La fresatura CNC o a controllo numerico è un processo di lavorazione meccanica per asportazione di truciolo che utilizza utensili rotanti multi-taglienti noti come frese. Nello specifico, dobbiamo ricordare che la fresa ha un moto rotatorio continuo attorno al proprio asse, mentre il pezzo può avere movimenti di avanzamento lungo uno o più assi. Qui entra in gioco la possibilità di affrontare le differenze tra fresature CNC a 3, 4 e 5 assi.
Le differenze tra una fresatura con un numero di assi che va da 3 a 4 e poi a 5 riguardano, in primo luogo, la possibilità di ruotare su piani diversi rispetto a quello standard. Di conseguenza, avere una fresatura che può contare su assi differenti aiuta a creare forme complesse. Per approfondire questo concetto possiamo iniziare con un concetto chiave: approfondire la differenza tra le fresature CNC a 3, 4 e 5 assi. Qual è il vantaggio fondamentale nel preferire l'una o l'altra soluzione? Possiamo dire che aumentare il numero di assi significa aggiungere gradi di libertà di movimento alla macchina fresatrice, la quale può seguire più direzioni indipendenti lungo le quali l'utensile può muoversi nello stesso momento.
Storia ed Evoluzione della Fresatura Multiasse
La fresatura è un processo di produzione antico ma sempre giovane. Secondo i cronisti, la prima fresatrice per materiali metallici fu sviluppata all’inizio del 1800. La fase evolutiva seguente più importante può essere datata intorno alla metà del XIX secolo, ovvero all’epoca in cui l’azienda Brown & Sharpe presentò la sua fresatrice universale. Per oltre un secolo, nella fresatura convenzionale sono state utilizzate tre dimensioni chiamate ‘asse X’, ‘asse Y’ e ‘asse Z’ secondo il sistema di coordinate cartesiano. L’asse X è (in genere) orizzontale, mentre l’asse Y si sposta verso lo sguardo dell’osservatore da davanti a dietro e viceversa. Per oltre un secolo, pertanto, i tre assi di traslazione lineari hanno definito i limiti geometrici del processo di fresatura convenzionale.
Benché in seguito sia diventato possibile posizionare il mandrino all’angolazione desiderata o serrare i pezzi con un supporto rotante, la lavorazione a macchina per la modellatura è sempre rimasta ferma alla modalità 3 assi. Nondimeno, la fresatura ha continuato a evolversi diventando uno dei processi di produzione dominanti nella lavorazione industriale dei metalli. Nonostante lo sviluppo del controllo NC e poi CNC a partire dagli anni ‘60 abbia progressivamente ampliato le possibilità di lavorazione, oggi la fresatura a 3 assi continua a essere indispensabile. La questione è esemplificata da uno studio comune realizzato nel 2018 dall’Istituto Fraunhofer per la tecnologia di produzione IPT e la WBA Aachener Werkzeugbau Akademie, secondo il quale la fresatura a 3 assi è ancora la configurazione assiale dominante persino nella realizzazione di utensili, rappresentando quasi il 50% della produzione, mentre le configurazioni a 5 assi venivano usate solo per il 10% circa fino a quattro anni fa.
Macchine a 5 assi - La vera rivoluzione nel mondo delle macchine utensili
Comprendere i Diversi Assi di Fresatura: 3, 3+2 e 5 Assi Simultanei
La Fresatura a 3 Assi
Cosa significa, ad esempio, fare una lavorazione CNC con una fresa a 3 assi? Nel frattempo, l'asse Z aggiunge movimento verticale, da questa descrizione possiamo capire che la fresa può lavorare solo superfici accessibili dall'alto. Quindi, è perfetta per lavorazioni planari, tasche, fori e profili semplici su un lato dell'elemento. Le motivazioni che lo studio adduce per giustificare un’incidenza sorprendentemente bassa della fresatura a 5 assi sono scontate. In primo luogo, la gran quantità di pezzi prodotti non richiede necessariamente una lavorazione simultanea a 5 assi.
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In questo modo introduciamo la realizzazione di geometrie più complesse come eliche e parti cilindriche consentendo la lavorazione di piani inclinati. Una lavorazione professionale sarà avvantaggiata da questa procedura ma ci sono tante richieste che possono essere eseguite da una macchina a 3 assi.
