Cara Pengurangan Operasi dan Peningkatan Akurasi Melalui Mesin 5-Axis

Menghilangkan Banyak Setelan dengan pemrosesan 5-axis

Memahami pemrosesan 5-axis proses dan dampaknya terhadap alur kerja

Mesin CNC lima sumbu memungkinkan alat pemotong bergerak bebas sepanjang kelima sumbu sekaligus, yang berarti mereka dapat menjangkau bagian dari hampir semua arah yang mungkin. Tidak perlu lagi menghentikan mesin di tengah pekerjaan untuk menyesuaikan posisi secara manual—sesuatu yang dulunya melibatkan penghentian operasi, memulai kembali semuanya dari awal, dan menghadapi risiko masalah keselarasan. Dengan mempertahankan semua proses dalam satu kali pemasangan, hal ini mengurangi gangguan alur kerja yang menjengkelkan sekitar 63 persen dibandingkan sistem tiga sumbu lama. Laporan pemrosesan mesin tahun lalu mendukung hal ini, menunjukkan penghematan waktu yang signifikan bagi bengkel yang memproduksi komponen kompleks.

Pengurangan waktu persiapan dan jumlah operasi melalui penempatan terintegrasi

Pemesinan 3-sumbu model lama biasanya memerlukan beberapa kali pemasangan untuk dapat mengerjakan semua sisi suatu komponen yang rumit. Kita berbicara tentang anywhere dari 4 hingga 6 kali pemasangan untuk komponen yang sangat rumit. Dan setiap kali mesin berhenti dan melakukan pemasangan ulang, sekitar 30 hingga 45 menit terbuang hanya untuk aktivitas yang bukan pemotongan logam. Waktu ini bisa bertambah dengan cepat ketika membuat suatu komponen seperti bagian pesawat terbang, di mana kita bisa melihat waktu yang terbuang mencapai sekitar 165 menit hanya dalam proses pemasangan saja. Kini coba lihat apa yang terjadi dengan penggunaan mesin 5-sumbu. Mesin tangguh ini mampu menangani sebagian besar komponen hanya dalam 1 atau 2 kali pemasangan saja, sehingga waktu terbuang bisa ditekan menjadi sekitar satu jam saja secara total. Keajaibannya terletak pada sistem penempatan bawaan yang secara otomatis menyesuaikan sudut sesuai kebutuhan. Hal ini memungkinkan operator tetap bekerja tanpa harus berhenti untuk menyesuaikan kurva rumit atau sudut-sudut yang tidak lazim. Ambil contoh satu perusahaan dirgantara besar sebagai bukti. Mereka berhasil mengurangi kebutuhan lima kali pemasangan terpisah untuk memproduksi sudu turbin menjadi hanya satu kali pemasangan saja. Hasilnya? Terjadi pengurangan signifikan sebesar 37% dalam total waktu produksi mereka.

Cara otomatisasi dalam CNC 5-sumbu mengurangi kesalahan manusia selama pergantian

Ketika pekerja memposisikan bagian secara manual, mereka cenderung menimbulkan masalah perataan sekitar sekali dalam setiap delapan kali pemasangan, menurut data industri terbaru dari Laporan Efisiensi Mesin tahun lalu. Mesin 5-sumbu mengurangi masalah ini karena mesin tersebut secara otomatis menangani perubahan jalur alat dan memutar benda kerja. Kebanyakan sistem modern dilengkapi dengan fitur deteksi tabrakan yang menjaga semua gerakan berjalan lancar di seluruh sumbu. Beberapa produsen melaporkan pengurangan limbah hingga hampir 30% pada sektor-sektor yang sangat membutuhkan ketelitian, seperti saat memproduksi peralatan medis. Meskipun proses otomatisasi jelas meningkatkan akurasi, masih ada kurva belajar yang harus dilalui operator yang perlu mengelola beberapa mesin sekaligus, bukan hanya fokus pada satu pemasangan saja.

Meningkatkan Ketelitian Komponen dan Kualitas Permukaan

pemesinan 5-sumbu meningkatkan manufaktur presisi dengan memungkinkan alat terus-menerus terlibat pada geometri kompleks. Kemampuan ini meminimalkan intervensi operator sambil mempertahankan toleransi ±0,005 mm, yang sangat penting untuk komponen aerospace dan medis seperti bilah turbin atau implan ortopedi.

