Hoe 5-Assige Bewerking Operaties Vermindert en Nauwkeurigheid Verbetert

Het wegwerken van meerdere opstellingen met 5-as machineren

Inzicht in de 5-as machineren proces en de impact op de werkstroom

Vijfassige CNC-machines laten toe dat de freesgereedschappen zich vrij bewegen langs alle vijf assen tegelijk, wat betekent dat ze delen van bijna elke mogelijke richting kunnen bereiken. Niet langer hoeft de machine halverwege het werk te stoppen om handmatig posities aan te passen, iets dat vroeger leidde tot stilstand van de operatie, opnieuw opzetten en omgaan met mogelijke uitlijningsproblemen. Alles in één opstelling houden vermindert die vervelende onderbrekingen in de werkstroom met ongeveer 63 procent vergeleken met oudere drieassige systemen. Bewerkingsrapporten van vorig jaar ondersteunen dit en tonen aanzienlijke tijdwinst voor bedrijven die complexe onderdelen produceren.

Vermindering van de insteltijd en het aantal bewerkingen door geïntegreerde positionering

Oude 3-assige bewerkingsmachines hebben meestal meerdere opstellingen nodig om alle zijden van een complex onderdeel te kunnen bewerken. We spreken hier van 4 tot 6 opstellingen voor echt ingewikkelde componenten. En elke keer dat ze stoppen en het onderdeel opnieuw positioneren, gaat er zo'n 30 tot 45 minuten verloren die niet daadwerkelijk aan metaalbewerking worden besteed. Dat loopt snel op, vooral bij het maken van bijvoorbeeld luchtvaartonderdelen, waarbij zo'n 165 minuten verloren kunnen gaan aan alleen de opstelling. Kijk nu eens wat er gebeurt met 5-assige machines. Deze machines kunnen de meeste onderdelen in slechts 1 of 2 opstellingen verwerken, waardoor de verspilde tijd tot ongeveer één uur in totaal wordt teruggebracht. De truc zit hem in de ingebouwde positioneringssystemen die automatisch de hoek aanpassen waar nodig. Hierdoor kunnen machinisten doorgaan zonder te hoeven stoppen voor die lastige curves en vreemde hoeken. Neem als voorbeeld een grote luchtvaartmaatschappij. Zij slaagden erin van vijf aparte opstellingen voor turbinebladen omlaag te gaan naar slechts één enkele opstelling. Het resultaat? Een aanzienlijke reductie van 37% in de totale productietijd.

Hoe automatisering in 5-assige CNC-machine het menselijk falen tijdens overgangen vermindert

Wanneer werknemers onderdelen handmatig positioneren, leidt dit volgens recente brongegevens uit het Machinery Efficiency Report van vorig jaar tot uitlijnproblemen ongeveer één keer per acht opstellingen. Vijfassige machines verminderen deze problemen, omdat zij automatisch de gereedschapspaden veranderen en de werkstukken draaien. De meeste moderne systemen zijn uitgerust met botsingsdetectie, waardoor alles soepel blijft bewegen over alle assen. Sommige fabrikanten melden dat afval met bijna 30% is gereduceerd in sectoren waar precisie het belangrijkst is, zoals bij de productie van medische apparatuur. Hoewel geautomatiseerde processen de nauwkeurigheid zeker verbeteren, is er nog steeds een leercurve voor operators die meerdere machines tegelijk moeten beheren, in plaats van te focussen op één enkele opstelling.

Verbetering van de onderdeelnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit

5-assige bewerking verhoogt de precisieproductie doordat het gereedschap continu in contact kan blijven met complexe geometrieën. Deze functionaliteit minimaliseert tussenkomst van operators, terwijl toleranties van ±0,005 mm worden gehandhaafd, essentieel voor luchtvaart- en medische componenten zoals turbinebladen en orthopedische implantaten.

