Produktionssteigerung mit fortschrittlichen 5-Achs-CNC-Fräsmaschinen

Aktuell benötigen rund 60 % der in CNC-Betrieben gefertigten Teile eine Fünfseitenbearbeitung.

Oft herrscht Verwirrung um den Begriff „5-Achs“-CNC-Bearbeitungszentrum. Betriebe glauben, sie bräuchten keine 5-Achs-Maschine. Doch jeder Betrieb hat Aufträge, die von einer 5-Achs-Maschine profitieren – weil 5-Seiten-Bearbeitung darauf einfacher wird. Selbst ohne simultane 5-Achs-Bearbeitung (Rotoren, Turbinen) sind Teile, die auf 3-Achs-Maschinen gefertigt werden, auf einem 5-Achs-Zentrum mit 5-Seiten-Bearbeitung kosteneffizienter.

Formenbau

Formenbau ist ein Beispiel für simultane 5-Achs-Bearbeitung – je nach Geometrie. Formenfertigung auf 3-Achs-Zentren hat Grenzen, besonders bei tiefen Kavitäten oder Formen mit hohen Kernen.

Formenbau auf 3-Achs vs. simultaner 5-Achs: Für tiefe Kavitäten sind auf 3-Achs lange, schmale Werkzeuge nötig – niedrigere Vorschübe gegen Vibration und Werkzeugbruch. Oft wird geforderte Oberflächenqualität nicht erreicht. Bei präzisen Schlichtoperationen, besonders bei kleinen Durchmessern, erschwert 3-Achs den Prozess unnötig. Simultane 5-Achs erlaubt kürzere Werkzeuge – höhere Vorschübe, schwerere Schnitte, Z-Tiefe kein Problem. Ergebnis: deutlich kürzere Gesamtbearbeitungszeit.

Was ist 5-Achs-CNC-Bearbeitung?

CNC-Bearbeitung (Computer Numerical Control) = Materialabtrag mit hochpräzisen Maschinen und vielfältigen Schneidwerkzeugen. 5-Achs = Maschine bewegt Werkzeug oder Teil simultan in fünf Achsen. Basis: drei Linearachsen X, Y, Z; 5-Achs fügt zwei Drehachsen A, B hinzu – multidirektionaler Werkzeugzugang.

5-Achs vs. 3+2-Achs-Bearbeitung

5-Achs: drei Linear- + zwei Drehachsen simultan für komplexe Freiformflächen. 3+2: 3-Achs-Fräsen mit zwei Zusatzachsen zur fixen Positionierung des Spannmittels – keine kontinuierliche Manipulation während der Bearbeitung. 5-Achs ermöglicht engere Toleranzen und komplexe Geometrien; 3+2 positioniert weniger komplexe Teile für besseren Zugang.

Vorteile der 5-Achs-Bearbeitung

Kosteneffiziente Fertigung anspruchsvoller Designs. Nutzen:

Minimiertes Rüsten

5-Achs bearbeitet jede Fläche außer Spann- und Bodenfläche. Bei Konturelementen oder Mehrseitenbearbeitung braucht 3-Achs mehrere Aufspannungen (manuelles Drehen); 5-Achs erledigt in einer Aufspannung – weniger Rüstvorgänge, Zeitersparnis.

Komplexe Projekte

Zusätzliche Bewegungsfreiheit = komplexe Formen/Designs. 5-Achs-CNC ermöglicht Bearbeitungswinkel und Bögen, die zuvor viele Aufspannungen und Sondervorrichtungen erforderten. Komplexe Spannvorrichtungen entfallen – Teil einmal spannen, im Prozess drehen für gewünschte Geometrie.

Rotationsgenauigkeit

5-Achs bearbeitet jede Fläche außer Spann- und Bodenfläche. Bei Konturelementen oder Mehrseitenbearbeitung braucht 3-Achs mehrere Aufspannungen (manuelles Drehen); 5-Achs erledigt in einer Aufspannung – weniger Rüstvorgänge, Zeitersparnis.

Komplexe Projekte (Wiederholung im Original – hier konsolidiert)

Zusätzliche Bewegung = komplexe Formen. 5-Achs-Zugang zu Winkeln/Bögen, zuvor nur über viele Konfigurationen/Sondervorrichtungen. Keine komplexen Spannmittel nötig – einmal spannen, drehen, Geometrie erreichen.

Strategien für maximalen 5-Achs-Nutzen: Informationen sammeln

Maximal Informationen vor 3- vs. 5-Achs-Entscheidung. Kundendaten auf Richtigkeit/Genauigkeit prüfen. Teile genau betrachten – Initialtest für Genauigkeit? Kostenanalyse für beste Bearbeitungsvariante.

Simulationssoftware

Simulationssoftware nutzen, um Prozesse vor CAD→Maschine zu verifizieren – Kollisionen vermeiden. Bei 5-Achs sind Kollisionspunkte schwer zu visualisieren; Werkzeuglänge, Interferenz, Teilegröße per Software überwachen.

Kreatives Spannen (Workholding)

Spannkonzept überdenken: Aufspannungen eliminieren, Stützen reduzieren; einzigartige Beladeoptionen für besseren Zugang aller Teilbereiche. Kreativer Ansatz strafft Produktion, verbessert Genauigkeit und Oberflächenqualität.

Bearbeitung

Werkzeuge für 5-Achs, besonders High-Speed-Anwendungen. Am Prozessende fällt das fertige Teil ohne manuellen Kraftaufwand ab.