinagem de 3 eixos. No entanto, você escolhe usá-lo, a usinagem bem-sucedida de 5 eixos pode ter benefícios significativos para suas operações de fabricação.
O Que É Usinagem De 5 Eixos?
5-a usinagem de eixos funciona sob os mesmos princípios da escultura. Você pega um grande bloco de material e remove o excesso com uma ferramenta de corte, peça por peça, até que apenas o objeto final seja deixado. Esse processo é subtrativo, em oposição a algo aditivo como a impressão 3D, que adiciona material a uma base.
Muitas máquinas CNC, operar em três eixos, com um X-, Y – e Z-eixo para o movimento da máquina. Em uma máquina de 5 eixos, você ainda tem esses três, mas dois deles giram também, adicionando um eixo A e B. Este design permite que eles completem muitos movimentos simultâneos para fazer desenhos suaves ou intrincados. A configuração dos eixos rotativos e estáticos pode variar de máquina para máquina.
a usinagem CNC de 5 eixos é rápida e eficiente, oferecendo uma abordagem “one and done”. Em uma máquina de 3 eixos, Você teria que girar manualmente a peça entre as passagens para que a ferramenta de corte pudesse acessar todas as faces. Uma máquina de 5 eixos fará isso por você. Ele pode virar a peça e alcançar todos os seus rostos de uma só vez. Ele também permite projetos mais complicados com esta ampla gama de movimento, e você pode contar com a máquina para girar automaticamente as ferramentas que você usa.
devido à complexidade adicional do maquinário, você precisará de software de design assistido por computador (CAD) e fabricação assistida por computador (CAM) com recursos de 5 eixos, mas isso é comum. Evitar colisões também se torna uma preocupação, pois há mais ângulos para a ferramenta funcionar.
história da usinagem de 5 eixos
acredite ou não, Máquinas Multi-eixos foram usadas com quatro a 12 eixos antes mesmo de o CNC ser desenvolvido. Essas máquinas eram acionadas com alavancas em placas de came e eram usadas para controlar a ferramenta, a mesa e os movimentos rotativos, além de apertar os acessórios. Embora grandes e pesados, essas máquinas manuais de vários eixos eram adequadas para a produção em massa. Eles também foram o precursor das máquinas de 5 eixos que conhecemos hoje.
as primeiras máquinas numericamente controladas (NC) foram construídas nos anos 40 e a fita perfurada foi o que as executou. Eles foram desenvolvidos por John T. Parsons e Frank Stulen, de Traverse City, Michigan. Parsons possuía a Parsons Corp. e teve a ideia inicial enquanto trabalhava em peças de helicóptero que precisavam de estruturas específicas e complexas. Stulen até recebeu a Medalha Nacional de tecnologia e inovação em 1985 por seu trabalho na máquina.
recursos adicionais da tecnologia NC desenvolvidos nos anos seguintes e controles de computador foram incorporados. As máquinas NC rapidamente se desenvolveram em máquinas CNC, e ganharam tanta popularidade que muitas linguagens de programação diferentes foram criadas e tiveram que ser classificadas. G-code é a linguagem de programação comumente usada hoje.
os sistemas de pós-processamento foram outro avanço significativo. Os programas CAD criariam os designs que um programa CAM mapearia em caminhos de ferramentas e movimento da máquina. O sistema de pós-processamento converteria os resultados do CAM em um código que poderia ser lido pela máquina específica que estava em uso. Em suma, um pós-processador traduz os dados de um sistema CAM no código G que a máquina CNC pode ler. Este desenvolvimento permitiu que um design de came fosse lido por qualquer máquina necessária e adicionou versatilidade e facilidade de uso a toda a operação.
como os preços dos computadores caíram nos anos 60 e 70, As máquinas CNC tornaram-se cada vez mais acessíveis. Agora, mais do que apenas o melhor dos melhores poderia pagar uma máquina de 5 eixos. O avanço dos sistemas CAM também permitiu que operadores menos experientes executassem a máquina e possibilitou que não especialistas os usassem. Combinado com a falta de necessidade de reposicionamento manual do objeto, o trabalho tornou-se mais gerenciável. A melhor automatização e a qualidade da produção conduziram a carga para que mais empresas adotem máquinas do CNC.
quanto às máquinas multi-eixos, demoraram um pouco mais para se tornarem acessíveis devido ao aumento das complexidades. Eles foram encontrados principalmente apenas em grandes empresas aeroespaciais que tinham o orçamento e o conhecimento para criar os projetos específicos de que precisavam. Agora, Máquinas Multi-eixo são comuns em qualquer Chão de fábrica.
mas esse é um desenvolvimento mais recente. As máquinas de 5 eixos estavam realmente na lista de controle de comércio do Departamento de defesa dos EUA até 2009. O DoD os considerava tecnologia avançada e uma questão de segurança nacional, então sua exportação foi regulamentada.
