3+2-assig versus echt 5-assig CNC-frezen: een praktische technische vergelijking

Wanneer fabrikanten beginnen met het bewerken van complexe driedimensionale onderdelen, verschuift de discussie vaak van eenvoudige 3-assige CNC-freesmachines naar meer geavanceerde configuraties.

In dit stadium rijst een veelgestelde vraag: Is een 3+2-assige CNC-freesmachine voldoende, of is echte 5-assige bewerking vereist?

Hoewel beide systemen vijf bewegingsassen omvatten, werken ze fundamenteel anders. Het verschil is niet semantisch, maar heeft directe gevolgen voor de oppervlaktekwaliteit, de productie-efficiëntie, de programmeercomplexiteit en de processtabiliteit op lange termijn.

Dit artikel biedt een praktische, op techniek gebaseerde vergelijking Tussen 3+2-assige en echte 5-assige CNC-frezen. Het doel is om te verduidelijken waar elke aanpak goed presteert, waar de beperkingen liggen en hoe te bepalen welke configuratie aansluit bij specifieke productievereisten.

Definitie van 3+2-assig en echt 5-assig CNC-frezen

Wat is 3+2-assig CNC-frezen?

Een 3+2-assige CNC-freesmachine heeft drie lineaire assen (X, Y, Z) en twee rotatieassen. Tijdens het bewerken worden echter slechts enkele assen gebruikt. drie assen bewegen tegelijk.

De rotatieassen worden gebruikt om de spindel of het werkstuk in een vaste hoek te positioneren voordat het snijproces begint. Eenmaal gepositioneerd, voert de machine standaard 3-assige bewerkingen uit langs de gekantelde oriëntatie.

Deze methode wordt soms ook wel genoemd positionele 5-assige bewerking.

Wat is echt 5-assig CNC-frezen?

Echte 5-assige CNC-freestechnologie maakt het mogelijk gelijktijdige beweging van alle vijf assen tijdens het snijdenDe oriëntatie van het gereedschap verandert voortdurend terwijl de machine materiaal verwijdert.

Deze continue interpolatie stelt het snijgereedschap in staat complexe oppervlakken te volgen met behoud van optimale contacthoeken.

Vanuit kinematisch oogpunt is dit aanzienlijk complexer dan 3+2-assige bewerking en stelt het hogere eisen aan de stijfheid van de machine, de besturingssystemen en de CAM-software.

Kernmechanische en kinematische verschillen

Assynchronisatie

3+2-asDe rotatieassen bewegen alleen tijdens de instelling, niet tijdens het snijden.
Echte 5-assigeDe lineaire en rotatieassen bewegen continu en gelijktijdig.

Dit onderscheid heeft directe invloed op de haalbare geometrie en de continuïteit van het oppervlak.

Gereedschapsoriëntatiecontrole

Bij 3+2-assige bewerking blijft de gereedschapsoriëntatie tijdens het hele bewerkingsproces vast. Dit beperkt de mogelijkheid om zich aan te passen aan veranderende oppervlaktekrommingen.

Bij echte 5-assige bewerking past de gereedschapsoriëntatie zich continu aan, waardoor optimale grip behouden blijft bij complexe geometrieën.

Eisen aan de machinestructuur

Echte 5-assige CNC-routers vereisen:

Hogere structurele stijfheid
Nauwkeurigere componenten voor roterende assen
Geavanceerde servosynchronisatie
Geavanceerde foutcompensatie

3+2-assige systemen zijn mechanisch eenvoudiger en over het algemeen gemakkelijker te onderhouden.

Oppervlaktekwaliteit en geometrische nauwkeurigheid

Oppervlaktecontinuïteit

Bij gebogen of vrije-vormoppervlakken zorgt echte 5-assige bewerking voor vloeiendere overgangen, omdat het gereedschap loodrecht op het oppervlak blijft staan.

Daarentegen benadert 3+2-assige bewerking krommen door middel van gesegmenteerde gereedschapspaden. Dit kan de volgende problemen veroorzaken:

Facetteringseffecten
Gereedschapssporen
Inconsistente oppervlaktestructuur

Voor toepassingen waarbij de oppervlaktekwaliteit direct van invloed is op de functionaliteit of esthetiek, is dit verschil significant.

Nauwkeurigheid over meerdere gezichten

Beide systemen verminderen de noodzaak tot handmatig opnieuw klemmen in vergelijking met 3-assige bewerking. Echte 5-assige systemen behouden echter een continu coördinatensysteem gedurende het hele proces.

Dit is een verbetering:

Uitlijning tussen kenmerken
Positionele nauwkeurigheid
Herhaalbaarheid in complexe onderdelen

Overwegingen met betrekking tot programmering en CAM-software

CAM-complexiteit

3+2-assige programmering is een uitbreiding van standaard 3-assige workflows. Veel CAM-systemen ondersteunen dit met een relatief eenvoudige configuratie.

Voor een echte 5-assige programmering is het volgende vereist:

Geavanceerde gereedschapspadstrategieën
Botsingsdetectie
Machinespecifieke nabewerkers

De programmeertijd is doorgaans langer, maar dit wordt gecompenseerd door een kortere insteltijd en betere bewerkingsresultaten bij geschikte toepassingen.

Risico op botsing

Echte 5-assige bewerking brengt een hoger botsingsrisico met zich mee vanwege de continue beweging van meerdere assen. Nauwkeurige simulatie en verificatie van het gereedschapspad zijn essentieel.

Bij 3+2-assige bewerking is het risico op botsingen lager, omdat de gereedschapsoriëntatie tijdens het bewerken vastligt.

