Come la lavorazione a 5 assi riduce le operazioni e migliora la precisione

Eliminazione di Più Configurazioni con fresa a 5 assi

Comprendere la fresa a 5 assi processo e il suo impatto sul flusso di lavoro

Le macchine CNC a cinque assi permettono agli utensili di taglio di muoversi liberamente lungo tutti e cinque gli assi contemporaneamente, il che significa che possono raggiungere i pezzi da quasi tutte le direzioni possibili. Non è più necessario fermare la macchina a metà lavoro per regolare manualmente le posizioni, qualcosa che in passato richiedeva lo spegnimento dell'operazione, la riconfigurazione di tutto e la gestione di eventuali problemi di disallineamento. Mantenere tutto nella stessa configurazione riduce quelle fastidiose interruzioni del flusso di lavoro di circa il 63 percento rispetto ai vecchi sistemi a tre assi. I rapporti di lavorazione dello scorso anno confermano quanto detto, mostrando significativi risparmi di tempo per le officine che producono componenti complessi.

Riduzione del tempo di configurazione e del numero di operazioni grazie al posizionamento integrato

La lavorazione tradizionale su 3 assi richiede normalmente diversi allestimenti per lavorare tutti i lati di un componente complesso. Parliamo di circa 4 a 6 allestimenti per componenti particolarmente intricati. Ogni volta che si interrompe e si ricolloca il pezzo, si perdono circa 30-45 minuti in cui non si lavora effettivamente il metallo. Questo tempo perso si accumula velocemente, soprattutto nella produzione di componenti per l’aerospaziale, dove si arriva a circa 165 minuti persi solamente in fase di allestimento. Ora osserviamo cosa accade con le macchine a 5 assi. Queste potenti macchine riescono a gestire la maggior parte dei componenti in soli 1 o 2 allestimenti, riducendo il tempo perso a circa un'ora in totale. Il segreto sta nei sistemi di posizionamento integrati, in grado di regolare automaticamente l'angolo di lavoro ogni volta che serve. Questo permette ai tornitori di procedere senza interruzioni, anche per curve complesse e angoli particolari. Come esempio concreto, consideriamo un'importante azienda aerospaziale. È riuscita a passare da cinque allestimenti separati per le pale delle turbine a un unico allestimento. Risultato? Una riduzione del tempo complessivo di produzione pari al 37%.

Come l'automazione nei CNC a 5 assi riduce gli errori umani durante i passaggi

Quando i lavoratori posizionano manualmente i pezzi, tendono a introdurre problemi di allineamento circa una volta ogni otto configurazioni, secondo i dati del settore del Machinery Efficiency Report dello scorso anno. Le macchine a cinque assi riducono questi problemi perché gestiscono autonomamente i cambiamenti del percorso dell'utensile e ruotano i pezzi. La maggior parte dei sistemi moderni è dotata di funzioni di rilevamento delle collisioni che mantengono tutto in movimento senza intoppi su tutti gli assi. Alcuni produttori riportano di aver ridotto gli scarti del 30% circa nei settori in cui la precisione è fondamentale, come nella produzione di dispositivi medici. Sebbene i processi automatizzati aumentino sicuramente la precisione, esiste ancora una curva di apprendimento per gli operatori che devono gestire contemporaneamente più macchine invece di concentrarsi su una singola setup.

Miglioramento della precisione del pezzo e della qualità superficiale

la lavorazione a 5 assi eleva la precisione manifatturiera permettendo un impegno continuo dello strumento su geometrie complesse. Questa capacità minimizza l'intervento dell'operatore mantenendo tolleranze di ±0,005 mm, essenziali per componenti aerospaziali e medici come pale turbine o impianti ortopedici.

Precisione e Riproducibilità Migliorate in Geometrie Complesse

A differenza delle macchine a 3 assi che richiedono riposizionamenti, i sistemi a 5 assi mantengono angoli di taglio ottimali durante le operazioni di contornatura. Una traiettoria elicoidale può lavorare il profilo aerodinamico di una pala turbina in un unico setup, riducendo le variazioni dimensionali del 18% rispetto ai processi multistadio.

