Effizienz maximieren: Kosteneinsparungen durch 5-Achs-Bearbeitung freisetzen

Es dauert nicht lange, nachdem Sie Ihre erste 5-Achs-Maschine in Produktion genommen haben, zu erkennen, dass Sie mit weniger mehr erreichen können – und wünschen, Sie hätten es früher getan. Während die anfänglichen Investitionskosten für 5-Achs-Bearbeitung und Programmiersoftware einschüchternd und unerreichbar erscheinen mögen, ist es wichtig, das große Ganze zu betrachten. Eine gründliche Analyse Ihrer aktuellen 3-Achs-Maschinenleistung ist absolut notwendig. Sie müssen die Kosten für mehrere Setups zur Fertigstellung eines Teils, Fixierungskosten, Ausschuss- und Arbeitskosten, verschwendete Zeit beim Neuausrichten der Teile und den Qualitätsverlust durch mehrfaches Bewegen des Teils ermitteln. Sicher, die Wartung einer 5-Achs-Maschine ist etwas aufwendiger, aber am Ende wird 5-Achs-Bearbeitung Ihnen helfen, wettbewerbsfähig zu bleiben, Ihre Märkte zu erweitern und neue Chancen zu nutzen. Und Sie können einen schnelleren ROI durch reduzierte Setups, weniger Teilehandhabung, weniger Fehler und Ausschuss, kürzere Zykluszeiten erwarten.

Was ist 5-Achs-Bearbeitung?

Echte 5-Achs-Bearbeitung wird auch als 5-Achs-Bearbeitung oder 5-Seiten-Bearbeitung bezeichnet. Wie der Name andeutet, haben diese 5-Achs-Maschinen tatsächlich die Fähigkeit, in fünf Achsen zu operieren – drei gemeinsame lineare – X, Y und Z, und zwei rotatorische – A und B zusammen mit dem Rundtisch, der sich um die Z-Achse dreht, definiert als C-Achse. Mit diesen fünf Achsen gibt es fast unbegrenzte Möglichkeiten in der Art und Form der Teile, die bearbeitet werden können. 5-Seiten-Bearbeitung nutzt den „Done-in-One“-Ansatz und eliminiert effektiv die Notwendigkeit sekundärer Bearbeitung und ermöglicht die Bearbeitung komplexer, komplizierter Teile.

Branchen und Prozesse, die von 5-Achs-Bearbeitung profitieren können, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: Automobilindustrie, Flugzeugstrukturteile, Militär, hochpräzise und komplexe Medizinprodukte, Energie, Feuerwaffen, Formenbau, Prototypenfertigung und mehr. Was einst unmöglich war, auf einer Maschine oder in einem einzigen Setup herzustellen, ist nun mit 5-Achs möglich.

Wie unterscheidet sich 5-Achs-CNC-Bearbeitung von 3-Achs-CNC-Bearbeitung?

Eine 3-Achs-Maschine, der häufigste CNC-Maschinentyp, bewegt das Werkzeug in drei linearen Achsen – X, Y und Z. Sie sind einfach zu programmieren und zu bedienen und eine perfekte kostengünstige Option für einfache Geometrien. Allerdings haben diese Maschinen mit nur drei Achsen Einschränkungen. Beispielsweise können einfache, komplexe Werkstücke oder Teile, die eine hochwertige Oberflächenbeschaffenheit erfordern, mehrere Setups benötigen oder in kundenspezifische Vorrichtungen eingespannt und neu positioniert werden, um alle Merkmale zu vervollständigen, was sie fehleranfälliger und wirtschaftlich nicht tragbar macht.

Mit 5-Achs-Technologie können Sie alle Seiten eines einfachen oder komplexen Teils in einem einzigen Setup auf einer Maschine bearbeiten. Ohne mehrere Setups oder Neuausrichtung des Werkzeugs, wie es bei einer 3-Achs-Maschine der Fall ist, kann ein Teil schneller und mit weniger Fehlergefahr bearbeitet werden.

Warum sollte ich in eine 5-Achs-Maschine investieren?

Vielleicht haben Sie alle Aufträge, die Sie bewältigen können, oder Sie sind mit dem Status quo zufrieden und entscheiden: „Wenn es nicht kaputt ist, repariere es nicht“. Dagegen ist nichts einzuwenden. Aber seien wir ehrlich: Wenn Sie im Geschäft sind, wollen Sie das Beste daraus machen.

