Az 5 tengelyes marógép legfontosabb előnyei összetett alkatrészekhez

Kiemelkedő pontosság és szűkebb tűrések összetett megmunkálás során

Hogy? 5 tengelyes marógép Eléri az 5 mikron alatti méretpontosságot

A legújabb 5-tengelyes marógépek csökkentik azokat az idegesítő halmozódó hibákat, mert képesek komplex alakzatokat egyszerre megmunkálni. A hagyományos 3-tengelyes CNC rendszerek sok újrapozicionálást igényelnek a gyártási folyamat során, de ezek az újabb gépek egyszerre mozognak öt tengely mentén, így a szerszám közvetlen hozzáférést kap még a nehezen megközelíthető összetett szögekhez is. A fejlett golyósorsó technológia, amely visszacsatolást nyújt 0,1 mikron pontosságig, és a stabil gépszerkezet biztosítja, hogy a vágási pontosság jól 5 mikron alatt maradjon. Ez a fajta pontosság különösen fontos olyan alkatrészek gyártásánál, mint például optikai tartók vagy üzemanyag befecskendező fúvókák, ahol a tűrések szűkek. A Stuttgarti Egyetem 2024-ben közzétett kutatása is felmutatott valamit lenyűgözőt: a méretbeli eltérések körülbelül 62%-kal csökkentek, amikor ezeket a 5-tengelyes rendszereket használták a régi stílusú, több befogóval dolgozó 3-tengelyes gépek helyett.

Valós idejű kalibrálás és hőmérséklet-kompenzáció 5-tengelyes rendszerekben

A magas sebességű megmunkálás során keletkező intenzív hő gyakran deformációt okoz az acél alkatrészekben, néhány esetben akár 8-12 mikronnyi eltolódást is eredményezhet 10 Celsius-fok hőmérséklet-emelkedésenként, az ASME tavalyi kutatása szerint. Ennek megoldására a modern 5 tengelyes CNC gépek már beépített hőmérséklet-érzékelőkkel vannak felszerelve a motorokban és a vezetékek mentén. Ezek az érzékelők valós időben továbbítják az adatokat intelligens algoritmusoknak, amelyek folyamatosan figyelik a körülményeket. Például, amikor kemény anyagokkal, például titánötvözetekkel dolgoznak, és a sebesség eléri a 15 ezer fordulat/percet, a gép valójában módosítja a tengelyek pozícióját közben, miközben a teljes rendszeren belül szigorú tűrésmezőt tart fenn, plusz-mínusz 3 mikron pontossággal. A szerszámcsere között pedig a gyártók lézer-interferométereket használnak a rendszer kalibrálására, amely segít állandó pozicionálást fenntartani hosszabb termelési ciklusok során.

Esettanulmány: Repülőgépipari alkatrész megmunkálás 5 tengelyes marógép

Egy turbinalapát-gyártó jelentősen csökkentette a selejtarányt, amikor áttért 5-tengelyes CNC marási technológiára. Korábban körülbelül 14%-os hulladékkal küzdöttek, de ez most csupán 2,1%-ra csökkent. Amikor egyszerre megmunkálják az áramlástani profilokat és az összetett hűtőcsatornákat, a felületminőség is lényegesen javul. A felületi simaság mérési eredményei 8,7 mikron Ra-ról 3,2 mikron Ra-ra javultak. Egy másik nagy előny, hogy az egyetlen befogóberendezés használata megszüntette azokat az igazítási problémákat, amelyek korábban a lapátok gyökér- és csúcsrésze között jelentkeztek. Ennek eredményeként ezeknél a kritikus repülőgépipari alkatrészeknél, ahol a pontosság a legfontosabb, az első kísérletre sikerességi ráta lenyűgöző 98,6%-os lett.

