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Qu'est-ce que l'usinage CNC 5 axes ?
L'usinage CNC à 5 axes implique l'utilisation d'outils de coupe qui se déplacent simultanément sur cinq axes différents. Il existe trois axes linéaires (X, Y et Z) ainsi que les quatrième et cinquième axes appelés axe A (axe de la table inclinable) et axe B (axe de rotation de la table) pour l'usinage de pièces très complexes.
L'outil de coupe se déplace latéralement sur l'axe X, verticalement sur l'axe Y et d'avant en arrière sur l'axe Z. L'usinage CNC 5 axes augmente la capacité d'une machine CNC à déplacer des pièces ou un outil de coupe sur cinq axes différents simultanément, ce qui offre à l'outil de coupe un avantage multidirectionnel par rapport à l'usinage 3 axes.
L'usinage 5 axes permet aux machinistes de travailler sur jusqu'à cinq surfaces ou côtés d'une pièce en une seule opération, ce qui en fait un processus très efficace et efficient. De plus, les centres d'usinage 5 axes améliorent la fonctionnalité des axes linéaires avec sa table rotative inclinable, lui permettant d'usiner des géométries très complexes.
Usinage CNC 3 axes ou 5 axes
Les 3 axes fraisage CNC les machines travaillent sur des pièces avec trois axes, tandis que les machines à 5 axes utilisent respectivement cinq axes. L'usinage CNC 3 axes et 5 axes sont des méthodes de fabrication polyvalentes, reproductibles et automatisées qui permettent une production rapide et rentable de composants précis. Cependant, vous pouvez envisager d’utiliser l’un plutôt que l’autre en raison de certains facteurs.
L'usinage 3 axes peut être la meilleure option lorsque vous travaillez avec un budget limité ou lorsque vous coupez uniquement des surfaces planes. En plus d'être plus abordables que l'usinage 5 axes, les machines CNC 3 axes sont simples à programmer, excluant les coûts liés au travail avec des programmeurs et machinistes experts coûteux. De plus, l’usinage 3 axes utilise un temps de préparation plus court.
Cependant, l’usinage 5 axes est votre meilleur choix si vous devez produire des composants à géométrie complexe. L’utilisation de machines CNC 5 axes permet d’usiner des pièces de tous côtés car elle ne nécessite aucune rotation manuelle. Il offre une production plus élevée, une plus grande précision, une flexibilité de mouvement accrue et la capacité de grand usinage CNC.
Avantages de l'usinage CNC 5 axes
L'usinage 5 axes est un processus d'usinage efficace adapté à un large éventail d'applications dans différentes industries. Il offre une efficacité et une précision élevées pour les pièces. Voici quelques-uns des avantages de l’utilisation de l’usinage 5 axes :
Processus qui fait gagner du temps
L'utilisation d'une machine CNC à 5 axes permet d'exécuter les opérations d'usinage plus rapidement dans le centre d'usinage universel. Les centres d'usinage à 5 axes peuvent traiter des pièces usinées sur cinq côtés, permettant ainsi d'effectuer le travail plus rapidement et plus efficacement dans le cycle de production. Un seul réglage suffit pour usiner des milliers de pièces, ce qui permet d'économiser du temps et des ressources. En conséquence, le processus d’usinage devient une solution rentable qui accélère le processus de développement de votre produit.
L'outil dans la machine verticale à 5 axes est utilisé pour maintenir la forme verticale de la surface d'usinage du moule complexe, améliorant ainsi le taux d'utilisation de la broche. Le principe d'usinage 5 axes est idéal pour le fraisage en chanfrein car il élimine les lignes en forme de nervure créées par les fraises à billes. Cela donne au moule une meilleure qualité de surface, réduisant ainsi le besoin de nettoyer sa surface manuellement.
Maintenir une coupe optimale
Les performances de coupe des machines CNC se détériorent progressivement en mode de coupe 3 axes lorsque la trajectoire de l'outil se déplace vers le bord ou le haut de la pièce usinée. Cependant, il serait préférable de déplacer le plateau tournant pour obtenir les meilleures conditions de coupe.
De même, pour traiter entièrement un plan irrégulier, vous devez utiliser un plateau tournant carrelé pour déplacer le plateau plusieurs fois et dans des directions différentes. De plus, l'usinage 5 axes peut créer une meilleure qualité de surface en évitant que la vitesse centrale de la fraise à bille n'atteigne 0.
Améliorer la précision d'usinage
L'usinage 5 axes nécessite des réglages minimes, ce qui améliore sa précision, et des réglages supplémentaires sur la machine ne feront qu'entraîner davantage d'erreurs. Les paramètres minimaux permettent de prolonger la durée de vie d'outils spécifiques, principalement en raison de la durée de vie de certains outils plus courts.