Die logische Annahme ist, dass Sie langfristig im Geschäft sind. Also, wenn Ihre Werkstatt mehr Zeit für Setups als für Bearbeitung aufwendet, oder Sie Schwierigkeiten haben, Produktionszeiten zu steigern, um Kundenanforderungen zu erfüllen, oder wenn Sie versuchen, die Fachkräftelücke zu schließen, könnte es Zeit sein, 5-Achs-Bearbeitung in Betracht zu ziehen.

Während Sie diese Nachteile überleben können, könnte das Nicht-Investieren in 5-Achs Ihre Werkstatt daran hindern, neue Geschäftschancen nicht nur in Ihrem Markt, sondern in lukrativeren Teilefertigungsbranchen zu nutzen.

Nehmen Sie die Medizintechnikbranche als Beispiel. Kleine Medizinteile sind von Natur aus komplex und erfordern meist intensiveres Fräsen und Finishen. Während dies auf einer 3-Achs-Maschine durchgeführt werden kann, könnte die Zeit für zusätzliche Setups für Fräsen und Oberflächenbearbeitung kostprohibitiv sein, und mehr Handhabung erhöht die Fehlerwahrscheinlichkeit, was möglicherweise zu verpassten Chancen führt.

Oder was ist mit Rapid Prototyping? Sie machen das nicht wegen der mehreren Setups auf einer 3-Achs? Nun, mit einem 5-Achs-Arbeitspferd in Ihrer Halle können Sie Ihren Kunden schnell Prototypen liefern.

Ein weiterer Verbesserungsbereich ist der Einsatz des hochzuverlässigen Lochbearbeitungsverfahrens – interpolierte Bohrungen – das auf einer 5-Achs verfeinert werden kann. Dies würde die Notwendigkeit eliminieren, ein Werkzeughaus für die Komponentenausrichtung vor dem Ausbohren zu verwenden, wie es bei einer 3-Achs der Fall wäre.

Vielleicht gehen Sie auf Ihrer 3-Achs durch Werkzeuge wie ein heißes Messer durch Butter. Die 5-Achs-Fähigkeit, das Werkzeug oder den Tisch zu kippen, um eine optimale Schnittposition und konstante Spanlast beizubehalten, sowie die Tatsache, dass 5-Achs die Zykluszeiten reduziert, führt zu verlängerter Werkzeugstandzeit.

Vielleicht denken Sie, Sie haben keinen Platz für eine 5-Achs. Denken Sie nochmal nach. Eine 5-Achs-Maschine kann die Arbeit mehrerer 3-Achs-Maschinen erledigen. Denken Sie an den gesparten Hallenplatz für andere Technologien oder für mehr 5-Achs-Maschinen.

Da Lieferzeiten kritischer werden und Aufträge komplexer in ihren Geometrien und mehrseitigen Teilen, ungünstigen Winkeln, komplexen Merkmalen und Komplexitäten werden, könnte eine 5-Achs-Maschine Ihr neuer bester Freund sein.

Vorteile der 5-Achs-Bearbeitung

Während 5-Achs-Maschinen so aussehen, als seien sie besser für komplexe Bearbeitung oder komplizierte Teile geeignet, erledigen 5-Achs-Maschinen auch Ihre alltäglichen Standardwerkstücke im Handumdrehen. Die Rechtfertigung für eine 5-Achs-Maschine allein auf diesen Grundlagen ist genug, um den Wechsel zu machen. Fünf-Seiten-Maschinen sind wirklich für allgemeine und spezielle Aufträge gleichermaßen geeignet. Hier sind einige Gründe, 5-Achs-Bearbeitung in Betracht zu ziehen.

1. Einzelsetup-Bearbeitung

Reduzierte Setups für einfache und komplexe Teile gleichermaßen steigern nicht nur Ihre Produktionszeit, sondern erhöhen die Qualität Ihrer Teile signifikant. Mit dem Done-in-One-Ansatz sparen Sie Zeit und Geld und erhalten eine bessere Auslastung all Ihrer Produktionsanlagen. Es ist nicht ungewöhnlich, von fünf Setups auf eines mit 5-Achs zu wechseln.

2. Weniger Vorrichtungen oder kostengünstige einfache Vorrichtungen

Durch die Eliminierung sekundärer Setups kann der Bedarf an speziellen Vorrichtungen reduziert oder ganz eliminiert werden. Weniger Setups bedeuten weniger Vorrichtungsvorbereitung, was den Bedarf an zusätzlichen Maschinen oder Personal reduziert.