os avanços em software e tecnologia permitiram que as máquinas de 5 eixos se tornassem acessíveis e mais fáceis de usar. À medida que as máquinas de 5 eixos se tornaram mais comuns, a educação sobre elas também se tornou necessária. As faculdades viram o papel que o maquinário de 5 eixos desempenha na força de trabalho. Educar seus alunos sobre isso lhes dá uma vantagem substancial e ajuda os futuros empregadores a reduzir os custos extras de treinamento.
os custos de treinamento para os funcionários são um fator significativo a ser considerado ao passar para a usinagem de 5 eixos. Os operadores qualificados da máquina são uma obrigação para toda a aplicação de 5 linhas centrais. Sem funcionários treinados, você corre o risco de não conseguir criar as peças complexas de que seus clientes precisam, muito menos operar o maquinário em primeiro lugar. Além disso, sem a base de conhecimento presente, uma máquina de 5 eixos não está sendo usada em todo o seu potencial. Você pode estar perdendo a economia de custos na redução de mão de obra, melhorias de qualidade e procedimentos de automação.
quanto ao seu futuro, a usinagem de 5 eixos não parece estar indo a lugar nenhum. Só recentemente ganhou popularidade em aplicações menos especializadas, e seus benefícios são generalizados, mesmo no trabalho de 3 eixos. Essas máquinas estão se tornando comuns em qualquer ambiente de loja.
o processo de Usinagem de 5 eixos
como mencionado, a máquina de 5 eixos tem mais dois eixos do que sua contraparte tradicional. O “cinco” refere-se ao número de direções que a ferramenta de corte pode mover. Os dois extras permitem rotação e movimentos avançados para encontrar a melhor conexão entre a ferramenta de corte e o material. Mais notavelmente, essa operação simultânea também oferece a opção de processar até cinco faces da peça em uma passagem. Até 60% das peças produzidas em lojas CNC exigem usinagem de cinco lados, tornando essa abordagem cada vez mais popular.
em comparação com uma máquina de 3 eixos, o processo de uma máquina de 5 eixos oferece vários benefícios, incluindo:
- prazos de entrega mais curtos: uma máquina de 5 eixos requer menos reposicionamento manual, pois pode mover a peça por conta própria. Ele também pode se mover de maneiras mais eficientes e encontrar ângulos melhores para aumentar a eficiência do processo de corte. Esses fatores permitem que você termine sua parte em menos tempo.
- maior precisão: os cinco eixos de movimento oferecem muito mais precisão do que um processo de 3 eixos. Quaisquer detalhes complexos ou intrincados são mais rápidos e precisos, e seu produto acabado certamente obedecerá às especificações de qualidade e desempenho.
- Ferramentas de corte mais curtas: Com a amplitude de movimento em máquinas de 5 eixos, Cortadores mais curtos podem ser usados. Estes reduzem a vibração que ocorre frequentemente em cortes mais profundos em uma máquina de 3 eixos. Isso não apenas proporciona um acabamento mais suave na superfície, mas também permite velocidades de corte mais altas sem pressão excessiva.Novas oportunidades de negócios: uma máquina de 5 eixos pode muito bem criar mais oportunidades para produtos e serviços que você pode fornecer aos clientes. A versatilidade deste método pode abrir novas portas para o seu negócio.
existem vários tipos de design diferentes para máquinas de 5 eixos que criam diferentes combinações de eixos rotativos. Em uma máquina vertical, os eixos X e Y seguem o plano horizontal, com Z na vertical. As máquinas horizontais alternam o eixo Z e Y.
o manuseio dos cinco eixos pode variar entre máquinas e fabricantes. Eles podem utilizar cabeças giratórias, mesas rotativas ou mesas de munhão, entre outros recursos. Existem benefícios para cada tipo de dispositivo. Os diferentes tipos de máquinas de 5 eixos variam em onde colocam seus eixos rotacionais – ambos podem estar na tabela, na ferramenta ou um em cada:
- Trunnion ou máquina da tabela. Isto move a tabela para conseguir sua escala e tem a capacidade de guardar workpieces com um volume muito maior. Ele também permite melhores capacidades de corte inferior, já que você tem mais de 90 graus de rotação em pelo menos um eixo. A tabela trunnion usa um eixo A para se mover em torno do eixo X e um eixo C para girar em torno do eixo Z.
- Máquina giratória. Isso move a cabeça e o fuso ao redor da mesa. É capaz de guardar partes muito mais pesadas desde que a tabela não se move ao redor da mesma maneira que uma máquina do trunnion-estilo. Uma máquina giratória oferece mais versatilidade e acesso, pois tem menos interferência de Ferramenta. Uma máquina giratória gira o eixo B em torno do eixo Y e o eixo C em torno do eixo Z.
como acontece com muitas seleções de ferramentas, a melhor configuração de máquina de 5 eixos depende de como você a usará.