Raggiungere Tolleranze Più Strette Grazie al Controllo Avanzato della Traiettoria dello Strumento

Software CAM avanzati ottimizzano l'orientamento dello strumento per prevenire deviazioni, in particolare nella fresatura di tasche profonde. Mantenendo lo strumento perpendicolare alle superfici curve, i sistemi a 5 assi riducono gli errori di corda negli archi del 32%, garantendo una qualità superficiale costante tra i vari lotti di produzione.

Analisi dei Dati: Miglioramenti della Finitura Superficiale fino al 40% Rispetto ai Sistemi a 3 Assi

La capacità di mantenere un carico ideale del truciolo e una velocità di taglio costante su angoli composti riduce le tracce di utensile e la necessità di post-lavorazione. I produttori automobilistici riportano valori Ra (rugosità media) inferiori a 0,8 μm per alloggiamenti di trasmissioni lavorati a 5 assi, con un miglioramento del 40% rispetto ai risultati tradizionali a 3 assi.

Consolidamento delle Operazioni di Produzione per una Maggiore Efficienza

Integrazione delle Operazioni di Tornitura e Fresatura nei Sistemi a 5 Assi

Le più moderne configurazioni di tornio a 5 assi uniscono le funzioni di tornitura e fresatura, permettendo ai reparti di effettuare più operazioni senza dover cambiare macchina. Non dover più spostare i pezzi avanti e indietro tra torni e fresatrici significa meno problemi di allineamento in generale. Secondo i dati recenti del settore provenienti da Machinery Trends nel loro rapporto 2024, questa configurazione riduce i problemi di allineamento di circa il 30 percento. Per quei pezzi complessi che richiedono sia operazioni di rotazione che di taglio lineare, questi sistemi eseguono tutti i lavori in un unico serraggio. Questo permette di risparmiare tempo e denaro, evitando gli errori che si verificano quando i componenti vengono manipolati eccessivamente durante i processi tradizionali di produzione.

Ottimizzazione della produzione riducendo i trasferimenti tra macchine e l'utilizzo di dispositivi

Le aziende aerospaziali che utilizzano sistemi a 5 assi hanno visto ridurre del circa 50% la necessità di dispositivi di fissaggio durante la produzione delle pale turbine. Questa riduzione comporta complessivamente meno configurazioni, riducendo sia i tempi di produzione sia i costi legati agli utensili. Per fare un esempio, un produttore di componenti automobilistici è riuscito a ridurre del circa 22% il tempo di produzione di ogni singolo pezzo, semplicemente diminuendo il numero di trasferimenti tra le macchine. Questo approccio è vantaggioso perché evita danni ai componenti durante i ripetuti passaggi di serraggio, mantenendo al contempo una precisione posizionale entro i 5 micron o migliore. Per le officine che lavorano con tolleranze strette, miglioramenti di questo tipo fanno una reale differenza nelle operazioni quotidiane.

Trend: Adozione di tecnologia ibrida macchine 5-asse per un'efficienza produttiva elevata

Sempre più aziende operanti nei settori manifatturieri stanno adottando sistemi ibridi a 5 assi che uniscono la lavorazione tradizionale alla capacità di produzione additiva, per creare componenti che richiedono un minimo di post-lavorazione. Queste piattaforme integrate riducono il numero di passaggi necessari per completare un componente, arrivando a diminuire del 40% rispetto a quanto era comune in precedenza. Un caso studio reale proveniente da un'azienda del settore medico mostra come questi sistemi possano comportare anche un risparmio economico: hanno registrato circa il 15% in meno di spese per manodopera quando le loro macchine hanno iniziato a gestire autonomamente il cambio degli utensili e a utilizzare configurazioni di programmazione singole invece di multiple. Ciò che è davvero interessante, tuttavia, è la tendenza verso macchine in grado di autocalibrarsi. Questo sviluppo ha reso le linee di produzione più fluide tra un lotto e l'altro, riducendo i tempi di attesa di circa il 18%, secondo dati recenti. I produttori stanno scoprendo che questi miglioramenti non sono solo convenienti, ma anche essenziali per stare al passo con le moderne esigenze produttive.