Le problème de la précision du repositionnement multiple de la pièce à des angles complexes peut être résolu grâce à la technologie d'usinage à 5 axes. En plus de gagner du temps, cela améliore considérablement les tolérances d'usinage pour usinage sur mesure. De même, cela réduit le coût élevé de production de plusieurs luminaires à l’aide de méthodes conventionnelles. L'usinage 5 axes permet d'usiner des pièces présentant des spécifications complexes telles que des évidements de cavités sur des surfaces difficiles, un usinage conique, un perçage, etc., inaccessibles avec les méthodes d'usinage traditionnelles.
Grande productivité
L'usinage 5 axes peut réduire considérablement le temps d'usinage et le temps auxiliaire des pièces. Elle dispose d'une large gamme de vitesses de broche et d'avances qui confèrent à la machine sa capacité de coupe importante. L'usinage 5 axes fait progresser l'ère de la fabrication à grande vitesse, ce qui en fait un processus d'usinage privilégié. Le positionnement des axes, la vitesse de coupe élevée et le mouvement rapide réduisent le temps d’exécution des produits semi-finis et améliorent la précision et l’efficacité de la production.
Traitement de surface de haute qualité
L'usinage 5 axes permet de produire des pièces avec une finition de surface de haute qualité. Les pièces usinées ont généralement une excellente proximité avec l'outil de coupe, car celui-ci est souvent plus court sur les machines à 5 axes. Les machines CNC à 5 axes créent une finition de surface de haute qualité avec ses deux derniers axes, permettant l'utilisation d'outils de coupe plus courts qui produisent moins de vibrations.
Possibilité de créer des pièces complexes
La possibilité de découper des formes complexes est un autre avantage de l’utilisation de la machine CNC à 5 axes. Les cinq axes de la machine CNC traitent les pièces selon leurs exigences exactes à l'aide d'une seule configuration. Le mouvement supplémentaire dans cet agencement permet la fabrication d'arcs et d'angles. Cependant, dans le passé, ces machines CNC nécessitaient plusieurs configurations et des tonnes de fonctionnalités uniques pour usiner les angles et les arcs.
Inconvénients de l'usinage CNC 5 axes
Il n’en demeure pas moins que la plupart des fabricants ont pris conscience des énormes avantages de la technologie 5 axes dans différents domaines de production. Les fabricants l'utilisent désormais comme une solution viable lorsqu'ils rencontrent des difficultés complexes lors de la conception et de la fabrication de pièces aux surfaces complexes. Cependant, voici quelques-unes des contraintes de l'usinage CNC 5 axes :
Complexe et difficile à programmer
L'usinage 5 axes est plus complexe et plus difficile à réaliser car il diffère de l'usinage 3 axes. Il comporte trois mouvements linéaires et deux mouvements de rotation. La trajectoire spatiale du mouvement complexe est compliquée et généralement difficile à comprendre. Par exemple, plusieurs transformations et calculs géométriques spatiaux complexes sont nécessaires pour traiter la surface de forme libre souhaitée dans l’espace.
De plus, la disposition des mouvements de chaque axe doit être prise en compte pour éviter les collisions, les interférences et les mouvements d’interpolation appropriés. Cependant, la programmation est plus difficile pour garantir la précision d'usinage et la qualité de surface souhaitées.
Le coût est trop élevé
Le coût d’acquisition d’une machine-outil CNC 5 axes et du logiciel nécessaire est bien plus élevé que celui d’un centre d’usinage standard à trois axes. Pendant ce temps, la maintenance de cette machine CNC est plus complexe que celle des machines ordinaires. Ces facteurs influencent le coût des pièces produites dans le processus d'usinage 5 axes, le rendant plus élevé que l'usinage 3 axes standard.
Exigences techniques élevées pour les opérateurs
L'usinage 5 axes est une technologie moderne et sophistiquée que les machinistes ou spécialistes doivent opérer avec un savoir-faire technique. Elle se distingue des machines-outils standard à trois axes, allant de la programmation unique à l'opération d'usinage. En conséquence, vous avez besoin d’opérateurs hautement qualifiés pour faire fonctionner les machines, ce qui entraîne une augmentation des coûts de main-d’œuvre.
Pourquoi choisir l'usinage CNC 5 axes plutôt que d'autres techniques ?
