Sie suchen nach einer Orientierung zum Thema 5-Achs-CNC-Bearbeitung? Dann sind Sie hier richtig. Dieser Leitfaden beantwortet die wichtigsten Fragen für Konstrukteure.
Die Achsen erklärt — 5-Achs-CNC-Bearbeitung
In der CNC-Bearbeitung bezeichnet der Begriff „Achsen" die Anzahl der unabhängigen Richtungen, in denen sich das Schneidwerkzeug relativ zum Werkstück bewegen kann. Das Verständnis der Achsen ist grundlegend, um zu beurteilen, was Ihr Lohnfertiger produzieren kann.
Die 3-Achs-Bearbeitung bewegt das Werkzeug in drei linearen Richtungen: X (links-rechts), Y (vorne-hinten) und Z (oben-unten). Das Werkstück liegt stationär auf dem Maschinentisch. Dieser Aufbau ist der Standard für die überwiegende Mehrheit der zerspanten Teile.
Die 5-Achs-Bearbeitung ergänzt zwei Drehachsen — üblicherweise A (Rotation um X) und B (Rotation um Y), wobei einige Konfigurationen auch A+C oder B+C verwenden. Das Ergebnis: Das Schneidwerkzeug kann das Werkstück aus praktisch jedem Winkel anfahren, häufig ohne das Teil umspannen zu müssen.
Wo die 3-Achs-Bearbeitung punktet — 5-Achs-CNC-Bearbeitung
Die 3-Achs-Bearbeitung ist effizient, kostengünstig und in der Lage, den Großteil industrieller Teile zu fertigen. Sie überzeugt bei:
- Prismatische Teile — Blöcke, Platten und Gehäuse mit Merkmalen auf parallelen oder senkrechten Flächen
- Großserien — einfache Aufspannungen mit kurzen Zykluszeiten
- Taschen und Nuten — Innenmerkmale, die aus einer Richtung zugänglich sind
- Bohrbilder — Lochreihen in einer einzigen Ebene
Die Einschränkung: Merkmale auf schrägen oder gekrümmten Flächen erfordern, dass der Bediener die Maschine stoppt, das Teil neu aufspannt (eine „Aufspannung"), es neu antastet und erneut anfährt. Jede zusätzliche Aufspannung verursacht Zeit, Kosten und eine neue Quelle für Lagefehler — denn keine zwei Aufspannungen sind exakt identisch.
Was die 5-Achs-Bearbeitung möglich macht — 5-Achs-CNC-Bearbeitung
Die 5-Achs-Bearbeitung beseitigt diese Einschränkung. Das Teil kann in einer einzigen Aufspannung von bis zu fünf Seiten bearbeitet werden, wobei die Drehachsen das Teil bei Bedarf automatisch neu positionieren.
Komplexe Geometrien in einer Operation — Laufradschaufeln, Turbinenkomponenten, orthopädische Implantate und aerodynamische Flächen, die auf einer 3-Achs-Maschine fünf oder mehr Aufspannungen erfordern würden, lassen sich in einem einzigen Zyklus fertigstellen.
Bessere Oberflächengüte auf gekrümmten Flächen — das Werkzeug kann sich neigen, um über die gesamte Werkzeugbahn hinweg einen optimalen Schnittwinkel relativ zur gekrümmten Fläche aufrechtzuerhalten. Das eliminiert die Rillenbildung, die entsteht, wenn ein Kugelfräser unter einem festen Winkel über eine Fläche gezogen wird.
Höhere Genauigkeit — der Wegfall von Aufspannungen eliminiert Wiederausrichtungsfehler. Teile, die auf einer 3-Achs-Maschine mehrere Aufspannungen erfordern, akkumulieren bei jedem erneuten Spannen Lagefehler. Eine einzige 5-Achs-Aufspannung vermeidet das vollständig.
Kürzere Werkzeuge, höhere Steifigkeit — da sich das Teil zum Werkzeug hin neigen lässt, können kürzere Werkzeuglängen verwendet werden. Kürzere Werkzeuge biegen sich weniger durch und liefern bei geringerer Vibration eine bessere Oberflächengüte.
Typische Anwendungen für die 5-Achs-Bearbeitung — 5-Achs-CNC-Bearbeitung
- Strukturbauteile und Halterungen für die Luft- und Raumfahrt
- Turbinenschaufeln und Laufräder
- Medizinische Implantate (Hüftpfannen, Wirbelsäulen-Cages)
- Werkzeugkavitäten mit Hinterschneidungen und Entformungsschrägen
- Fahrwerks- und Motorkomponenten für den Automobilbau
- Wehrtechnik-Hardware
- Komplexe Spritzgießwerkzeuge
Kostenvergleich — 5-Achs-CNC-Bearbeitung
5-Achs-Maschinen kosten das Drei- bis Fünffache vergleichbarer 3-Achs-Maschinen, und die Programmierung ist anspruchsvoller. Entsprechend hat die 5-Achs-Bearbeitung einen höheren Stundensatz und höhere Rüstkosten.
Bei hoher Teilekomplexität ist die 5-Achs-Bearbeitung jedoch häufig insgesamt günstiger als eine 3-Achs-Bearbeitung mit mehreren Aufspannungen. Stellen Sie sich ein Teil vor, das auf einer 3-Achs-Maschine fünf Aufspannungen zu je 45 Minuten erfordert, gegenüber einer einzigen 5-Achs-Aufspannung von 90 Minuten — das 5-Achs-Teil ist schneller fertig und birgt weniger Qualitätsrisiken.