3. Komplexere Formen bearbeiten

Mit mehr Winkeln zur Positionierung des Werkstücks und daher mehr Zugang dazu ermöglicht 5-Achs-Bearbeitung einzigartige Werkzeugpfadoperationen und die Fähigkeit, komplexere Formen mit hoher Genauigkeit zu bearbeiten.

4. Kürzere Schneidwerkzeuge können verwendet werden

Mit 5-Achs-Bearbeitung können Sie kürzere Werkzeuge verwenden, da Sie jetzt mit 5 Achsen das Werkzeug vom Werkstück weg kippen können. Dies erzeugt höhere Schnittgeschwindigkeiten und weniger Werkzeugvibrationen, bessere Oberflächenbeschaffenheit und weniger Werkzeugauslenkung.

5. Bessere Oberflächenqualität

Durch weniger Vibrationen dank kürzerer Werkzeuge gibt es eine bessere Oberflächenqualität. Auch da 5-Achs-Maschinen einen rotierenden Tisch oder Spindel haben, können konsistentere Schnitte für eine glattere Oberfläche gemacht werden.

6. Schnellere Materialabtragung

Mit 5-Achs-Bearbeitung ist das Schneidwerkzeug senkrecht zur Schneidoberfläche und kann daher pro Pass mehr Material entfernen, was zu kürzeren Zykluszeiten und damit schnellerer Materialabtragung führt.

7. Reduzierte Arbeitskosten pro Teil

Reduzierte Setups und Vorrichtungen bedeuten, dass ein Dreher möglicherweise eine Maschine mit begrenzter Aufmerksamkeit bedienen und/oder mehrere Maschinen gleichzeitig fahren kann.

8. Kürzere Lieferzeiten

Weniger Setups bedeuten, ein Teil in einem Bruchteil der Zeit zu produzieren. Und weniger Zeit bedeutet mehr Geld. Tatsächlich können Sie sogar schnelle Durchlaufzeiten bei Kleinserien erreichen und vielleicht sogar in Prototypenarbeit einsteigen.

9. Höhere Teilegenauigkeit

Sie können höhere Teilegenauigkeit erwarten, da das Teil nicht für Setups bewegt oder über mehrere Maschinen verschoben werden muss.

10. Verbesserte Flächenausnutzung

Eine 5-Achs-Maschine kann mehrere 3-Achs-Maschinen ersetzen und so Hallenplatz sparen.

11. Erhöhte Kosteneinsparungen und schnellerer ROI

Verbesserte Werkzeugstandzeit, weniger Fehler und damit weniger Ausschuss, weniger Vorrichtungen und Setups und reduzierter Flächenbedarf. Und mit mehr Bearbeitungsflexibilität ist 5-Achs-Bearbeitung Geld in Ihrer Tasche und eine schnellere Rendite auf Ihre 5-Achs-Bearbeitung Investition.

12. Erweiterte Chancen in mehr Märkten

Wenn Sie keine 5-Achs-Teile bearbeiten, dann tut es Ihr Wettbewerber, und höchstwahrscheinlich gewinnt er Aufträge, für die Ihre Werkstatt nicht ausgerüstet ist. Neben einem technologischen Vorteil öffnet eine 5-Achs Türen, um für mehr Aufträge in mehr Märkten zu konkurrieren. Mit 5-Achs können Sie fast alles in weniger Zeit, weniger Operationen und zu geringeren Kosten pro Teil herstellen.

Die häufigsten 5-Achs-Bearbeitungsmythen entlarvt

Zu teuer

Es stimmt, dass 5-Achs-Maschinen teurer sind. Sie bekommen, wofür Sie bezahlen. Zum einen sind diese Werkzeugmaschinen solide gebaut, um den durch den Schneidprozess und die kontinuierliche Bewegung der Achsen erzeugten Kräften standzuhalten, um hohe Präzision und Genauigkeit zu gewährleisten. Außerdem sind sie mit hochreaktiven Servoantrieben ausgestattet, um der Maschine zu ermöglichen, auf Tausende von Befehlen gleichzeitig zu reagieren, sie beinhalten hochpräzise Rundtische zur präzisen Positionierung des Werkstücks, und sie erfordern hohe Verarbeitungsleistung, um Daten schnell genug zu verarbeiten, um nur einige zu nennen. Der Wert dieser Vorteile überwiegt bei weitem die Kosten, da sie Ihre Werkstatt in die Lage versetzen, ein breiteres Spektrum an Arbeiten kosteneffizienter zu produzieren.