La Differenza tra 3+2 e 5 Assi Simultanei
Entriamo più nel dettaglio analizzando più da vicino la differenza tra una fresa a 5 assi e una 3+2. Innanzitutto, quando si fresa con 5 assi, è importante distinguere se l’utensile può essere solamente posizionato nello spazio con due assi rotanti aggiuntivi oltre ai tre assi lineari o se invece è possibile spostarlo in totale simultaneità. Nel primo caso, parliamo di una lavorazione a 3+2 assi in cui il quarto e il quinto asse rotante mantengono il pezzo da lavorare in una direzione fissa e la fresatura in sé viene eseguita sempre su 3 assi. Nonostante il numero degli assi possa apparire il medesimo, in realtà la particolarità della fresatrice 5 assi è la simultaneità della lavorazione di tutti e cinque gli assi.
La Fresatura a 5 Assi Simultanei
La fresatura CNC a 5 assi completa l'opera operando sui tre assi lineari e i due rotativi. La fresatura simultanea a 5 assi avanza. Occorre notare in primo luogo che la penetrazione del mercato, piuttosto bassa da una prospettiva a 5 assi, in futuro si sposterà probabilmente in modo sostanziale a favore della fresatura a 5 assi nonostante le sfide che il suo utilizzo comporta. Questo è stato dimostrato anche (a titolo esemplificativo) nello studio di quattro anni fa citato in precedenza. All’epoca, i fabbricatori di utensili intervistati ipotizzavano una crescita futura dei processi a 5 assi (nella finitura) superiore al 50%.
Vantaggi della Fresatura a 5 Assi: Precisione, Efficienza e Complessità
Può sembrare giusto pensare che una fresatura con un numero superiore di assi di movimento sia da preferire a soluzioni minori. Ovviamente i vantaggi della fresatura 3D stanno diventando sempre più calcolabili e redditizi per gli utilizzatori. In termini di tecnologia produttiva, ad esempio, grazie ai cinque assi controllati numericamente, l’utensile e i suoi taglienti possono essere posizionati in qualsiasi punto sul pezzo da lavorare in qualsiasi momento, traversando una superficie curva (superficie a forma libera) pur mantenendo un qualsiasi angolo desiderato rispetto alla superficie del pezzo, così da garantire un’altissima precisione.
Precisione e Lavorazioni Complesse
Uno dei più importanti vantaggi della macchina a 5 assi è la capacità di produrre pezzi lavorati complessi e componenti precisi perlopiù con un’unica configurazione, impiegando meno tempo e risparmiando sui costi. Tale livello di libertà fa sì che la lavorazione simultanea a 5 assi possa essere impiegata per produrre praticamente qualsiasi contorno di pezzo lavorato con un’unica operazione senza dover effettuare nuovamente il serraggio. Si prevengono così tempi morti e improduttivi e imprecisioni quando si passa da una macchina all’altra. Per di più, l’utensile può essere sempre posizionato in maniera perfetta rispetto al pezzo. È così possibile usare utensili con lunghezze standard inferiori. Gli assi, infatti, permettono di inclinare l’utensile di taglio e il componente metallico in modo da poterlo fresare in base al risultato da ottenere. Le macchine utensili utilizzate nella meccanica di precisione utilizzano 5 assi, ovvero tre lineari e due rotanti. Così facendo si riesce a orientare continuamente nella posizione corretta il pezzo che si sta lavorando, inclinandolo secondo le necessità, e a realizzare le operazioni di fresatura richieste. Il vantaggio della fresa 5 assi è triplice. Innanzitutto vi è la possibilità, come vedremo nel dettaglio più avanti, di eseguire lavorazioni particolari e complesse che altrimenti non sarebbe possibile completare. Abbiamo parlato di tre assi rotanti e due lineari, ma possono essere impostati anche quattro assi rotanti e uno lineare, in base al tipo di componente che bisogna realizzare.
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Efficienza e Risparmio Costi
Oltre a quanto abbiamo appena detto, la fresatrice CNC 5 assi è una scelta che, nel settore della meccanica di precisione, assicura altri importanti vantaggi. Uno dei principali vantaggi è quello dato dalla rapidità di lavorazione di una fresa 5 assi. Questo tipo di macchinario, infatti, consente di ottimizzare i tempi di produzione. C’è poi da considerare come la fresatura CNC 5 assi assicuri anche una maggiore precisione rispetto a una lavorazione con macchinari tradizionali. La simultaneità di azione dei cinque assi è l’elemento chiave di questa caratteristica.