um outro aspecto desta equação é 3 + 2, ou usinagem posicional de 5 eixos. Neste tipo de Usinagem, os acionamentos rotativos são travados, deixando os outros eixos para fazer o trabalho. Essa abordagem é separada da usinagem de 5 eixos porque não move as peças continuamente umas com as outras. A usinagem 3 + 2 permite que você use uma ferramenta de corte mais curta e rígida porque a cabeça do eixo pode ser colocada mais perto da peça de trabalho sem risco de colisão. Ferramentas mais curtas também levam a velocidades mais rápidas, proporcionando um acabamento de superfície excepcional. Bloquear qualquer eixo também pode adicionar estabilidade ao seu projeto. A usinagem 3 + 2 requer menos código e, ao mesmo tempo, é mais precisa. Para peças sem contornos ou bordas particularmente detalhados, Uma abordagem de 3 + 2 eixos pode funcionar bem.
aplicações comuns para usinagem de 5 eixos
embora as máquinas de 5 eixos fossem anteriormente reservadas apenas para os mercados aeroespaciais, elas estão agora em uma variedade de indústrias.
você pode usar uma máquina de 5 eixos onde quer que uma máquina de 3 eixos esteja instalada para obter mais eficiência e um acabamento mais suave. Ele fornece ciclos mais curtos e requer menos reposicionamento manual ou troca de ferramentas. Em uma máquina de 3 eixos, o operador deve reposicionar o material para que a ferramenta possa atingir todas as suas faces. Esta etapa pode abrir o processo até problemas humanos de erro e alinhamento. Uma máquina de 5 eixos remove isso, proporcionando fácil acesso a todos os lados.O software CAD e CAM para máquinas de 5 eixos pode ser incrivelmente avançado. Eles fornecem uma infinidade de opções de programação e geralmente incluem prevenção de colisão e pós-processadores para conexão simples a uma máquina. Com a configuração adequada, você pode até usar esses programas para usinagem de “luzes apagadas”, nos quais é deixado sem vigilância.
5-de usinagem pode ser usado para o complexo de formas 3D, bem como realizar a usinagem tradicional em ímpar ou inclinado superfícies. Algumas indústrias comuns que fazem uso de usinagem de 5 eixos incluem:
- aeroespacial: este gigante CNC faz uso da capacidade de usinagem de 5 eixos para fazer formas suaves e bordas contornadas. As aplicações aeroespaciais são particularmente únicas e geometricamente intrincadas, e o nível de detalhe que você pode obter de uma máquina de 5 eixos é imensamente valioso-assim como sua capacidade de criar cortes interiores. Outro benefício para o mercado aeroespacial é que uma peça não precisa ser reposicionada a cada passagem. O uso de máquinas de 5 eixos permite que ele permaneça o mais preciso possível, completando uma peça em uma passagem.
- médico: a usinagem de 5 eixos pode oferecer vantagens aos fabricantes de equipamentos médicos. A elevada precisão que oferece pode ajudar a produção de dispositivos, de implantes e de outro equipamento em cumprir padrões rigorosos dos cuidados médicos. Esses produtos são pequenos, com detalhes intrincados, e uma máquina de 5 eixos economiza tempo e dinheiro por meio de processos mais eficientes e produção precisa.
- Militar: componentes para equipamentos militares precisos também são freqüentemente encontrados em uma máquina de 5 eixos. Além de suas aplicações aeroespaciais, elas podem incluir peças submarinas, pás de turbinas e compressores, peças de motor de alto desempenho, aplicações furtivas, armas inteligentes, sensores e até armas nucleares. Embora nem todos sejam aplicações militares, cerca de metade de todos os compradores de máquinas de 5 eixos os compram para contratos ou projetos com o governo dos EUA.
- Equipamento de energia: uma máquina de 5 eixos pode criar peças detalhadas e específicas que o equipamento de energia requer. Se você estiver trabalhando com materiais particularmente ásperos e resistentes, o uso de uma máquina de 5 eixos pode fornecer estabilidade ao seu espaço de trabalho, facilitando o corte e a forma. Também pode tornar seu processo mais eficiente, reduzindo o desgaste de suas ferramentas.
outras indústrias que usam usinagem de 5 eixos incluem processamento de alimentos e produtos farmacêuticos.
incorporar Usinagem de 5 eixos em sua loja
se você está criando máquinas avançadas para um projeto aeroespacial high-end ou peças simples para um veículo de consumo, máquinas de 5 eixos podem melhorar seu fluxo de trabalho. Alguns projetos precisarão dos recursos avançados que os dois eixos extras oferecem, enquanto outros podem se beneficiar da redução de mão de obra e erros. Uma máquina de 5 eixos pode até abrir novas portas para o que você pode produzir.
o que quer que você se especialize, você pode querer considerar o uso desta tecnologia conveniente e eficiente. Se você decidir trazer máquinas de 5 eixos para o seu espaço de trabalho, a Astro Machine Works oferece serviços de montagem e teste, bem como serviço para as máquinas. Podemos garantir uma integração suave em sua loja, para que você não perca tempo fazendo a transição e possa voltar a fazer o que faz de melhor. Entre em contato conosco hoje para saber mais sobre usinagem de 5 eixos.