Verbeterde precisie en reproduceerbaarheid bij complexe geometrieën

In tegenstelling tot 3-assige machines, die herpositionering vereisen, behouden 5-assige systemen tijdens contourbewerkingen de optimale freeshoeken. Een spiraalvormige toolpath kan in één opstelling een turbinebladvleugel bewerken – hierdoor nemen dimensionele afwijkingen met 18% af vergeleken met meertrapsprocessen.

Behalen van strakkere toleranties via verbeterde toolpath-besturing

Geavanceerde CAM-software optimaliseert de gereedschapshouding om afbuiging te voorkomen, met name bij diepzakfreeswerk. Door het gereedschap loodrecht te houden op gebogen oppervlakken, verminderen 5-assige systemen koordefouten in bogen met 32%, terwijl de oppervlaktekwaliteit consistent blijft tussen productiepartijen.

Data-inzicht: Oppervlakteafwerkingverbeteringen tot 40% ten opzichte van 3-assige systemen

Het vermogen om de ideale spanbelasting en snijsnelheid te behouden over samengestelde hoeken vermindert de aanwezigheid van gereedschapssporen en de noodzaak voor nabewerking. Automobielefabrikanten melden Ra (ruwheidsgemiddelde) waarden onder de 0,8 μm voor 5-assige transmissiehousingen - een verbetering van 40% ten opzichte van conventionele 3-assige resultaten.

Consolideren van productieoperaties voor grotere efficiëntie

Integratie van draai- en freesoperaties in 5-assige systemen

De nieuwste 5-assige bewerkingsopstellingen combineren draai- en freesfuncties, waardoor bedrijven meerdere bewerkingen kunnen uitvoeren zonder van machine te wisselen. Het ontbreken van heen-en-weer verplaatsen van onderdelen tussen draaibanken en freesmachines betekent minder uitlijningsproblemen in het algemeen. Volgens recente brongegevens van Machinery Trends in hun rapport uit 2024 leidt deze opstelling tot een reductie van uitlijningsproblemen van ongeveer 30 procent. Voor die lastige onderdelen die zowel rotatie als rechte freesbanen vereisen, verzorgen deze systemen alles in één opspanning. Dit bespaart tijd en geld, terwijl het ook de fouten voorkomt die optreden wanneer onderdelen te vaak worden verplaatst tijdens traditionele productieprocessen.

Productie efficiënter inrichten met minder machineoverdrachten en fixturing

Lucht- en ruimtevaartbedrijven die werken met 5-assige systemen, hebben gezien dat hun behoefte aan klemmen is gedaald met ongeveer de helft bij de productie van turbinebladen. Deze reductie betekent minder opstellingen in totaal, wat leidt tot kortere productietijden en lagere kosten voor gereedschap. Neem bijvoorbeeld een fabrikant van auto-onderdelen die erin slaagde ongeveer 22% van de productietijd per onderdeel te besparen, simpelweg omdat er minder overdrachten tussen machines nodig waren. Wat deze aanpak zo goed maakt, is dat onderdelen minder snel beschadigd raken tijdens de constante klemmingsstappen, terwijl de positioneringsnauwkeurigheid binnen 5 micrometer of beter blijft. Voor bedrijven die werken met strakke toleranties, betekenen dit soort verbeteringen een aanzienlijk verschil in de dagelijkse operaties.

Trend: Adoptie van Hybride 5-as machines voor Hoge Productie-efficiëntie

Steeds meer bedrijven in de productie-industrie kiezen voor hybride 5-assige systemen die traditionele bewerking combineren met additieve productiecapaciteiten voor het maken van onderdelen die slechts minimale nabewerking vereisen. Deze geïntegreerde platforms verminderen het aantal stappen dat nodig is om een component af te werken, soms zelfs tot wel 40% minder dan wat eerst gebruikelijk was. Een praktijkvoorbeeld van een medisch technologiebedrijf laat zien dat deze systemen ook kosten kunnen besparen - zij realiseerden ongeveer 15% lagere arbeidskosten doordat hun machines automatisch gereedschapswissels konden uitvoeren en gebruik maakten van enkele programmeeropstellingen in plaats van meerdere. Wat echter echt opvalt, is de trend naar machines die zichzelf kalibreren. Deze ontwikkeling heeft ervoor gezorgd dat productielijnen soepeler verlopen tussen batches, waarbij wachttijden werden gereduceerd met ongeveer 18%, volgens recente gegevens. Fabrikanten ontdekken dat deze verbeteringen niet alleen kostenefficiënt zijn, maar ook essentieel voor het kunnen bijbenen van moderne productie-eisen.