Presisi dan Reproduksibilitas yang Ditingkatkan pada Geometri Kompleks

Berbeda dengan mesin 3-sumbu yang memerlukan reposisi, sistem 5-sumbu mempertahankan sudut pemotongan optimal selama operasi konturing. Alur alat berbentuk heliks dapat memproses airfoil bilah turbin dalam satu penyetelan—mengurangi variasi dimensi sebesar 18% dibandingkan proses bertahap.

Mencapai Toleransi yang Lebih Ketat Melalui Kontrol Alur Alat yang Lebih Baik

Perangkat lunak CAM canggih mengoptimalkan orientasi alat untuk mencegah lenturan, terutama dalam milling kantong dalam. Dengan menjaga alat tetap tegak lurus terhadap permukaan lengkung, sistem 5-sumbu mengurangi kesalahan chord pada busur sebesar 32% sambil memastikan kualitas permukaan yang konsisten di seluruh batch produksi.

Wawasan Data: Peningkatan Kualitas Permukaan hingga 40% Dibandingkan Sistem 3-Axis

Kemampuan untuk mempertahankan beban chip dan kecepatan pemotongan ideal di berbagai sudut majemuk mengurangi bekas alat potong dan kebutuhan pasca-pemesinan. Produsen otomotif melaporkan nilai Ra (rata-rata kekasaran) di bawah 0,8 μm untuk rumah transmisi yang diproses dengan mesin 5-axis—peningkatan sebesar 40% dibandingkan hasil konvensional dari sistem 3-axis.

Menggabungkan Operasi Produksi untuk Efisiensi yang Lebih Tinggi

Integrasi Operasi Bubut dan Frais dalam Sistem 5-Axis

Pengaturan mesin 5-sumbu terbaru menggabungkan fungsi bubut dan frais, memungkinkan bengkel melakukan berbagai operasi tanpa perlu berganti mesin. Tidak perlu lagi memindahkan komponen bolak-balik antara mesin bubut dan frais mengurangi masalah keselarasan secara keseluruhan. Menurut data industri terbaru dari Machinery Trends dalam laporan 2024 mereka, pengaturan ini mengurangi masalah keselarasan sekitar 30 persen. Untuk komponen rumit yang membutuhkan putaran sekaligus jalur potong lurus, sistem ini mampu menyelesaikan seluruh proses dalam satu kali pemasangan. Hal ini menghemat waktu dan biaya sekaligus menghindari kesalahan yang sering terjadi akibat banyaknya penanganan komponen pada proses manufaktur konvensional.

Meningkatkan Efisiensi Produksi dengan Mengurangi Pemindahan Mesin dan Perlengkapan

Perusahaan aerospace yang menggunakan sistem 5-sumbu telah mengurangi kebutuhan akan perangkat penjepit hingga sekitar separuhnya saat memproduksi sudu turbin. Pengurangan ini berarti lebih sedikit proses persiapan secara keseluruhan, sehingga waktu produksi dan biaya alat dapat ditekan. Sebagai contoh, salah satu produsen komponen mobil berhasil mengurangi waktu produksi setiap bagian sekitar 22% hanya dengan mengurangi jumlah perpindahan antar mesin. Keunggulan pendekatan ini adalah menghindari kerusakan pada bagian selama proses pencekaman berulang-ulang, sekaligus mempertahankan akurasi posisi dalam toleransi 5 mikron atau lebih baik. Bagi bengkel yang menangani produksi dengan toleransi ketat, peningkatan seperti ini memberikan dampak nyata dalam operasional sehari-hari.

Tren: Adopsi Mesin Hybrid mesin 5-asis untuk Efisiensi Produksi Tinggi

Lebih banyak perusahaan di berbagai sektor manufaktur mulai beralih ke sistem hibrida 5-sumbu yang menggabungkan pemesinan tradisional dengan kemampuan manufaktur aditif untuk menciptakan komponen yang memerlukan sedikit proses pasca-pengerjaan. Platform terintegrasi ini mengurangi jumlah tahapan yang diperlukan untuk menyelesaikan suatu komponen, terkadang hingga 40% lebih sedikit dibandingkan yang biasanya diperlukan sebelumnya. Studi kasus nyata dari sebuah perusahaan peralatan medis menunjukkan bagaimana sistem ini juga dapat menghemat biaya—mereka mencatat pengurangan sekitar 15% dalam biaya tenaga kerja ketika mesin mulai menangani pergantian alat secara otomatis serta menggunakan satu pengaturan pemrograman tunggal alih-alih beberapa pengaturan. Yang lebih menarik lagi adalah tren menuju mesin yang mampu melakukan kalibrasi sendiri. Perkembangan ini membuat jalur produksi berjalan lebih lancar antar-batch, mengurangi periode menunggu sekitar 18% menurut data terkini. Produsen menemukan peningkatan ini tidak hanya efektif dalam mengurangi biaya, tetapi juga penting untuk memenuhi tuntutan produksi modern.