Il Ruolo del Controllo Numerico (CNC)
Nella tecnologia della fresatura CNC 5 assi è da sottolineare anche tutti i vantaggi garantiti dal processo a controllo numerico (CNC). Si tratta di un metodo di produzione che si avvale delle moderne tecnologie digitali. La fresa CNC 5 assi ha il vantaggio di lavorare continuamente senza sosta, massimizzando il tempo di produzione. È sempre necessario il controllo di un operatore qualificato che sappia monitorare il suo funzionamento e intervenire in casi di guasti o malfunzionamento. La tecnologia del controllo numerico è a garanzia anche della precisione di ogni singolo componente. Nelle produzioni meccaniche, infatti, non si tratta di realizzare un singolo componente, ma una serie con numeri elevati di pezzi.
Tendenze di Mercato e Futuro della Fresatura a 5 Assi
A livello di mercato i motivi alla base di una quota in aumento della lavorazione a 5 assi sono la tendenza a produrre pezzi più impegnativi e complessi in lotti sempre più piccoli e la richiesta crescente di precisione e qualità nella superficie dei componenti, oltre a tempi di risposta e periodi di consegna sempre più brevi. In aggiunta, i produttori come DMG MORI spingono per una maggiore accettazione di adeguati centri di lavorazione a 5 assi. Per di più, i produttori di macchine utensili possono contare su controlli progressivamente più intelligenti e nel medio termine questo porterà la programmazione di officina dei compiti di lavorazione a 5 assi nel campo visivo dell’utilizzatore. Infine, i fornitori continuano ad aggiornare la catena dei processi digitali, passando da CAD a CAM a CNC. Tuttavia, alla base del successo vi è e resta, com’è ovvio, una fresatrice adeguata o un idoneo centro di lavorazione a macchina.
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Meccanismi e Cinematica delle Fresatrici a 5 Assi
Oltre agli assi X, Y e Z, gli assi A, B e C si occupano dei movimenti rotatori necessari del mandrino o del pezzo da lavorare o del tavolo di serraggio con varie costellazioni, a seconda dei cinematismi delle macchine. In effetti, in linea di principio, il movimento relativo universale tra l’utensile e il pezzo può essere ottenuto in tre modi, come ci insegna il leggendario manuale CNC:
- con un pezzo fisso e due assi girevoli dell’utensile,
- con un asse utensile statico e due movimenti girevoli del pezzo, ad es. per mezzo di una tavola rotobasculante, oppure
- con un movimento girevole dell’asse utensile e un movimento girevole del pezzo, discosti l’uno dall’altro a 90°.
Nelle fresatrici a tavola basculante, ad esempio, la tavola con l’asse A ruota attorno al percorso di viaggio dell’asse X, mentre nelle fresatrici con testa basculante, l’asse B della testa di fresatura ruota attorno all’asse Y e allo stesso tempo l’asse C ruota attorno all’asse Z.
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Caratteristiche e Specifiche di una Mini Fresatrice CNC a 5 Assi
Caratteristiche della mini fresatrice CNC a 5 assi per 3D Modeling
- Mini macchina CNC a 5 assi con doppio tavolo, una volta terminato un lavoro, può trasferirlo automaticamente su un altro tavolo, in modo che l'operatore possa maneggiare il pezzo, migliorando notevolmente l'efficienza del lavoro.
- La piccola macchina CNC a 5 assi adotta 7KW Mandrino HSD italiano, 10KW è per opzione.
- Il sistema di controllo Taiwan Syntec è dotato di elevata precisione, potenza e facilità d'uso.
- Telaio e portale speciali in acciaio saldato ad alta resistenza per la massima rettilineità e rigidità.
- Guide lineari e pattini guida lubrificati a vita THK made in Japan.
- La vite a sfere di alta qualità sull'asse x garantisce la precisione della lavorazione.
- Servoazionamenti e motori Yaskawa ad alta potenza e velocità.
- Tavolo di serraggio con scanalatura a T, tavolo a vuoto con pompa per vuoto Becker opzionale per dispositivi di serraggio a vuoto.
- Sistema di raffreddamento a nebbia d'olio per il taglio di metalli non ferrosi (opzionale).
- Sistema di cambio utensile automatico a carosello da 8 pezzi.
