5-Achs-Bearbeitung meistern: Präzision, Effizienz und Schlüsselanwendungen

Anfang des 20. Jahrhunderts gab es noch keine Bearbeitungszentren. Eine Unterstruktur enthält zwei weitere Achsen – A und B, oder B und C, oder A und C. Meist handelt es sich um einen Drehtisch, Wiegebett oder ähnliche mechanische Strukturen im Unterbau. Sie können mit dem Oberbau (X, Y, Z) über den integrierten Bahnenplan (CNC-Steuerung) synchronisiert werden.

5-Achs hebt sich ab

In der modernen Smart Manufacturing sind Kundenaufträge oft klein in der Stückzahl, aber vielfältig. Mit höherer Bearbeitungskapazität und Standfestigkeit ist das 5-Achs-Bearbeitungszentrum eine der effektivsten Methoden für Metallbearbeitung in der modernen Industrie. Es entwickelte sich aus dem 3-Achs-Vorgänger und ist seit Jahrzehnten in der Fertigung etabliert.

Heute werden Bearbeitungszentren mit mindestens drei Achsen (X, Y, Z) konstruiert. Sowohl Vertikal- als auch Horizontalmodelle können mit zusätzlichen Achsen für 5-Achs-Fähigkeit ausgestattet werden. Durch zwei Zusatzachsen am Drehtisch werden X, Y, Z in zwei neue Arbeitsdimensionen überführt – Mehrwinkelbearbeitung wird möglich.

Wie erwähnt, nutzen viele Operationen 5-Achs-Maschinen, sparen Rüstzeit und verbessern Prozesse. Unterschiedliche Maschinentypen decken die Bedürfnisse der sich wandelnden Industrie. Der Hauptunterschied zum 5-Achs-CNC liegt in der Anordnung der Drehachse. Der zweite 5-Achs-Typ ist der Schwenkkopf, der allein die meisten Bearbeitungswinkel erreicht und im Vergleich zu anderen 5-Achs-Konfigurationen als am komfortabelsten gilt – ein Schwenkkopf erledigt alle Werkzeuge auf einmal.

Zusätzlich zu Schwenkkopf und Ober-/Unterbau gibt es 4+1-Typ-5-Achs-Zentren: vier Bewegungsachsen im Oberbau, eine im Unterbau – basierend auf einer 4-Achs-Maschine mit einer Zusatzachse.

5-Achs und Doppelständer-Struktur

Für bessere Schnittsteifigkeit ist die Kombination aus Doppelständer und 5-Achs-Funktion eine praktische Lösung gegen Vibrationen und für höhere Genauigkeit. Doppelständer-5-Achs-Zentren gibt es mit festen oder beweglichen Ständern. Feste Ständer: beide unbeweglich. Bewegliche Variante: zusätzliche Achse möglich, stark verbesserte Bearbeitungskomfort. Das CNC-5-Achs-Doppelständer-Bearbeitungszentrum ist eine hochentwickelte Maschine für vielfältige Aufgaben. Nach der 5-Achs-Entwicklung verlief die Entwicklung dieses Maschinentyps reibungslos. Bearbeitungszentren wurden branchenweit eingesetzt – besonders in Luftfahrt, Automobilbau und Schiffbau, wo Schwerzerspanung und komplexe Winkel Basis der Bearbeitungsaufgaben sind.

Fazit

Dieser Artikel stellte die Anordnung der fünf Achsen im Bearbeitungszentrum vor, insbesondere das 5-Achs-Modell unter CNC-Steuerung. Der industrielle Trend zu komplexer Bearbeitung und hoher Steifigkeit ist da – alle fräsbasierten Maschinen in der Fertigung müssen diese Aufgaben bewältigen. Unabhängig vom Layout: Wenn Bearbeitungsanforderungen erfüllt sind, akzeptiert der Hersteller die 5-Achs-Maschine. Am wichtigsten: Kunden und Endanwender akzeptieren sie ebenfalls.