Faustregel: Erfordert ein Teil mehr als zwei 3-Achs-Aufspannungen, lassen Sie Ihren Lieferanten ein Angebot für die 5-Achs-Bearbeitung erstellen.
3+2 vs. vollsimultane 5-Achs-Bearbeitung — 5-Achs-CNC-Bearbeitung
Innerhalb der „5-Achs-Bearbeitung" gibt es eine wichtige Unterscheidung:
Die 3+2-Bearbeitung (auch „positionale 5-Achs-Bearbeitung" genannt) nutzt die beiden Drehachsen, um das Teil in einem festen Winkel zu fixieren, und bearbeitet es anschließend mit den drei Linearachsen. Dies ist der gängigste 5-Achs-Ansatz und deckt den Großteil komplexer Teile ab.
Die vollsimultane 5-Achs-Bearbeitung bewegt alle fünf Achsen während des Schnitts gleichzeitig. Sie ist für mehrfach gekrümmte Flächen wie Turbinenschaufeln und Laufradkanäle erforderlich. Sie verlangt eine anspruchsvollere Programmierung (CAM-Software wie Siemens NX oder Autodesk PowerMill) und leistungsfähigere Maschinen.
Unsere 5-Achs-Kapazität — 5-Achs-CNC-Bearbeitung
Ginwate betreibt 5-Achs-Bearbeitungszentren des Typs Haas UMC-750 und DMG Mori DMU 50. Wir realisieren sowohl 3+2- als auch vollsimultane 5-Achs-Arbeiten mit Toleranzen bis ±0,005 mm bei komplexer Geometrie und ±0,001 mm auf Bezugsflächen. Eine vollständige Prüfung mit unserer Zeiss CMM ist für alle 5-Achs-Teile verfügbar.
Fordern Sie ein Angebot für Ihr komplexes Teil an — unsere Ingenieure beurteilen, ob die 5-Achs-Bearbeitung der richtige Ansatz ist, und geben Ihnen eine ehrliche Kostenempfehlung.
Verwandte Ginwate-Ressourcen — 5-Achs-CNC-Bearbeitung
- Fertigungskapazitäten — über 200 Maschinen, ±0,001 mm Toleranz
- Toleranz-Referenz
- Leitfaden zu Oberflächengüten
- Werkstoffkatalog
- Kostenloses DFM-Angebot anfordern — Antwort vom Ingenieur in 4 Stunden
- Fallstudien
Quellen: ISO 2768 Allgemeintoleranzen und CNC auf Wikipedia.
Weitere Informationen zur 5-Achs-CNC-Bearbeitung finden Sie in den oben verlinkten Leitfäden. Unser Team liefert seit Jahren Teile aus der 5-Achs-CNC-Bearbeitung. Fragen Sie uns alles.
FAQ zur 5-Achs-CNC-Bearbeitung
Ist die 5-Achs-CNC-Bearbeitung für jedes Projekt geeignet?
Nein. Die 5-Achs-CNC-Bearbeitung passt zu manchen Aufträgen besser als zu anderen. Wir helfen Ihnen, die richtige Spezifikation für Ihr Teil zu wählen. Nennen Sie uns Last, Temperatur und Budget, und wir lotsen Sie zur besten Lösung. Die meisten Kunden sparen Geld, indem sie von Anfang an die passende Güte wählen — nicht zwangsläufig die hochwertigste.
Wie schnell kann Ginwate Teile aus der 5-Achs-CNC-Bearbeitung liefern?
Für die meisten Aufträge in der 5-Achs-CNC-Bearbeitung legen wir innerhalb von vier Stunden ein Angebot vor. Die Lieferzeit für Prototypen liegt bei fünf bis zehn Tagen. Serienfertigung trifft in zwei bis drei Wochen ein. Eilaufträge versenden wir bei verfügbarem Material innerhalb von 72 Stunden. Senden Sie uns Ihre CAD-Datei, um zu starten.
Welche Toleranzen halten Sie in der 5-Achs-CNC-Bearbeitung ein?
Die meisten Teile aus der 5-Achs-CNC-Bearbeitung halten ±0,02 mm problemlos ein. Engere Toleranzen sind mit passender Vorrichtung und einem abschließenden Schleifgang möglich. Für den Großteil der Aufträge erreichen wir ISO 2768-fH bereits beim ersten Versuch. Spezifizieren Sie die Toleranzen, die Sie wirklich benötigen — nicht enger als nötig.
Bieten Sie eine DFM-Prüfung für die 5-Achs-CNC-Bearbeitung an?
Ja. Jedes Angebot enthält eine kostenlose DFM-Prüfung durch einen erfahrenen Ingenieur. Wir markieren schwierige Merkmale, kostspielige Toleranzen und günstigere Alternativen. Das amortisiert sich schnell — die meisten Teile werden nach der Prüfung fünf bis zwanzig Prozent günstiger. Für diesen Service erheben wir keine Gebühr.
Geschrieben von
Roger (罗欢)
Leitender CNC-Ingenieur bei Ginwate · 20+ Jahre Luftfahrt- und Medizintechnik