Choisir entre l'usinage 5 axes et d'autres techniques d'usinage peut être difficile. Cependant, certains facteurs essentiels doivent être pris en compte lors du choix. Voici un comparatif qui vous aidera à faire le choix idéal :
Usinage CNC 5 axes vs usinage CNC 3+2 axes
La plupart des gens confondent souvent ces deux techniques. L'usinage 5 axes ou 5 axes continus implique la rotation constante des outils de coupe le long de cinq axes. D'autre part, l'usinage 3+2 axes exécute un programme à 3 axes tout en maintenant l'outil de coupe verrouillé selon un angle, et les deux axes rotatifs différents déterminent l'angle auquel l'outil de coupe est verrouillé.
La vitesse de l'usinage 5 axes est l'avantage qu'il a sur l'usinage 3+2 axes. Les machines CNC 3+2 axes démarrent et s'arrêtent souvent entre chaque orientation d'outil, ce qui entraîne un retard dans le temps de production. Cependant, l'usinage 5 axes réalise les opérations de coupe en une seule procédure. De plus, l'usinage 5 axes est idéal pour usinage CNC complexe, tandis que l'usinage 3+2 axes est idéal pour le traitement de surfaces planes.
Le coût de l'usinage avec des machines CNC 5 axes est nettement inférieur à celui de l'usinage 3+2 axes car il nécessite moins de pinces et aucun montage spécial. Néanmoins, la programmation de la technologie 5 axes est beaucoup plus complexe que celle de l'usinage CNC 3+2 axes.
Usinage CNC 5 axes vs impression 3D
La méthode d’usinage 5 axes est soustractive, contrairement à la technique de fabrication additive 3D, qui consiste à construire les pièces une couche à la fois. Bien que ces technologies aient un mode de fonctionnement opposé, leur application est davantage interconnectée. Les deux méthodes offrent un délai d’exécution rapide, d’excellents états de surface, une grande précision et une répétabilité accrue.
Les coûts d’installation initiaux de la technique d’impression 3D sont minimes car elle ne nécessite pas d’outillage ou de montage spécial. Cependant, les centres d'usinage CNC à 5 axes offrent une meilleure précision dimensionnelle que l'impression 3D et peuvent créer avec précision des pièces petites et très grandes. Vous aurez besoin d’opérations de post-traitement supplémentaires pour obtenir des tolérances extrêmement serrées avec l’impression 3D.
Travaillez avec AT-Machining pour l'usinage CNC 5 axes
Après avoir discuté en détail de tout ce que vous devez savoir sur l’usinage 5 axes, vous devriez maintenant suffisamment bien comprendre la technique pour prendre le contrôle de votre expérience de fabrication. Sans aucun doute, les machines CNC à 5 axes rendent la fabrication plus accessible, garantissant une production plus rapide et plus rentable de pièces avec une grande précision et exactitude.
Travailler avec un spécialiste de l’usinage CNC est essentiel pour mener à bien votre projet. AT-Usinage est un fournisseur de services d'usinage CNC certifié et renommé dans le monde entier. Nous disposons de plusieurs machines CNC avancées à 3, 4 et 5 axes pour vous offrir des pièces usinées CNC de haute qualité à des prix compétitifs. Nos centres d'usinage universels 5 axes offrent une précision optimisée pour les pièces complexes.
Notre équipe d'ingénieurs et de machinistes hautement qualifiés offre tout le soutien nécessaire pour vous guider à travers notre large gamme de technologies d'usinage et de matériaux de qualité production pour les meilleurs résultats. N’hésitez pas à nous contacter dès aujourd’hui et discutons de votre prochain projet. Veuillez télécharger votre fichier de conception pour un devis instantané.
FAQ
Comment fonctionne une machine 5 axes ?
Une machine à 5 axes dépend d'un ensemble d'instructions informatiques pour contrôler le mouvement de l'outil de coupe. Ces instructions sont intégrées dans un modèle CAO 3D créé par des machinistes, qui est ensuite converti en programme informatique (G-code) à l'aide d'un logiciel de FAO. Le G-code contient des instructions qui guident le mouvement des outils de coupe le long des axes linéaires (axes X, Y et Z) et le mouvement de la table de travail le long des axes rotatifs (axes A et C) pour créer les pièces préférées.
Pourquoi utiliser l'usinage 5 axes ?
Lorsque vous utilisez des machines 5 axes, vous pouvez usiner une pièce de tous les côtés. Ces machines à 5 axes offrent une plus grande précision, un rendement plus élevé et une grande liberté de mouvement. De même, il vous permet de fabriquer des pièces plus importantes plus rapidement et plus facilement.
Quelle est la différence entre l'usinage CNC à 3, 4 et 5 axes ?
La complexité du mouvement de l'outil de coupe et de la pièce à usiner marque la différence significative entre l'usinage CNC à 3, 4 et 5 axes. De même, la complexité de la pièce à usiner détermine souvent quel axe utiliser entre l’usinage à 3, 4 ou 5 axes.