Schwer zu programmieren

Leider haben alte 5-Achs-Maschinen von gestern den 5-Achs-Maschinen von heute einen schlechten Ruf verliehen. Moderne 5-Achs-Maschinen von heute beinhalten oft einfach zu bedienende Programmiersoftware, und wenn Sie etwas Robusteres benötigen, haben die beliebtesten CAM-Softwareprogramme diese Lücke geschlossen.

Mehr Kollisionen

Während die Bewegung mehrerer Achsen die Kollisionswahrscheinlichkeit erhöht, werden die meisten 5-Achs-Maschinen mit Kollisionsvermeidungssoftware geliefert oder können damit nachgerüstet werden, die den Schneidprozess vor dem Maschinenlauf simuliert. Dies kontrolliert nicht nur Abstürze, sondern kann auch die Einrichtungszeiten reduzieren.

Nicht genau

Tatsächlich ist das Gegenteil der Fall. Durch reduzierte Setups ist eine 5-Achs-Maschine genauer geworden als eine 3-Achs, die mehrere sekundäre Setups erfordert, was letztlich die Fehlerwahrscheinlichkeit erhöht.

Hochqualifizierte Bediener für Programmierung nötig

Da 5-Achs komplexer ist, besteht kein Zweifel, dass qualifiziertere Bediener erforderlich sind. Es braucht ein gutes Verständnis der Maschinenbewegung, gute 3D-Visualisierungsfähigkeiten, die Fähigkeit, geeignete Werkzeugpfade zu erstellen, und umfangreicheres CAM-Softwarewissen. Bemerkenswert: Während ein qualifizierter Dreher Ihnen hilft, die Fähigkeiten der 5-Achs zu maximieren, sind die Steuerung und Software der Maschine ebenso wichtig. Und mit guter Schulung von einem renommierten und kompetenten Werkzeugmaschinenpartner wie Productivity und MMT Productivity ist dieses Hindernis leicht zu überwinden.

Die Kunst der 5-Achs-Bearbeitung mit Productivity und MMT Productivity meistern

Während 5-Achs-Bearbeitung einschüchternd erscheinen mag, ist es ein großartiger Weg, Ihre Werkstatt von Wettbewerbern abzuheben, und es wird enorme Dividenden auszahlen. Mit 5-Achs-Bearbeitung produzieren Sie Teile effizienter, schneller und mit höherer Genauigkeit, erweitern das Spektrum der Arbeiten, die Sie erledigen können, und eröffnen Produktionsbereiche, die Sie nicht einmal für möglich gehalten haben. Mit dem Done-in-One-Ansatz können Ihre Maschinenbediener mehr Zeit damit verbringen, zusätzliche Maschinen zu verwalten. Sie können darauf zählen, dass 5-Achs Ihnen über Jahre hinweg Vorteile bringt.

Wenn diese Informationen Ihr Interesse an 5-Achs-Bearbeitung geweckt und einige Ihrer Ängste zerstreut haben, können wir Ihnen helfen, auf den richtigen Weg zur 5-Seiten-Bearbeitung zu kommen. Bei Productivity und MMT Productivity verstehen wir, dass der Umstieg auf 5-Achs-Bearbeitung eine große Investition ist. Wir arbeiten mit Ihnen zusammen, um Ihre Fertigungsoperationen zu bewerten, und mit mehreren Linien hochwertiger 5-Achs-Maschinen passen wir die richtige Maschine Ihrer Anwendung an. All dies unterstützt von Anwendungs- und Servicepersonal, das hochqualifiziert in 5-Achs-Technologie ist. Wir stellen sicher, dass Sie die richtige Maschine bekommen und sie schnell in Produktion bringen, mit starkem Support und Maschinenschulung. Sehen Sie sich unsere 5-Achs-Maschinenlinien an – Haas, Matsuura MX, MAM72 und CUBLEX Serie, Makino Vertikal und Horizontal 5-Achs, Hwacheon.

Wir haben ein großartiges archiviertes Webinar mit dem Titel „Maximizing Your 5-Axis Machine – Part 1: Considerations to Meet Expectations“, das Ihnen die Informationen gibt, die Sie benötigen, um Ihre Anlage für 5-Achs-Bearbeitung bereit zu machen. Melden Sie sich hier an, um dieses voraufgezeichnete Webinar anzusehen.