Die 3-Achsen-Bearbeitung ist auf dem Weg zu neuen Höhen. Obwohl sie recht erschwinglich ist und bei einfachen Konstruktionen hervorragende Ergebnisse liefert, werden weitere Forschungen angestellt. Die 3-Achsen-Bearbeitung zum Beispiel erhöht den Wert der additiven Fertigung.
Quelle: Hybride additive und subtraktive Werkzeugmaschinen (Joseph M. Flynn)
Sie haben ein Stück Metall in der Hand und möchten daraus ein tolles Getriebe oder eine schicke Handyhülle machen. Hier spielt die 3-Achsen-Bearbeitung eine wichtige Rolle. Können Sie sich vorstellen, dass irgendein Gegenstand um Sie herum, ob aus Kunststoff oder Metall, punktgenau bearbeitet wird? Alle Metallgegenstände mit präziser Endbearbeitung werden mit CNC-Maschinen bearbeitet. Sie durchlaufen einen komplexen Prozess, an dessen Ende ein feines Metallteil steht.
Sie können an verschiedene Motorteile und komplizierte Metallobjekte denken, die auf mehreren Maschinen bearbeitet werden. Eine 3-Achsen-Maschine erledigt die Aufgabe in der Regel perfekt und zu niedrigeren Preisen als eine 5-Achsen-Maschine. Möchten Sie dennoch mehr über diese Fräsmaschine erfahren? Lassen Sie uns jedes Detail erforschen!
Was ist 3-Achsen-Bearbeitung?
Diese Art der Bearbeitung funktioniert in drei Hauptrichtungen: X, Y und Z. Denken Sie einfach über den Tellerrand hinaus, um das Konzept zu begreifen. Mit X bewegen Sie sich nach links und rechts, mit Y vorwärts und rückwärts, und mit Z nach oben und unten.
3-Achsen-Fräsmaschinen bieten eine angemessene Bewegungskontrolle, so dass sie als gute Option für alle Arten von Materialien gelten.
Beispiel einer 3-Achsen-Bearbeitung:
Sie haben ein Stück Metall und möchten etwas Erstaunliches auf dessen Oberseite gravieren. Zu diesem Zweck wird ein 3-Achsen-Bearbeitungswerkzeug alle Funktionen vom Schneiden bis zum fertigen Teil übernehmen! Sie ist wie eine außergewöhnlich feine Schnitzmaschine. Zum Beispiel dreht sie den Bohrer in drei Dimensionen:
- Von links nach rechts (X)
- Von vorne nach hinten (Y)
- Und auf und ab (Z).
Die Genauigkeit der 2-Achsen-CNC-Fräsmaschine hängt von drei Dingen ab:
- Perfektes Design
- Material
- Befehl des Bedieners über die Maschine
Die 3-Achsen-Bearbeitung eignet sich für Teile, die nicht stark gekrümmt sind. Beispiele sind flache Platten mit Löchern oder Nuten und Blöcke mit einfachen Stufen. Es handelt sich um eine 2D-Zeichnung, die in 3D zum Leben erweckt wird. Die Einfachheit liegt jedoch in der Genauigkeit. Die computergesteuerte Maschine führt diese Aufgabe perfekt aus, so dass alle Ihre Teile die gleiche Größe und Form haben werden.
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Wie funktioniert die 3-Achsen-Bearbeitung?
Die Arbeit von 3-Achsen-CNC-Maschinen erfolgt in 6 Schritten. Wir werden jeden Schritt einzeln beschreiben.
- Entwurfsvorbereitung: Der erste Schritt ist der Entwurf, der mit einer CAD-Software (Computer-Aided Design) erstellt wird. Dieses Programm gibt:
- Genaue Abmessungen
- Formen
- Und Merkmale des Objekts.
- CAM-Konvertierung: Die CAD-Konstruktion wird dann in eine Reihe von Anweisungen für die 3-Achsen-Maschine umgewandelt
- Einrichten der Maschine: Das Werkstück (das zu bearbeitende Material) wird sicher auf dem Arbeitstisch der Maschine fixiert. Der Bediener wählt das Schneidwerkzeug aus und überträgt später den Konstruktionscode an die Maschinensteuerung.
