Im Wandel: Wie Betriebe 5-Achs-CNC-Maschinen für höhere Effizienz einführen

Wie erlebt ein Betrieb den Umstieg auf 5-Achs-Bearbeitung? Wir sprachen mit Columbus McKinnon und Leighton Machine & Tool.

Vorteile von 5-Achs-CNC-Bearbeitung sind bekannt: geringere Rüstzeit, weniger Ausschuss, höhere Teilegenauigkeit und Produktivität. Aber was braucht ein Betrieb für den Umstieg? Für die Praxis-Perspektive sprachen wir mit Bobby Widener (Columbus McKinnon / CM Hoist) und Jacob Leighton, CNC-Shop-Supervisor bei Leighton Machine & Tool.

Leighton nutzt 5-Achs-Maschinen seit 2012 – erste Anschaffung: 3+2-Maschine. Neuester Kauf: vollwertige 5-Achs-Dreh-Fräs-Kombination. CM Hoist besitzt Mazak i200 Integrex und DMG Mori Seiki NLX 2500.

Herausforderungen & Lösungen: CNC-Programmierung, Bahnverifikation

Widener warnt: Programmierung kann beim Onboarding einer 5-Achs-Maschine zum Problem werden.

„Ich kannte MAZATROL, aber Mori Seiki läuft unter FANUC mit G-/M-Codes – deutlich komplexer.“

Auch für Leighton war Programmierung ein Thema.

„Bei vollem 5-Achs-Betrieb passiert viel in Maschine und CAD/CAM – alles muss perfekt zusammenspielen. Dazu Werkstückspannung, Werkzeuglänge im Blick – viel zu managen.“

Zum Einstieg nutzte Leighton 3+2-Maschinen: Mehrere 3-Achs-Programme schreiben, Maschine rotiert dazwischen und kippt in neue Position für andere Flächen. Einfacher umsetzbar bis zur Reife für volles 5-Achs.

Schließlich kaufte Leighton Machine eine DMG CTX gamma 2000 TC – 6-seitige Komplettbearbeitung.

„Einziges echtes Kopfzerbrechen beim Sprung zu simultanem 5-Achs: CAD/CAM-Software finden, die die Maschine präzise ansteuert. Wir gingen mit Maschine und Steuerung zum Anbieter – sie lieferten Turnkey-Lösung.“

Bei viel vollwertiger 5-Achs-Arbeit empfiehlt Leighton Bahnverifikationssoftware, um Kollisionen (Crashs) oder Teilebeschädigungen (Gouging) zu vermeiden.

Andere Werkzeuganforderungen bei 5-Achs-Bearbeitung

Vorteil: 5-Achs-Maschinen ermöglichen tiefere, schnellere Schnitte, da Werkstück so rotiert, dass es tangential zum Schneidwerkzeug bleibt. Laut Widener können CAD/CAM-Programme dasselbe Werkzeug für verschiedene Schnitte nutzen – ohne diverse Werkzeuggrößen.

„Wir brauchen nicht sieben verschiedene Schaftfräser – zwei decken alles ab.“

„Weil fünf Seiten zugänglich sind, lassen sich Werkzeuglängen verkürzen“, sagt Leighton. „Das ergibt steifere Werkzeuge – höhere Schnittgeschwindigkeiten, bessere Oberflächen.“

Mehr zu 5-Achs-Bearbeitung: „8 Wichtige Fakten zu 5-Achs-Maschinen und Hochleistungs-Bearbeitungszentren.“

5-Achs-Maschine auswählen

„Mein Rat: Volle Fähigkeiten der Wunschmaschine lernen und sicherstellen, dass CAD/CAM-Support da ist – bei 5-Achs verlässt man sich fast ausschließlich auf Software.“

Zudem: Typisches Teilegewicht und -größe des Betriebs beachten.

„Maschinen gibt es grob in zwei Typen: ‚Tisch-Tisch‘ (zwei Drehachsen am Tisch, Werkstück bewegt sich) oder ‚Kopf-Kopf‘ (Werkzeug wird zum Werkstück rotiert)“, erklärt Leighton. „Bei großen Formenbau-Anwendungen, wo Gewicht kritisch ist: Kopf-Kopf wählen, statt großes Werkstück zu bewegen.“

CM Hoist fertigt auf 5-Achs-Maschinen Bauteile von 1-Zoll-Hauben bis 5-Taschen-Hubräder für 2-Tonnen-Hubwerke.

„Typ und Stückzahl der Teile evaluieren, bevor man solche Maschinen in Betracht zieht“, sagt Widener.

„Wir liegen zwischen Lohn- und Serienfertigung – 50 bis 100 Teile pro Los, viel Teilewechsel.“

„Mit beiden 5-Achs-Maschinen konnten wir mehr Stangenladearbeit kombinieren als gedacht – spart Zeit, mehrfache Spannungen, Personal für Teilehandling. Ein Teil, das jetzt in einer Spannung läuft, brauchte früher zwei, drei, vielleicht vier Maschinen.“

Welche Hürden sehen Sie für den Umstieg auf 5-Achs-CNC-Bearbeitung? Teilen Sie Ihre Erfahrungen.