Parametri Tecnici di un Modello Specifico (STM1212E2-5A)
Di seguito presentiamo i parametri tecnici dettagliati di un modello specifico di mini fresatrice CNC a 5 assi, la STM1212E2-5A, che offre prestazioni elevate in un formato compatto:
| Parametro | Dettaglio |
|---|---|
| Modello | STM1212E2-5A |
| Tipo di movimento | Tavolo mobile |
| Area di lavoro X (MM) | 1220 |
| Area di lavoro Y (MM) | 1220 |
| Area di lavoro Z (MM) | 500 |
| C viaggiando | ± 220 ° |
| A viaggio | +100°/- 40° |
| Fornitore per Testa a doppio pendolo | HSD |
| Potenza di uscita del mandrino | 7KW |
| Velocità del mandrino | 18000 giri/min |
| Sistema servo | YASKAWA |
| Invertitore | Delta |
| Vite a sfere | TBI di Taiwan |
| Dimensioni della tavola | 2 set 1230*1220 mm |
| Materiale del tavolo | Alluminio rivestito in PVC |
| Materiale fisso Tipo | Scanalatura a T (tavolo a vuoto a scelta) |
| Magazzino utensili | 8 posizioni rotanti |
| Specifiche della taglierina | Livello HSK.F63 |
| Sistema di controllo | Taiwan Syntec |
| Opzione software (non inclusa) | AlphaCAM |
| Versione software | V7 |
| Dimensioni complessive (mm) | 4100 * 4600 * 2600 mm |
| Peso totale | 3900 kg |
| Potere totale | 18 KW |
| Tensione di funzionamento | AC3P 380V 50Hz |
| Velocità massima di spostamento asse X | 40m/ min |
| Velocità massima di spostamento asse Y | 40m/ min |
| Velocità massima di spostamento asse Z | 20 m/min |
Applicazioni della Piccola Fresatrice CNC a 5 Assi
Le applicazioni per piccole fresatrici CNC a 5 assi sono vaste e diversificate. La piccola fresatrice CNC a 5 assi è utilizzata per la realizzazione di stampi, profilatura, lavorazione e contornatura di superfici solide, stampi metalloidi di grandi dimensioni, particolarmente adatta per stampi in schiuma per autoveicoli, modelli di barche, modelli di edifici, modelli di ferrovie, modelli di treni. È ideale per progetti di fabbricazione di stampi 3D. L’utilizzo delle fresatrici 5 assi è destinato alla realizzazione di componenti particolari, solitamente quelli più complessi e destinati a settore di estrema delicatezza e importanza strategica. Grazie alla fresatrice 5 assi è possibile eseguire lavorazioni di contornatura, spianatura, scanalatura, stampaggio e incisione. La lavorazione a 5 assi offre soluzioni per la produzione di pezzi complessi e altamente tecnici. Questo tipo di macchina utensile può produrre diverse quantità di pezzi, da un singolo prototipo a serie di piccole e medie dimensioni. Questo centro di lavoro soddisfa le esigenze di un gran numero di applicazioni industriali che richiedono una fase di test e prototipazione.
Esempi di Macchine a 5 Assi sul Mercato
MÉCANUMÉRIC produce e commercializza la gamma NORMAPROFIL di fresatrici CNC a 5 assi progettate per pezzi di grandi dimensioni. Con la tecnologia di fresatura CNC a 5 assi, l'utensile di fresatura ruota sui 2 assi contemporaneamente al suo movimento lineare sugli assi XYZ. Questa tecnologia consente di lavorare tutti i lati di un pezzo senza manipolazione umana, garantendo al contempo un taglio e una finitura di alta qualità. La nostra gamma di versatili fresatrici CNC a 5 assi è stata progettata per soddisfare un'ampia varietà di esigenze. La potenza dei loro mandrini le rende particolarmente potenti e facili da usare. A seconda delle esigenze, possono lavorare tutti i tipi di materiali e metalli morbidi o duri: schiume PU e PS, resine, alluminio, ottone, leghe, ecc.
La gamma di fresatrici CNC a 5 assi di MÉCANUMÉRIC si divide in due famiglie. La prima è progettata per il settore dentale (per laboratori protesici e chirurghi dentali). La gamma di fresatrici CHARLYDENTAL CD05 è facile da usare. Questi centri di lavoro sono compatti ma versatili. Sono dotati di un sistema CAD/CAM aperto compatibile con i principali scanner, software CAD/CAM e materiali di consumo. Questa fresatrice a controllo digitale è uno strumento di taglio di alta gamma. È possibile utilizzare utensili fino a 0,5 millimetri, grazie al potente mandrino (velocità fino a 50.000 giri/min). I dettagli più fini di una struttura di protesi fissa, di barre implantari o di abutment per l'implantologia sono prodotti con il massimo grado di finitura.