Mengurangi Waktu Tunggu Melalui Pengoptimalan Setup dan Perlengkapan Penjepit

Meminimalkan Kompleksitas Perlengkapan Penjepit Melalui Orientasi Benda Kerja Dinamis

Kompleksitas perlengkapan penjepit berkurang cukup signifikan ketika kita membahas mesin 5 sumbu, karena mesin tersebut secara langsung memindahkan bagian benda kerja selama proses pengerjaan berlangsung. Sistem 3 sumbu konvensional membutuhkan berbagai macam perlengkapan penjepit khusus setiap kali mengganti posisi benda kerja, tetapi mesin yang lebih modern memiliki kemampuan pergerakan tambahan pada dua sumbu lainnya. Berdasarkan penelitian dari AMT pada tahun 2023, bengkel manufaktur dapat menghilangkan sekitar 60 hingga 80 persen perlengkapan penjepit tersebut ketika menangani bentuk-bentuk kompleks. Ambil contoh bilah turbin sebagai studi kasus. Dulu, proses pengerjaan membutuhkan sekitar dua belas setup terpisah pada peralatan lama, tetapi kini produsen hanya membutuhkan satu hingga tiga setup saja berkat ragum universal yang dapat bekerja pada berbagai sudut.

Penghematan Biaya dan Waktu dari Berkurangnya Kebutuhan Penjepitan

Perbaikan fixture yang lebih sederhana secara langsung mengurangi jam kerja dan limbah material:

• Waktu pemasangan (clamping time) berkurang : 50–70% lebih cepat per bagian (Laporan Efisiensi Peralatan IMTS 2024)
• Biaya fixture : $2.500–$15.000 dihemat per proyek kompleks dengan menghindari penggunaan jig khusus
  Meja putar presisi mempertahankan akurasi posisi dalam rentang 5 mikron selama reposisi dinamis, menghilangkan langkah pengukuran manual di antara operasi.

Pengurangan Waktu Tunggu (Lead Time) dengan Pemesinan 5-Sumbu karena Proses yang Terintegrasi

Ketika perusahaan menggabungkan pengeboran, frais, dan penyelesaian dalam satu pengaturan, biasanya siklus produksi mereka berkurang sekitar 30 hingga 60 persen. Industri kedirgantaraan juga telah melihat hasil yang mengesankan. Sebuah produsen berhasil mengurangi waktu tunggu secara signifikan setelah beralih ke sistem 5 sumbu. Untuk komponen yang sangat penting yang dibutuhkan dalam penerbangan, pekerjaan yang dulunya memakan waktu dua minggu kini selesai hanya dalam waktu sedikit lebih dari satu minggu. Dan masih ada penghematan tambahan jika dilihat dari pergerakan alat selama produksi. Uji coba yang dilakukan oleh Haas Automation menunjukkan bahwa pengoptimalan jalur alat ini dapat mempercepat proses sekitar 15 hingga 20 persen hanya karena mesin menghabiskan waktu lebih sedikit untuk bergerak tanpa melakukan pengerjaan pada material.

Bagian FAQ

Apa itu Pemotongan 5-Axis?

pemesinan 5 sumbu memungkinkan alat potong bergerak sepanjang lima sumbu berbeda secara bersamaan, memungkinkan pemesinan bentuk-bentuk kompleks dari hampir segala arah.

Bagaimana pemesinan 5 sumbu mengurangi waktu pengaturan?

Dengan memungkinkan sebagian besar bagian dikerjakan hanya dalam satu atau dua kali pemasangan, penggunaan mesin 5-sumbu secara signifikan mengurangi kebutuhan repositioning manual, sehingga memangkas waktu persiapan dan biaya produksi secara keseluruhan.

Mengapa CNC 5-sumbu dianggap lebih akurat?

mesin CNC 5-sumbu menggunakan perangkat lunak CAM canggih untuk mengoptimalkan jalur alat potong dan mempertahankan toleransi, memastikan presisi yang lebih tinggi serta kualitas permukaan yang konsisten pada geometri yang kompleks.

Bagaimana pengaruh pemesinan 5-sumbu terhadap waktu penyelesaian produksi?

Dengan meminimalkan kompleksitas perangkat penjepit dan mengintegrasikan berbagai operasi dalam satu kali pemasangan, pemesinan 5-sumbu secara signifikan mengurangi waktu penyelesaian produksi.