- Bearbeitungsverfahren: Die Maschine folgt den programmierten Anweisungen. Das Schneidewerkzeug bewegt sich entsprechend dem Programm entlang der X-, Y- und Z-Achse. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis Sie das endgültige Teil erreicht haben. Es besteht auch die Gefahr von Materialverschwendung.
- Kühlmittel Anwendung:In der Regel wird ein Kühlmittel (oft eine Lösung auf Wasserbasis) auf das Schneidwerkzeug aufgetragen. Es bietet mehrere Vorteile, wie zum Beispiel:
- Abkühlung der Schneidzone
- Verringerung der Reibung und des Verschleißes des Werkzeugs
- Und eine verbesserte Oberflächenbearbeitung.
Beispiel:
Wenn Sie mit Legos bauen würden, wäre die 3-Achsen-Bearbeitung vergleichbar mit einem Werkzeug, das ein einzelnes Lego-Teil genau schneiden und formen kann. Sie können alle Arten von ausgefallenen Objekten herstellen, aber ihnen fehlen vielleicht die harten Kurven und Winkel, die andere fortschrittliche Metallobjekte haben.
Gängige 3-Achsen-Maschinen
Bei der 3-Achsen-Bearbeitung werden verschiedene Maschinentypen eingesetzt:
Der Unterschied bei der 3-Achsen-Bearbeitung liegt in der Art der Maschine, die sie durchführt, obwohl diese Fräswerkzeuge denselben drei Richtungen folgen (X, Y und Z). Hier ist ein kurzer Überblick über einige gängige Beispiele:
CNC-Fräsmaschinen - Diese sind leistungsstarke Werkzeuge, mit denen flache Teile hergestellt werden können:
- Taschen
- Schritte
- Taschen
Stellen Sie sich einen leistungsstarken Bohrer vor, der sich in alle Richtungen bewegen kann, um Material präzise zu entfernen.
CNC-Bearbeitungszentren - Sie sind wie ein kompletter Werkzeugkasten in einer Maschine, da sie gleichzeitig Löcher bohren, Gewinde schneiden und Oberflächen fräsen können. Sie sind ideal für komplizierte Teile, die mehrere Arbeitsgänge erfordern.
CNC-Drehmaschinen - Das Werkstück dreht sich, während ein Schneidwerkzeug es formt. CNC-Drehmaschinen eignen sich hervorragend für die Herstellung zylindrischer Objekte wie Achsen oder Rohre.
CNC-Fräser - Stellen Sie sich eine ultrastarke Oberfräse für Ihre Werkstatt vor, nur größer und viel genauer. Solche Maschinen eignen sich gut für das Schneiden von großen Holzplatten, Kunststoffen oder sogar weicheren Metallen.
CNC-Graviermaschinen - In Bezug auf die Detailgenauigkeit sind sie führend, da sie sehr kleine Schneidwerkzeuge verwenden, um Muster in verschiedene Materialien zu gravieren. Stellen Sie sich einen extrem präzisen Stift vor, mit dem Sie alles auf Metall, Kunststoff oder sogar Glas gravieren können, was Sie wollen.
CNC-Plasma-Schneider - Plasmaschneidanlagen sind hocheffektiv, wenn es darum geht, dicke Bleche mit Präzision, Geschwindigkeit und Effizienz zu schneiden. Das macht sie zu einem wertvollen Werkzeug für eine breite Palette industrieller Anwendungen, insbesondere wenn Sie Folgendes benötigen Plasmaschneiddienst um saubere, präzise Schnitte für größere Stahlteile zu erzielen. Ihre Fähigkeit, komplizierte Konstruktionen zu bearbeiten und hochwertige Ergebnisse zu liefern, macht sie zu einer bevorzugten Wahl für viele Bearbeitungsprojekte.
