CNC 5-assige molen zal de mogelijkheden van uw werkplaats vergroten

In de gemeenschap van de fabrikant wordt de term "CNC" vaak gebruikt om CNC-frezen aan te duiden, dat wil zeggen het proces met de spil als gereedschapskop. Het is echter vermeldenswaard dat CNC niet alleen kan worden gebruikt voor frezen, maar ook voor meer toepassingen.

Voor de toepassing van dit artikel is CNC-frezen een snijgereedschap dat systematisch materiaal verwijdert om de uiteindelijke geometrie te produceren. Bij dit aftrekproces converteert de computer het CAD-ontwerp naar coördinaten en zet het vervolgens om in een snijgereedschap om materiaal te verwijderen en de instructies van het uiteindelijke object weer te geven.

5-assig CNC-frezen ontrafeld

Vijfassige CNC-freesmachines zijn simpelweg geavanceerde varianten van gewone freesmachines waarbij het snijgereedschap tegelijkertijd langs vijf verschillende assen beweegt. Alleen dankzij deze bewegingsvrijheid kunnen complexe geometrieën worden gecreëerd. Gewone 3-assige CNC-machines, populair bij liefhebbers, kunnen de snijspindel eenvoudigweg niet verplaatsen op een manier die bijvoorbeeld gedeeltelijke holtes en uitsteeksels creëert zonder het materiaal halverwege het proces handmatig aan te passen.

Typische materialen voor CNC-frezen:

● koolstofvezel

● aluminium

● titanium

● hout (artistieke en designtoepassingen)

Vanwege het vermogen om complexe onderdelen te vervaardigen van sterke, duurzame materialen, is de 5-assige CNC een veelgebruikte productie- en prototypeoplossing in de luchtvaartindustrie die complexe onderdelen met uitzonderlijke sterkte vereist.

Wiskundige lezers in het publiek kunnen zich afvragen waar de twee extra assen precies vandaan komen. Het cartesiaanse coördinatensysteem heeft immers maar 3 assen:X, Y en Z. Maar het is echt heel eenvoudig:een 5-assige CNC voegt een extra "rotatie-as" toe rond elk van de X- en Y-assen.

Het bovenstaande diagram toont zes assen. Rotatie rond de verticale Z-as bestaat op sommige machines, maar in feite zijn 6-assige CNC-freesmachines een zeldzaam ras omdat de zesde as weinig voordeel oplevert.

::Zie producten:5-assige bewerkingscentra

5 assen in een wereld met drie assen

Er zijn twee mechanische manieren waarop CNC-freesmachines 5-assige efficiëntie kunnen bereiken:

draai de gereedschapskop
verplaats de tafel (en het materiaalblok)
Machines met een draaibare kop, zoals de naam al aangeeft, kunnen de gereedschapskop rond een blok materiaal manoeuvreren om onder verschillende hoeken in krappe ruimtes te komen. Een van de voordelen van deze methode is dat je een groter, zwaarder werkstuk kunt bewerken omdat het blok materiaal gedurende het hele proces stationair blijft.

Aan de andere kant bereikt een CNC-frees die het object op de tafel beweegt, ook wel pin genoemd, twee extra assen van vrijheid door de tafel te draaien waarop het materiaal is geplaatst. De voordelen van deze aanpak zijn snelheid en stabiliteit, hoewel objecten die te groot of te zwaar zijn niet op deze manier kunnen worden geroteerd.

Maar 5-assige CNC-frees heeft enkele complicaties, vooral bij het frezen van dingen. Er is bijvoorbeeld een duidelijk onderscheid tussen de twee benaderingen die worden gebruikt om 5-assige snijmogelijkheden te bereiken:de continue methode en de 3 + 2-assige methode. De namen geven op de een of andere manier definities.

Het continue 5-assige CNC-systeem vereist een continue aanpassing van het snijgereedschap in alle 5 assen om de punt optimaal loodrecht op het snijoppervlak te houden. De 3 + 2-methode daarentegen vergrendelt het element onder een hoek die wordt bepaald door de rotatie-assen rond X en Y, terwijl de gereedschapskop in 3 assen beweegt om het onderdeel te snijden.