La fresatrice CNC a 5 assi NORMAPROFIL Serie T è ottimizzata per la finitura e la sbavatura di pezzi di grandi dimensioni di varie forme prodotti con il processo di termoformatura. La fresatrice CNC a 5 assi NORMAPROFIL serie M è ottimizzata per un'ampia gamma di materiali.
Per le lavorazioni più complesse, quelle che richiedono una precisione assoluta, è necessario avvalersi di strumentazioni e macchinari adeguati. Che è quello che MAFRAM può ottenere grazie all’utilizzo di una fresatrice a 5 assi. MAFRAM è un’azienda specializzata nelle produzioni meccaniche anche grazie all’utilizzo di fresatrici CNC 5 assi. Questo è possibile anche e soprattutto grazie alla collaborazione con professionisti qualificati nel controllo e nella programmazione dei macchinari a controllo numerico. MAFRAM vanta un’esperienza ventennale nel settore che le permette di assicurare flessibilità e versatilità per la realizzazione di qualsiasi tipo di lavoro. L’utilizzo della fresatura 5 assi è solo uno dei fiori all’occhiello di una produzione che quotidianamente persegue l’eccellenza e la soddisfazione dei nostri clienti.
Tra i modelli di ultima generazione, la IGREK 3500 XXL è un centro di lavoro CNC gantry a 5 assi, progettato per la lavorazione di grandi componenti con la massima precisione. Affidatevi alla IGREK 3500 XXL quando la vostra esigenza è precisione ed efficienza nella lavorazione di grandi pezzi. Contattateci subito per un’offerta senza impegno! La IGREK FR 3500 XL è un centro di lavoro a portale CNC a 5 assi di ultima generazione (anno 2024). Progettata specificamente per la lavorazione precisa di grandi pezzi, si distingue per versatilità e accuratezza. La IGREK FR 3500 XL rappresenta il nuovo standard nella lavorazione di grandi componenti. Disponibile da subito, offre garanzie complete e assistenza diretta e capillare dal produttore, a livello internazionale. Approfittate della tecnologia più recente per la vostra produzione - contattateci per ulteriori dettagli!
Sul mercato dell'usato è possibile trovare anche soluzioni valide come la DMG DMU 50. Offriamo una DMG DMU 50 in ottime condizioni, con solo 794 ore di lavoro. Questa macchina è stata prodotta nel 2019, ha 794 ore di funzionamento e una corsa asse X di 650 mm, asse Y di 520 mm e asse Z di 475 mm. Il modello di controller è Siemens, il peso complessivo è di 7.750 kg e la velocità massima del mandrino è di 20.000 giri/min, con un magazzino utensili da 60 posizioni. Anche su macchine usate come la Heynumill, nel 2018 l'intero sistema idraulico è stato completamente rinnovato, tutti i cavi elettrici sono stati sostituiti, è stata rinnovata l'unità di raffreddamento del mandrino, entrambi i trasportatori longitudinali sono stati sostituiti e le teste completamente revisionate. Nel 2020 è stato sostituito il cambio della fresatrice.
Domande Frequenti sulla Mini Fresatrice CNC a 5 Assi per il 3D Modeling
- D1: La mini fresatrice a 5 assi include il software?
Sì, utilizziamo il software professionale SYNTEC o OSAI per la nostra fresatrice a 5 assi e nella confezione sono inclusi il manuale utente e il CD del software.
- D2: Posso ricevere una formazione per l'installazione della macchina e l'utilizzo della macchina CNC?
Certo, puoi ricevere una formazione gratuita presso la nostra fabbrica e possiamo anche inviare i nostri tecnici presso la tua fabbrica per insegnarti come installare e utilizzare il prodotto.
- Q3: Quanto è lungo il tempo di consegna?
Per una fresatrice a 5 assi, occorrono 45-60 giorni. Per una fresatrice CNC standard a 3 assi, 10 giorni sono sufficienti.
- Q4: Qual è il termine di pagamento?
Quando paghi il 30% deposito, quindi inizieremo a fare la produzione. Quando la macchina sarà pronta, ti faremo delle foto, e poi potrai pagare il saldo. Dopo aver ricevuto il pagamento completo.
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