Anwendungen der 3-Achsen-Bearbeitung
Die Drei-Achsen-Bearbeitung mag einfach klingen, aber sie ist unglaublich vielseitig! Denn mit dieser Bearbeitungsmethode lassen sich exakte Formen für viele verschiedene Branchen herstellen. Hier sind einige Bereiche, in denen die 3-Achsen-Bearbeitung tadellose kundenspezifische Frästeile liefert:
Automobilindustrie: Wenn Sie das nächste Mal mit Ihrem Auto unterwegs sind, werfen Sie doch einfach mal einen Blick in die Motorhaube. Die meisten Motorenteile, wie Kolben und Getriebe, werden wahrscheinlich durch 3-Achsen-Bearbeitung geformt. So wird sichergestellt, dass alle Komponenten perfekt zusammenpassen und eine reibungslose Fahrt ermöglichen.
Luftfahrt: Sicherheit ist das A und O bei Flugzeugen und Raumschiffen. Die 3-Achsen-Bearbeitung ermöglicht die in Flugzeugen benötigten hochpräzisen und langlebigen Teile. Denken Sie an Tragflächenkomponenten oder Triebwerksteile, die stabil und dennoch leicht sein müssen.
Medizinisch: Medizinische Geräte und Implantate erfordern oft komplizierte Details, um zu funktionieren. Diese speziellen medizinischen Werkzeuge, von empfindlichen chirurgischen Instrumenten bis hin zu komplexen Gelenkersatzteilen, werden durch 3-Achsen-Bearbeitung hergestellt.
Elektronik: Wir sind von vielen Geräten abhängig, von Telefonen bis hin zu Laptops, deren Teile oft mit 3-Achsen-Fräsprodukten hergestellt werden. Das 3-Achsen-Fräsen verbessert die Leistung von Gehäusen und internen Komponenten erheblich.
Alltägliches Spielzeug: Wie werden diese coolen Plastikspielzeuge hergestellt? Die meisten Formen, die für das Spritzgießen verwendet werden, werden durch 3-Achsen-Bearbeitung hergestellt, die präzise Formen für Artikel gewährleistet, die für die Massenproduktion bestimmt sind.
Bauwesen: Auch die Konstruktion kann von der Drei-Achsen-Bearbeitung profitieren. Einige Strukturelemente, insbesondere solche, die präzise Schnitte oder Formen erfordern, können passgenau bearbeitet werden.
Juwelen: Schauen Sie sich dieses fein gearbeitete Schmuckstück einmal genauer an. Mit der 3-Achsen-Bearbeitung lassen sich schöne und präzise Details auf Edelmetallen herstellen.
Vorteile der 3-Achsen-Bearbeitung
Die 3-Achsen-CNC-Bearbeitung bietet unzählige Vorteile. Im Folgenden haben wir einige herausragende Vorteile genannt:
Am besten für einfache Designs: Es erfordert Bewegungen in nur drei Richtungen - rechts-links, vorwärts-rückwärts und oben-unten - diese machen es einfacher zu programmieren und zu verwenden als die komplexen. Das bedeutet, dass Ihr Projekt viel schneller fertiggestellt werden kann.
Präzise Teile: Sie konzentriert sich auf die Herstellung von flachen oder leicht gewölbten Oberflächen, die sich für eine Vielzahl von alltäglichen Teilen wie Halterungen, Zahnräder oder Schalttafeln eignen. Wenn eine einfachere Maschine diese Aufgabe erledigen kann, ist eine teure Maschine nicht nötig!
Kostengünstig: Im Allgemeinen sind 3-Achsen-Werkzeuge weniger teuer als kompliziertere Maschinen, sowohl was die Anschaffungskosten als auch die Wartungskosten betrifft. Daher bevorzugen die meisten Menschen das 3-Achsen-Fräsen, weil es im Vergleich zum 5-Achsen-Fräsen günstiger ist.
Genauigkeit: Mit dem Drei-Achsen-Fräsen lassen sich hochpräzise Teile herstellen. Der Prozess ist dank computergesteuerter Bewegungen und scharfer Schneidwerkzeuge recht einfach.
Nachteile der 3-Achsen-Bearbeitung
3-Achsen-Maschinen haben auch einige Nachteile, die sie im Vergleich zu 5-Achsen-Maschinen zu einer weniger wichtigen Wahl machen.
