Usinagem CNC de 3 eixos vs. 5 eixos: o que você precisa saber?

A usinagem a partir de Controle Numérico Computadorizado (CNC) é um processo de manufatura subtrativo que permite aos fabricantes criar peças de alta precisão de maneira precisa e econômica. A usinagem CNC remove o excesso de matéria-prima das peças de trabalho com ferramentas de corte para criar um produto acabado preciso, a partir de materiais como plástico, metal e compostos.

Hoje em dia, as equipes de produto têm muitas opções quando se trata de usinagem multieixo, com possibilidade de usinagem de 3 a 5 eixos e até mesmo de 9 eixos. Qual é a diferença entre cada tipo? Neste artigo, analisaremos as principais semelhanças e diferenças entre dois tipos populares de usinagem CNC (3 eixos vs. 5 eixos) – e explicaremos quando pode fazer sentido usar um em vez do outro.

Usinagem de 3 eixos

Depois que o operador insere as instruções de fresamento em um computador, a máquina CNC de 3 eixos completará automaticamente a tarefa usando uma ferramenta para cortar ao longo de três eixos – X, Y e Z, ou da esquerda para a direita, da frente para trás, e para cima e para baixo. Tanto o fresamento CNC quanto o torneamento CNC estão sob a égide da usinagem de 3 eixos. No entanto, eles funcionam de maneira um pouco diferente.

Ao usar uma fresadora CNC de 3 eixos, o bloco de material permanece fixo em um torno ou na mesa da máquina. Brocas rotativas ou ferramentas de corte são conectadas a um fuso e se movem ao longo dos eixos X, Y e Z, removendo aparas para formar com precisão o componente final. As fresadoras CNC de 3 eixos são excelentes para produzir a maioria das geometrias e peças simples.

Máquina CNC 3 eixos
Fonte: Aeroexpo – Mollart Engineering.

Por outro lado, no processo de torneamento CNC, a peça é fixada a um fuso giratório e um torno molda o componente. Conforme o fuso que segura a peça gira, uma broca central ou ferramenta de corte traça os perímetros externo e interno do componente ou cria orifícios ao longo do eixo central. Em comparação com as fresadoras CNC, as máquinas de torno CNC produzem peças mais rapidamente e oferecem custos por unidade mais baratos, o que é vantajoso para grandes volumes de produção.

Uma vez que uma máquina CNC de 3 eixos só pode cortar ao longo de três eixos, ela pode ter problemas com formatos ou designs não convencionais com cavidades profundas e estreitas que são difíceis de alcançar. Ao processar peças com geometrias complexas, os operadores podem ter que reposicionar manualmente a peça de trabalho, o que pode diminuir a velocidade de processamento, aumentar as despesas de trabalho e usinagem e resultar em um produto acabado menos que perfeito.

Usinagem peças complexas
Fonte: GFM Indústria.

Usinagem de 5 eixos

As máquinas de 5 eixos contam com uma ferramenta que se move em cinco direções diferentes – X, Y e Z, bem como A e B, em torno das quais a ferramenta gira. O uso de uma máquina CNC de 5 eixos permite que os operadores abordem uma peça de todas as direções em uma única operação, eliminando a necessidade de reposicionar manualmente a peça de trabalho entre as operações.

A usinagem CNC de 5 eixos economiza tempo e é ideal para criar peças complexas e precisas, como as encontradas nas indústrias médica, de petróleo e gás e aeroespacial. Existem alguns tipos diferentes de máquinas de 5 eixos que as equipes de produto devem estar cientes, incluindo máquinas CNC indexadas de 5 eixos, máquinas CNC de 5 eixos contínuos e centros CNC de torneamento.

Usinagem
Instrumentos médicos são peças que podem ser produzidas através do processo de 5 eixos.

Na usinagem CNC indexada de 5 eixos a mesa de usinagem e o cabeçote da ferramenta podem girar automaticamente em duas direções entre as operações. A usinagem indexada de 5 eixos é ótima para a fabricação de caixas, gabaritos e acessórios. Ele fica entre o fresamento CNC de 3 eixos e a usinagem CNC contínua de 5 eixos em termos de velocidade, precisão e capacidade de lidar com geometrias complexas.

Na usinagem CNC contínua de 5 eixos, a ferramenta de corte e a peça de trabalho podem girar e se mover simultaneamente durante a operação, economizando tempo e permitindo que os operadores fabriquem geometrias complexas com superfícies orgânicas. A usinagem CNC contínua de 5 eixos oferece melhor acabamento superficial, velocidade e estabilidade dimensional, mas tem o mais alto custo por peça.

Centros CNC de torneamento são praticamente idênticos aos tornos CNC, com uma exceção – eles são equipados com equipamento de fresamento CNC. A peça de trabalho é fixada a um fuso que pode girar ou permanecer estacionário enquanto as ferramentas de corte removem o material dele. Ao combinar os elementos de tornos CNC com ferramentas de fresagem, os centros de torneamento CNC oferecem altos níveis de precisão e versatilidade geométrica, tornando-os excelentes para a criação de peças com simetrias rotacionais soltas, como eixos de comando ou compressores centrífugos.

Esses tipos de fresadoras CNC de 5 eixos não apenas oferecem maior precisão ao usinar peças mais profundas e materiais endurecidos, mas também oferecem rendimentos mais elevados e velocidades de usinagem mais rápidas. No entanto, a usinagem de 5 eixos é mais cara devido ao equipamento especializado necessário e à necessidade de trabalhadores especializados.

Usinagem de 3 eixos vs. Usinagem de 5 eixos

A principal diferença entre as fresadoras de 3 e 5 eixos é que a peça pode ser trabalhada a partir de três eixos com a primeira e cinco eixos com a última. Ambos são processos de produção altamente versáteis, automatizados e replicáveis ​​que permitirão a criação rápida e econômica de componentes precisos. No entanto, você pode optar por usar um em vez do outro por vários motivos.

Se você está com orçamento limitado ou precisa apenas cortar uma superfície plana, as máquinas de 3 eixos podem ser a melhor opção. Além de serem mais acessíveis do que aquelas com cinco eixos, as máquinas de 3 eixos são mais simples de programar, então você não terá que incorrer no custo de trabalhar com programadores e operadores especializados caros. Além disso, o tempo de preparação é mais curto com a usinagem de 3 eixos.

Se você precisa produzir uma peça mais profunda ou com geometria complexa, provavelmente vai querer usar a usinagem de 5 eixos. O uso de máquinas de 5 eixos permite usinar a peça de todos os lados – sem necessidade de rotação manual. Com a usinagem de 5 eixos, você terá maiores rendimentos, maior precisão e maior liberdade de movimento, bem como a capacidade de fabricar peças maiores com mais rapidez.

Ainda está em dúvida sobre usar uma máquina CNC de 5 eixos em vez de uma máquina de 3 eixos? Leia a matéria completa no site e saiba qual a melhor máquina para a sua situação.

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Marcus Figueiredo

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