Die Rolle des 3D-Drucks beim Rapid Prototyping

In der heutigen wettbewerbsorientierten Fertigungsumgebung sind Effizienz und Präzision keine Option mehr. Da die Teile selbst immer komplexer werden und die Toleranzen immer enger werden, sind herkömmliche Bearbeitungstechniken nicht mehr die Lösung. Hier macht die 5-Achs-Bearbeitung ihrem Namen alle Ehre und ist ein echter "Game-Changer". Die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung verkürzt durch die gleichzeitige Bewegung von fünf Achsen die Rüstzeit; sie reduziert nicht nur die Rüstzeit selbst, sondern bietet auch ein unvergleichliches Maß an Genauigkeit. In Verbindung mit der Implementierung hochpräziser CNC-Bearbeitungstechniken bietet die Einführung der hochinnovativen 5-Achsen-CNC-Bearbeitung ein neues Unterscheidungsmerkmal für die Branche.

Was ist 5-Achsen-Bearbeitung?

Die 5-Achsen-Bearbeitung ist eine fortschrittliche Form der mehrachsigen Bearbeitung, bei der sich ein Schneidwerkzeug oder ein Werkstück gleichzeitig entlang von fünf Achsen bewegt, drei linearen Achsen (X, Y, Z) und zwei rotierenden Achsen. Im Gegensatz zu anderen Bearbeitungsverfahren wie 3-Achsen- oder 4-Achsen-Bearbeitungssystemen kann das mehrachsige Bearbeitungssystem fast die gesamte Oberfläche des Werkstücks in einem Arbeitsgang bearbeiten.

Darüber hinaus wird die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung häufig in Bereichen eingesetzt, in denen es um komplexe Teile mit komplizierten Konturen, tiefen Hohlräumen und zusammengesetzten Winkeln geht, z. B. in der Luft- und Raumfahrt, in der Medizintechnik, im Automobilbau und bei Formen.

Wie die 5-Achsen-Bearbeitung die Rüstzeiten bei der CNC-Bearbeitung reduziert

Mit einem 5-Achsen-Bearbeitungszentrum ist es möglich, alle Seiten eines Teils in einer Aufspannung zu bearbeiten. Dies reduziert die Notwendigkeit des Umspannens und Neupositionierens, was bei der Bearbeitung komplexer Teile häufig der Fall ist.

1. Bearbeitung in einer Aufspannung

Die 5-Achsen-CNC ist eine Bearbeitungsmethode, die als die vorteilhafteste gilt, da das Werkstück so bearbeitet werden kann, dass alle Flächen in einer einzigen Aufspannung bearbeitet werden. Bei der CNC-Bearbeitung muss das Werkstück in der Regel mehrmals umpositioniert werden, um alle erforderlichen Flächen zu bearbeiten.
Bei der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung kann die Maschine das Werkstück und den Werkzeugwinkel automatisch neu ausrichten, wodurch sich die manuelle Neupositionierung verringert und der Prozess durch die Reduzierung des Neupositionierungsvorgangs verbessert wird. Dies minimiert die Umrüstzeit und optimiert die Produktionsgeschwindigkeit.

2. Schnelleres Umrüsten und weniger Ausfallzeiten

Jedes zusätzliche Rüsten führt zu längeren Maschinenstillstandszeiten und höheren Arbeitskosten. Durch die Verringerung der Anzahl der Umrüstungen trägt die mehrachsige Bearbeitung dazu bei, die Maschinenstillstandszeiten zu reduzieren, und ermöglicht es den Herstellern, in kürzerer Zeit mehr zu produzieren. Dies ist besonders hilfreich, wenn bei der komplexen Bearbeitung von Kleinserien die Rüstzeit größer ist als die Bearbeitungszeit.

Dies bedeutet, dass weniger Vorrichtungen und Werkzeuge für die Produktion benötigt werden und somit weniger Kosten anfallen.

3. Verbesserter Workflow für komplexe Komponenten

Komplexe Geometrien, die sonst auf mehreren Maschinen bearbeitet werden müssten, können auf einem einzigen 5-Achsen-Bearbeitungszentrum hergestellt werden. Dies ist ein entscheidender Aspekt für Hersteller, die mit engen Zeitplänen arbeiten müssen.