Continu frezen vs 3 + 2 assen

Misschien vraagt ​​u zich af wat de belangrijkste voordelen zijn van continu CNC? Snelheid. U hoeft het snijden niet te onderbreken om de oriëntatie van onderdelen meerdere keren tijdens het proces te veranderen, de continue 5-assige CNC-frees is sneller. Het is echter vermeldenswaard dat de constant bewegende gereedschapskop meer bewegende delen (hogere slijtage) en geavanceerde botsingsdetectie vereist. Het is dus mechanisch en programmatisch ingewikkelder om succesvol uit te voeren.

Dit roept een belangrijk probleem op in de 5-assige wereld:botsingen. Met zware snijgereedschappen en stukken materiaal die met hoge snelheid alle kanten opvliegen, is het erg belangrijk om ervoor te zorgen dat er niets botst. Maar de machine leren bijhouden waar alles zich in de 3D-ruimte bevindt, blijkt een grote software-uitdaging te zijn.

Softwarekant

Over software-uitdagingen gesproken, het converteren van een 3D-ontwerp van een CAD-softwarebestand naar een fysiek gereedschapspad is ook een grote technische prestatie. Slechts enkele van de meest geavanceerde softwaretools kunnen in de echte wereld echt vloeiende resultaten leveren.

Het is niet moeilijk om de overeenkomsten tussen 5-assig frezen en 3D-printen te zien, dus je kunt je afvragen hoe deze twee processen zich verhouden. Het korte antwoord is:3D-printen en CNC zijn toevoegingen, geen vervangingen, waarbij CNC wordt gebruikt voor de sterkste en moeilijkste onderdelen.

Het voor de hand liggende verschil is dat het 5-assige CNC-systeem vooral in industriële toepassingen te vinden is. Ook 3D-printen is in deze wereld aanwezig in de vorm van SLS-machines die een laser gebruiken voor de aanvullende productie van een object uit een groot poederbad. Hoewel beide kunnen werken met materialen van professionele kwaliteit zoals aluminium, is een probleem met SLS 3D-printen de prestaties.

Frezen versus 3D-printen

Hier is de korte versie:
Industrieel 3D-printen kan langere doorlooptijden hebben.
CNC-frezen kan het grondstofverbruik voor de meeste ordergroottes verminderen.
In het SLS 3D-printproces kan het volledige volume van de printkamer moet worden gevuld met poeder om één onderdeel te produceren, ongeacht de grootte. Niet alle ongebruikte poeders kunnen opnieuw worden gebruikt, omdat tijdens het printen de hele kamer met het poeder moet worden verwarmd. Als gevolg hiervan moeten afdruktaken systematisch in de wachtrij worden geplaatst en gestapeld om het volume poeder dat in elke cyclus wordt gebruikt te maximaliseren en ongebruikte ruimte te verminderen, omdat een deel van dat ongebruikte poeder gewoon wordt verspild.

CNC-frezen heeft over het algemeen geen dergelijke beperkingen:zolang een blok materiaal ongeveer zo groot is als het voltooide model, wordt het overschot afgebroken om de uiteindelijke geometrie te krijgen, ongeacht hoe groot of klein het model is. Er wordt niet veel materiaal verspild, op voorwaarde dat het oorspronkelijke blok materiaal qua grootte vergelijkbaar is met het uiteindelijke onderdeel. Bovendien kan voor sommige CNC-materialen, zoals aluminium, het gesneden materiaal zelfs worden ingezameld en gerecycled.

Een kleine vermelding

Hoewel niet zo veel gebruikt als SLS, gebruikt elektronenstraalsmelten (EBM), een andere industriële 3D-printmethode, minder materiaal. Dit komt omdat het niet nodig is om een ​​bepaald volume te vullen, het "vuurt" in feite bouwmateriaal af tijdens het maken ervan.