Egyedülálló sokoldalúság összetett geometriákhoz és tervezési szabadsághoz

Szimultán többtengelyes mozgás összetett alkatrészek megmunkálásához

Az 5 tengelyes marógép megváltoztat mindent, ha bonyolult alkatrészekről van szó, hiszen egyszerre tud mozogni mind az öt tengely mentén. Már nem szükséges újra és újra megállítani, illetve átrendezni a munkadarabot különböző műveletekhez. Egyszerűen csak beállítod, és nézed, ahogy a gép megmunkálja azokat a bonyolult formákat, és eléri azokat a nagyon mély üregeket, amelyek máskülönben lehetetlenek lennének. A gép folyamatosan módosítja a mozgásirányát, így a vágás végig sima és egyenletes marad. Olyan dolgoknál, mint például repülőgép-turbinapengék, ez óriási különbséget jelent. A kevesebb rezgés azt jelenti, hogy a szerszámok kevésbé hajlanak meg vágás közben, ezáltal a gyártók elérhetik az extrém pontos tűréshatárokat, plusz-mínusz 0,005 mm-es pontossággal. Emellett pontos méretek elérése rendkívül fontos a pengék felülete fölött áramló levegő hatékonysága szempontjából.

Gyártás Bonyolult Orvostechnikai Implantátumokból 5 tengelyes marógép

Az orvosi implantátumok gyártása igazán bemutatja ezeknek a gépeknek a képességeit. Az öt tengelyes rendszerek már most egyedi titán térdízületeket és gerinc-korongketrecek gyártanak közvetlenül CT-vizsgálati adatokból. A szerszám szögének szigorú kontrolljával a gyártók már nem szükséges, hogy kézzel fejezzék be ezeket a biológiai kompatibilitású felületeket. A gyártási idő körülbelül két harmaddal csökken a régebbi technikákhoz képest, ami nagyon fontos, amikor minden mikrométer számít a sikeres csontintegrációnál.

A geometriai korlátozások csökkentése és az alulmarások megszüntetése

A hagyományos megmunkálási elrendezések súlyos tervezési korlátozásokat jelentenek a korlátozott szerszámhoz érhetőségi szögek miatt. Az 5-tengelyes technológia ezt úgy küszöböli ki, hogy dinamikusan dönti a vágószerszámot a következőkhöz:

• Merülőfalú üregek megmunkálása szerszámütközés nélkül
• Belső elemek és alulmarások gyártása másodlagos műveletek nélkül
• Öntőformákhoz 90°-nál nagyobb dőlésszögek elérése. Ez a geometriai szabadság 80%-kal csökkenti a beállítási változtatások számát az autóipari prototípusgyártás során, miközben lehetővé teszi az egységesített tervezést, amely több komponenst is összevon.

A vezérlés és az emberi hiba csökkentése az automatizálás révén

Kevesebb beállítás és folyamatos megmunkálás 5 tengelyes marógép A műveletek

A 5-tengelyes CNC marás alkalmazásakor a kezelők elérhetik az alkatrész geometriájának minden szögét csupán egyetlen beállítással, ami azt jelenti, hogy nincs szükség újra meg újra megállítani és kézzel átállítani az alkatrészeket. Az egész folyamat folyamatosan fut, a gép leállási idő csökkenése a szakmai jelentések szerint körülbelül 60 százalékkal történik. Emellett a vágószerszámok végig a legjobb teljesítményükön dolgoznak, mivel nem éri őket egyenlőtlen terhelés. Számos gyártóüzem váltott át a hagyományos 3-tengelyes rendszerekről, és azok, akik áttértek, tapasztalták, hogy a termelési ciklusok sebessége 35 százalékkal, akár a korábbi idő közel felére csökkent az új, fejlett gépek bevezetése után.