Wie 5-Achsen-CNC-Bearbeitung die Genauigkeit verbessert

Durch die Bearbeitung mehrerer Merkmale des Werkstücks in einer einzigen Aufspannung werden Fehler, die sich aus der wiederholten Handhabung des Werkstücks ergeben, vermieden. Durch die optimale Nutzung der Werkzeugwinkel werden Vibrationen und Durchbiegungen minimiert, was zu engeren Toleranzen und Oberflächengüten sowie zu einer verbesserten Teilekonsistenz führt.

1. Verbesserte Genauigkeit mit Einzelaufspannung

Die Genauigkeit bei der CNC-Präzisionsbearbeitung hängt in hohem Maße von der Aufrechterhaltung konsistenter Referenzpunkte ab. Jedes Mal, wenn das Teil aufgespannt und neu positioniert wird, besteht die Möglichkeit eines Maßfehlers. Durch die Bearbeitung des Werkstücks in einer einzigen Aufspannung wird bei der 5-Achsen-Bearbeitung während des gesamten Bearbeitungsprozesses ein konstanter Referenzpunkt beibehalten. Dies verbessert die Maßgenauigkeit, die Oberflächengüte und die Konsistenz des Teils erheblich.

2. Minimierte Werkzeugauslenkung und Vibrationen

Bei der 5-Achsen-CNC-Maschine befindet sich das Schneidwerkzeug immer in der richtigen Schneidrichtung, da die Werkzeuge kurz sind. Dies reduziert das Risiko von Durchbiegungen und Vibrationen.

Dies ist besonders wichtig bei der Bearbeitung harter Materialien, da die Wirksamkeit des Schneidwerkzeugs für die Genauigkeit entscheidend ist.

3. Verbesserte Oberflächengüte

Da das Zerspanungswerkzeug einen optimalen Winkel zur Werkstückoberfläche einnehmen kann, wird eine bessere Oberflächengüte mit weniger Bearbeitungsspuren erreicht, was mit der Mehrachsenbearbeitung einhergeht. Dies reduziert oder eliminiert die Notwendigkeit von Nachbearbeitungsmaßnahmen nach der Bearbeitung.

Genauigkeitsvorteile in der Hochpräzisionsindustrie

Dementsprechend kann das Schneidewerkzeug einen optimalen Winkel zur Oberfläche des Werkstücks beibehalten, was einen effizienteren Nachbearbeitungsprozess ermöglicht, da die Möglichkeit besteht, weitere Verbesserungen bei der Oberflächenbearbeitung zu erzielen und gleichzeitig die Werkzeugspuren zu minimieren.
Vorteile der Genauigkeit in der Hochpräzisionsindustrie. Nachfolgend sind verschiedene Branchen aufgeführt, in denen die 5-Achsen-Bearbeitung den Anforderungen an die Genauigkeit in hohem Maße gerecht wird:

• Luft- und Raumfahrtindustrie: Diese Industrie konzentriert sich auf die Herstellung von leichten, widerstandsfähigen Materialien, komplexen und präzisen Teilen.

• Medizinische Geräte: Dieser Industriezweig befasst sich mit der Herstellung von Implantaten und Geräten, die in der Medizin verwendet werden und Präzision oder genaue Maße erfordern.

• Formen- und Gesenkbau: Dieser Industriezweig befasst sich mit der Herstellung von Gussformen mit komplizierten Formen.

• Automobil- und Elektrofahrzeugkomponenten: In dieser Branche werden Hochleistungsprodukte hergestellt, die Präzision und Gleichmäßigkeit erfordern.

Auch hier kann der Einsatz der Präzisionseinrichtungen von CNC-gestützten 5-Achsen-CNC-Zentren hohe Standards gewährleisten.

Fazit

Die 5-Achsen-Bearbeitung hat das Verfahren zur Herstellung komplizierter Teile durch minimale Rüstzeiten und maximale Präzision erheblich verändert. Durch den Einsatz einer einzigen Aufspannung und den optimalen Einsatz von Werkzeugen sind Hersteller in der Lage, hochpräzise Teile in kürzerer Zeit und zu geringeren Kosten zu liefern.

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