Schlechte Leistung bei der Herstellung komplexer Formen: Für 3-Achsen-Maschinen ist es unmöglich, Superformen zu krümmen und schräge Schnitte an ihrem Rand auszuführen. Sie haben jedes Mal Schwierigkeiten, wenn sie komplexe Designs fräsen. Das liegt an der begrenzten Winkelreichweite. Auch der Materialabfall ist höher.
Zeitaufwendig: Bei komplexen Teilen, die viele Seiten haben, müssen Sie das Metall möglicherweise in verschiedenen Positionen festhalten und jede Seite neu bearbeiten. Dies erfordert mehr Zeit und Mühe, als wenn sich die Maschine in mehrere Richtungen bewegt.
Begrenzte Reichweite: So genau die 3-Achsen-Bearbeitung auch sein mag, sehr komplexe Oberflächen oder winzige Merkmale können damit nicht hergestellt werden. Für Ihr Design, das kleine Löcher oder sanfte Kurven benötigt, benötigen Sie möglicherweise eine anspruchsvollere Werkzeugmaschine.
3-Achsen-Bearbeitung vs. 5-Achsen-Bearbeitung
Zuvor haben wir uns mehr auf die 3-Achsen-Bearbeitung konzentriert. Aber es gibt auch eine fortschrittliche Fräsmaschine: 5-Achsen-Maschinen. Mit mehr Winkeln liefern 5-Achsen-Maschinen gute Ergebnisse bei komplizierten Konstruktionen. Auch der Materialabfall ist geringer.
Der Hauptunterschied:
Angenommen, ein Maler hat nur drei Pinsel (oben, unten und seitlich). Das ist so ähnlich wie eine 3-Achsen-Bearbeitung. Sie kann viele Dinge tun, aber es ist schwierig, komplexe Formen zu erstellen.
Stellen Sie sich nun denselben Maler mit zwei zusätzlichen Pinseln vor, die sich im Handgelenk drehen können. Das nennt man 5-Achsen-Bearbeitung! Die zusätzlichen Achsen ermöglichen feinere Bewegungen und Winkel, was ideal für die Herstellung super-komplexer Formen ist.
3-Achsen vs. 5-Achsen CNC-Bearbeitung: Vergleichstabelle
| Merkmal | 3-Achsen-CNC-Bearbeitung | 5-Achsen-CNC-Bearbeitung |
| Bewegungskapazitäten | X (Links-Rechts), Y (Vorne-Hinten), Z (Hoch-Runter) | X, Y, Z, A (Neigen), B (Drehen) |
| Oberflächenveredelung | Gut für flache und einfach gekrümmte Oberflächen | Hervorragend geeignet für komplexe 3D-Formen mit komplizierten Details |
| Durchlaufzeit | Generell schneller durch einfachere Programmierung und weniger Einstellungen | Kann bei komplexen Teilen aufgrund mehrerer Einstellungen langsamer sein |
| Komplexität der Programmierung | Unter | Höher - erfordert fortgeschrittene Programmierkenntnisse |
| Kosten der Maschine | Niedriger - im Allgemeinen günstiger | Höher |
| Wartung | Niedriger - einfachere Mechanik | Höher - zusätzliche rotierende Achsen erfordern mehr Wartung |
| Anwendungen | - Prototyping - Einfache Teile (Halterungen, Zahnräder, Schalttafeln) | - Komplexe 3D-Teile (medizinische Implantate, Komponenten für die Luft- und Raumfahrt) - Mehrseitige Teile |
Schlussfolgerung
Ob es sich um 3-Achsen CNC-Bearbeitungsdienstleistungen oder 5-Achsen-Bearbeitung brauchen Sie ein professionelles Bearbeitungsunternehmen. Wenn Sie ein Neuling in diesem Bereich sind, können Sie sich nicht nur durch Lesen ein Bild von dem Teil machen. Warum ist das so wichtig? Weil ein erfahrenes Bearbeitungszentrum wie Yijin Hardware verfügt über moderne Fräsmaschinen und hochprofessionelle Mitarbeiter. Sie bieten die Möglichkeit, jedes Material, ob Metall oder Kunststoff, zu bearbeiten.
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