Adatok tükrében: 70%-os csökkenés a kezelési hibákban a 5-tengelyes rendszerek bevezetése után

Az 5 tengelyes technológiára való áttérés csökkenti az emberi beavatkozás szükségességét a megmunkálási munkák során. A gyárak körülbelül 70 százalékkal kevesebb hibát jelentenek alkatrészek kezelésekor, mivel ezek a gépek rendkívül pontosan helyezik el az alkatrészeket, minden egyes futásnál ±0,0001 hüvelyken belül maradva. Az egész rendszer ennyire pontos működése miatt már nincs szükség mérési bizonytalanságra. Ez valójában jelentősen csökkenti a selejtes alkatrészek számát. A drága komponenseket gyártó vállalatoknál a selejtarány körülbelül 34 százalékkal csökken. És ne feledkezzünk meg a megtakarításokról sem. A közepes méretű műhelyek jellemzően évi körülbelül 140 ezer dollárt takarítanak meg pusztán az anyagpazarlás csökkentéséből adódóan.

Egyszerűsített munkafolyamat CAD-tervtől a végső alkatrész elkészüléséig

Amikor a fejlett CAM szoftver megfelelően integrálásra kerül, tulajdonképpen áthidalja a digitálisan megtervezett és a valóságban megjelenő alkatrészek közötti rést. A teljes folyamat ma már sokkal hatékonyabban működik együtt, mivel már nincsenek meg azok az öregedett problémák, amikor különböző részlegeknek kellett információkat visszafordítaniuk egymás között. A gyártási időszakok jellemzően körülbelül 45%-kal rövidülnek meg, ami jelentős különbséget jelent a gyártók számára. A korábban több különböző gép és beállítás igénylő rendkívül összetett alkatrészek esetén minden mára egyetlen gépen valósítható meg egyetlen folyamattal. Ez 8-12 héttel lerövidíti az új termékek piacra jutási idejét, például repülőgépalkatrészek és orvostechnikai eszközök esetén, miközben a méretek a megadott tűréshatárokon belül maradnak.

Finomabb Felületi Szerkezet és Állandó Alkatrészminőség

az 5-tengelyes marógépek kiváló felületi minőséget biztosítanak, amely kritikus a magas teljesítményt nyújtó alkatrészek számára, miközben a megfelelő szerszámérintkezési szögek fenntartásával dolgoznak végig a bonyolult kontúrákon.

Az optimális szerszám dőlésszöge csökkenti a lépcsőzetes nyomokat és az újramunkálást

A hagyományos 3-tengelyes gépeknek az üzemeltetésük során szükségük van ezekre a körülményes pozicionáló leállítókra, míg a 5-tengelyes marórendszerek más megközelítést alkalmaznak. Ezek a fejlett gépek folyamatosan állítják a vágószerszám szögét, miközben a munkadarab anyagában dolgoznak. Mit jelent ez a kész termékek szempontjából? Nos, nincsenek többé azok az idegesítő lépcsőzetes nyomok a felületeken, amelyek a megmunkálás után jelentkeznek. Ezek a kis hibák később extra munkát igényelnek, csupán az eltüntetésükre. Az ilyen rendszerek által fenntartott egyenletes nyomás a szerszámokon csökkenti az eszközök meghajlását vagy eltörését hosszabb üzemidő alatt, így az operátoroknak nem kell folyamatosan beavatkozniuk a javítások miatt. Nézzük meg, mi történik éppen most a repülőgépipari gyártásban – a vállalatok körülbelül 40%-kal kevesebb hibát tapasztalnak, amelyeket a kezdeti megmunkálási folyamatok után kell korrigálni. Ez valós megtakarítást jelent pénzben és gyorsabb átfutási időt a repülőgép alkatrészek esetében, amelyek szigorú minőségi előírásoknak felelnek meg.

Esettanulmány: Turbinapenge Felületkezelése 5-tengelyes CNC Marással

Egy vezető turbinagyártó nemrég elérte a lenyűgöző 0,4 mikrométeres Ra felületminőséget alkatrészein, ami valójában meghaladja a légiközlekedési ipar szabványait. Ezt a fejlett 5-tengelyes marási technikák segítségével érték el. A folyamatos szerszámpálya-vezérlés lehetővé tette, hogy simán mozoghassanak a komplex szárnyprofilok mentén, anélkül, hogy észrevehető átmeneti vonalak keletkeznének. Ami igazán kiemelkedő, az az, hogy minden egyetlen felfogásban sikerült elvégezni. Ez a megközelítés a titán pengék utófinomítási idejét körülbelül felére csökkentette, és egyáltalán nem volt szükség utólagos kézi beavatkozásra geometriai problémák miatt. Átfogóan nézve, a termelési hozam 2023-as adatok szerint közel 30%-kal nőtt az előző évhez képest.