Productie-efficiëntie en verkorting van de insteltijd

Insteltijd

3+2-asVermindert het aantal instelstappen, maar er kunnen nog steeds meerdere herpositioneringsstappen nodig zijn.
Echte 5-assige: Maximaliseert de mogelijkheden van bewerkingen in één enkele opspanning

Wanneer de insteltijd een groot deel van de productiekosten uitmaakt, biedt echte 5-assige bewerking duidelijke voordelen.

Cyclustijd

Vergelijkingen van de cyclustijd zijn afhankelijk van de geometrie van het onderdeel:

Eenvoudige hoekvormen kunnen sneller bewerkt worden op 3+2-assige systemen.
Complexe, doorlopende oppervlakken kunnen doorgaans sneller en schoner bewerkt worden op echte 5-assige systemen.

De efficiëntie moet worden geëvalueerd op het volgende niveau: procesniveau, niet per individuele operatie.

Levensduur van gereedschap en snijdynamiek

Optimalisatie van de snijhoek

Echte 5-assige bewerking zorgt ervoor dat het snijgereedschap optimale aangrijphoeken behoudt. Dit leidt tot verbeteringen in:

Chipafvoer
Warmteafvoer
Levensduur van het gereedschap

Bij 3+2-assige bewerking zijn de snijhoeken vast en mogelijk niet optimaal over het gehele oppervlak.

Trillingen en stabiliteit

Een betere gereedschapsoriëntatie vermindert de snijkrachten en trillingen. Bij langere productieruns draagt dit bij aan consistentere resultaten en lagere onderhoudskosten.

Toepassingsgerichte vergelijking

Wanneer 3+2-assig CNC-frezen voldoende is

Schuine vlakke oppervlakken
Onderdelen met beperkte kromming
Lage tot gemiddelde complexiteit
Budgettaire of vaardigheidsbeperkingen

3+2-assige systemen zijn vaak een efficiënte opstap naar meerassige bewerking.

Wanneer echt 5-assig CNC-frezen noodzakelijk is

Doorlopende gebogen oppervlakken
Ondersneden kenmerken
Hoge eisen aan de oppervlakteafwerking
Strikte toleranties voor meerdere zijden
Complexe mallen of prototypes

In deze gevallen bereiken 3+2-assige systemen hun praktische grenzen.

Afwegingen tussen kosten, vaardigheden en operationele aspecten

Apparatuur- en operationele kosten

Echte 5-assige CNC-routers omvatten:

Hogere initiële investering
Complexer onderhoud
Geavanceerde operatortraining

Voor geschikte toepassingen kunnen de totale eigendomskosten echter lager uitvallen vanwege minder instelwerk en herwerkzaamheden.

Vereiste vaardigheden

Voor echte 5-assige bewerking is het volgende vereist:

CAM-expertise
Inzicht in meerassige kinematica
Procesplanningsvaardigheden

Zonder deze elementen kan de capaciteit van de machine onderbenut worden.

Besluitvormingskader voor fabrikanten

Bij de keuze tussen 3+2-assig en echt 5-assig CNC-frezen, moet u rekening houden met het volgende:

Geometrische complexiteit
Kwaliteitseisen voor het oppervlak
Instel- en uitlijningsbeperkingen
Productievolume en herhaalbaarheid
Beschikbare technische expertise

Als uw beperkingen geometrisch en procesgerelateerd zijn, kan een echt 5-assenmodel gerechtvaardigd zijn. Als ze voornamelijk positioneel zijn, kan een 3+2-assenmodel volstaan.

Veelgestelde vragen

Is 3+2-assige bewerking hetzelfde als 5-assige bewerking?

Bij 3+2-assige bewerking worden vijf assen gebruikt, maar slechts drie bewegen tegelijk tijdens het snijden.

Verbetert een echte 5-assige bewerking altijd de oppervlakteafwerking?

Het verbetert de oppervlakteafwerking op complexe rondingen, maar biedt mogelijk geen voordelen bij eenvoudige geometrieën.

Is het programmeren van echte 5-assige bewerkingen lastiger?

Ja. Daarvoor zijn geavanceerde CAM-software en ervaren programmeurs nodig.

Kunnen 3+2-assige machines ondersnijdingen verwerken?

Beperkte ondersnijdingen zijn mogelijk, maar complexe ondersnijdingen vereisen over het algemeen echte 5-assige bewerking.

Welke is beter voor het maken van mallen?

Complexe matrijsvormen profiteren doorgaans van echte 5-assige bewerking vanwege de oppervlaktecontinuïteit en de goede toegankelijkheid van het gereedschap.

Is de 3+2-as een goede overgangsoptie?

Ja. Veel fabrikanten gebruiken 3+2-assige systemen voordat ze overstappen op volledige 5-assige mogelijkheden.

Conclusie

3+2-assige en echte 5-assige CNC-freesmachines zijn geen concurrerende technologieën, maar gereedschappen die geschikt zijn voor verschillende complexiteitsniveaus. Inzicht in de mechanische, kinematische en operationele verschillen stelt fabrikanten in staat om weloverwogen beslissingen te nemen op basis van de werkelijke productiebehoeften.

De juiste configuratie kiezen garandeert efficiënte bewerking, constante kwaliteit en duurzame productieprestaties op de lange termijn.

Productcategorieën

Recent nieuws

Waarom voor ons kiezen

1. Ervaren CNC-fabrikant.

2. Sterke R&D en innovatie.

3. Hoogwaardige machineonderdelen.

4.Op maat gemaakte oplossingen beschikbaar.

5. Strikte kwaliteitscontrole.

6. Snelle productie en levering.

7. Professionele technische ondersteuning.

8.Concurrerende fabrieksprijzen.

9. Vertrouwd door klanten over de hele wereld.

10. Alles-in-één CNC-oplossingen.