Riduzione dei Tempi di Consegna Attraverso l'Ottimizzazione di Setup e Attrezzature

Minimizzazione della Complessità delle Attrezzature Tramite Orientamento Dinamico del Pezzo

La complessità delle attrezzature si riduce notevolmente quando si parla di lavorazione a 5 assi, poiché la macchina muove effettivamente il pezzo mentre lavora su di esso. I tradizionali sistemi a 3 assi richiedono ogni volta una serie di attrezzature speciali ogni volta che si modifica la posizione del pezzo, ma queste nuove macchine dispongono di una capacità di movimento aggiuntiva su altri due assi. Secondo alcune ricerche di AMT del 2023, le aziende possono eliminare circa il 60-80 percento di queste attrezzature quando si tratta di forme complesse. Prendiamo ad esempio le pale delle turbine. In passato richiedevano qualcosa come dodici setup separati su macchinari più datati, ma oggi i produttori riescono a effettuare solo uno o tre setup grazie a morse universali che funzionano su angoli diversi.

Risparmio di Costi e Tempo Grazie alla Riduzione dei Requisiti di Serraggio

Fissaggio semplificato riduce direttamente le ore di lavoro e gli sprechi di materiale:

• Riduzione del tempo di serraggio : 50–70% più veloce per pezzo (IMTS 2024 Tooling Efficiency Report)
• Costi dei dispositivi : da 2.500 a 15.000 dollari risparmiati per progetto complesso evitando dispositivi su misura
  Tavole rotanti di precisione mantengono l'accuratezza posizionale entro 5 micron durante il riposizionamento dinamico, eliminando i passaggi manuali di misurazione tra le operazioni.

Riduzione dei tempi di consegna con la lavorazione a 5 assi grazie alla consolidazione dei processi

Quando le aziende uniscono trafilettatura, fresatura e finitura in un unico setup, solitamente assistono a una riduzione dei cicli di produzione compresa tra il 30 e il 60 percento. Anche il settore aerospaziale ha registrato risultati impressionanti. Un produttore ha ridotto drasticamente i tempi di attesa passando a sistemi a 5 assi. Per quelle parti davvero importanti necessarie per i voli, ciò che una volta richiedeva due settimane ora viene completato in poco più di una settimana. E i risparmi aumentano ulteriormente analizzando come gli utensili si muovono durante il processo produttivo. Un test effettuato da Haas Automation ha dimostrato che l'ottimizzazione di questi percorsi può accelerare i tempi del 15-20 percento, semplicemente perché le macchine passano meno tempo a muoversi senza lavorare sui materiali.

Sezione FAQ

Cos'è la Fresatura 5 Assi?

la lavorazione a 5 assi permette agli utensili di taglio di muoversi lungo cinque assi diversi contemporaneamente, consentendo la lavorazione di forme complesse praticamente da ogni direzione.

Come riduce i tempi di setup la lavorazione a 5 assi?

Permettendo di lavorare la maggior parte delle parti in soltanto uno o due setup, la lavorazione a 5 assi riduce significativamente la necessità di riposizionamenti manuali, abbattendo i tempi di preparazione e i costi complessivi di produzione.

Perché la CNC a 5 assi è considerata più precisa?

le macchine CNC a 5 assi utilizzano software CAM avanzati per ottimizzare i percorsi dell'utensile e mantenere le tolleranze, garantendo una maggiore precisione e una qualità superficiale costante su geometrie complesse.

Come incide la lavorazione a 5 assi sui tempi di consegna?

Minimizzando la complessità delle attrezzature e integrando più operazioni in un unico setup, la lavorazione a 5 assi riduce in modo significativo i tempi di produzione.