Ismételhetőség és Minőségbiztosítás Javítása a Termelési Folyamatokban

A tengelyek teljesítményének valós idejű nyomon követése a hőmérsékleti beállításokkal együtt segít fenntartani az állandó méreteket egyik tételből a másikba, így elérve a szűk ±0,005 mm-es tűrésértéket. Amikor az automatikus érzékelők észlelik a szerszám kopását megmunkálás közben, azonnal korrigálják az eltolásokat, így a felületek egységesek maradnak akkor is, ha órákig futnak alkatrészeket. A statisztikai folyamatszabályozási adatok vizsgálata szintén figyelemre méltó eredményt mutat: körülbelül 92% orvosi implantátum alkatrész felel meg a minőségellenőrzési előírásoknak már az első futás során, ami jelentősen csökkenti a későbbi plusz ellenőrzések szükségességét. Mindez a gondos ismétlődés azt eredményezi, hogy kevesebb alkatrészt utasítanak vissza a mikroszkopikus eltérések miatt, amelyek kihatással lehetnek a tömítés folyadékokkal szembeni hatékonyságára vagy a hosszú távú igénybevételviselő képességére.

Hosszú távú költséghatékonyság és szerszámélettartam optimalizálás

Egyenletes terheléselosztáson alapuló meghosszabbított szerszámélettartam 5 tengelyes marógép

Az 5 tengelyes CNC marógép valóban segít a szerszámok élettartamának meghosszabbításában, mivel jobban kezeli az üzemelés közben fellépő erőket. Amikor a gép egyszerre több irányból vág, a terhelés a teljes szerszámon egyenletesen oszlik el, nem halmozódik fel egy ponton. Ez az egyenletes eloszlás megakadályozza a forró pontok kialakulását, ahol a szerszámok gyorsan elkopnak. A gépek kiegyensúlyozott működése a hőmérséklet stabilitását is biztosítja, így kevesebb apró repedés alakul ki a szerszám anyagában. Ipari adatok szerint az 5 tengelyes rendszereken használt szerszámok élettartama körülbelül 40 százalékkal hosszabb, mint a hagyományos 3 tengelyes rendszereké. A gyártók számára ez azt jelenti, hogy kevesebbet kell költeni a kopott szerszámok cseréjére, és csökken a leállási idő a pótlólagos szerszámok várakoztatásánál.

Anyagveszteség és gyártási idő csökkentése

Az 5-tengelyes megmunkálásban a leegyszerűsített munkafolyamatok csökkentik a nyersanyagveszteséget a közelítőleg tiszta alakítás és az átrendezés elkerülése révén. Az egyetlen felszerelési lehetőség megszünteti a manuális újrafelállításból fakadó igazítási hibákat, csökkentve a selejtarányt 15–30%-kal. Rövidebb ciklusidő (átlagosan 25%-kal rövidebb) és felügyelet nélküli működés csökkenti a projektidőt és a munkaerő-költségeket.

Összefoglalva, az 5 tengelyes marógép újraértelmezi az összetett alkatrészek gyártását, ötvözve az egyedülálló pontosságot, a sokoldalú geometriakezelést és a leegyszerűsített hatékonyságot egyetlen megoldásban. Nemcsak a gyártási költségeket és a szállítási időt csökkenti a hulladék és az automatizálás csökkentésével, hanem biztosítja az iparágak számára kritikus, például a repülőgépiparban és az orvostechnikában megtalálható folyamatos, magas minőségű kimenetet. 5 tengelyes marógép s eszközként szolgál.