Vermindering van Lead Times door Optimalisatie van Opstelling en Bevestiging

Minimalisering van de Complexiteit van Bevestigingen door Dynamische Werkstukoriëntatie

De complexiteit van bevestigingen neemt behoorlijk af wanneer het gaat om 5-assige bewerking, omdat de machine het onderdeel tijdens de bewerking daadwerkelijk zelf beweegt. Traditionele 3-assige systemen hebben bij elke wijziging van de positie van een onderdeel allerlei speciale bevestigingen nodig, maar deze modernere machines beschikken over extra bewegingsmogelijkheden over twee extra assen. Volgens een onderzoek van AMT uit 2023 kunnen bedrijven zo'n 60 tot 80 procent van die bevestigingen elimineren bij het verwerken van complexe vormen. Neem als voorbeeld turbinebladen. Deze vereisten vroeger iets van twaalf afzonderlijke opstellingen op oudere machines, maar tegenwoordig volstaan fabrikanten met slechts één tot drie opstellingen dankzij universele klemmen die onder verschillende hoeken werken.

Kosten- en Tijdswinst door Verminderde Klemvereisten

Eenvoudigere bevestiging vermindert direct de arbeidstijd en materiaalverspilling:

• Bevestigingstijd verkorting : 50–70% sneller per onderdeel (IMTS 2024 Tooling Efficiency Report)
• Kosten van bevestigingsmiddelen : $2.500–$15.000 bespaard per complex project door het vermijden van maatwerk hulpmiddelen
  Precisierotatietafels behouden de positioneringsnauwkeurigheid binnen 5 micron tijdens dynamische herpositionering, waardoor handmatige meetstappen tussen bewerkingen overbodig worden.

Vermindering van de doorlooptijd met 5-assige bewerking door geconsolideerde processen

Wanneer bedrijven boren, frezen en afwerken in één opstelling combineren, zien ze doorgaans dat hun productiecycli met tussen 30 en 60 procent krimpen. Ook de luchtvaartindustrie heeft indrukwekkende resultaten gezien. Een fabrikant wist de wachttijden sterk te verminderen door over te stappen op 5-assige systemen. Voor die echt belangrijke onderdelen die nodig zijn voor vluchten, duurt iets dat eerst twee weken kostte nu slechts iets meer dan een week. En er zijn nog meer besparingen mogelijk als je kijkt naar de bewegingen van de tools tijdens de productie. Een test van Haas Automation toonde aan dat het optimaliseren van deze paden het productieproces kan versnellen met ongeveer 15 tot 20 procent, simpelweg omdat machines minder tijd besteden aan bewegingen zonder daadwerkelijk materiaal te bewerken.

FAQ Sectie

Wat is 5-as machineren?

5-assige bewerking stelt slijptools in staat om gelijktijdig langs vijf verschillende assen te bewegen, waardoor het bewerken van complexe vormen van bijna elke kant mogelijk is.

Hoe zorgt 5-assige bewerking voor kortere opsteltijden?

Door toe te staan dat de meeste onderdelen in slechts één of twee opstellingen kunnen worden bewerkt, reduceert 5-assige bewerking aanzienlijk de noodzaak van handmatige herpositionering, waardoor de opsteltijden en totale productiekosten worden verlaagd.

Waarom wordt 5-assige CNC-bewerking als nauwkeuriger beschouwd?

5-assige CNC-machines gebruiken geavanceerde CAM-software om gereedschapspaden te optimaliseren en toleranties aan te houden, wat zorgt voor hogere precisie en consistente oppervlaktekwaliteit bij complexe geometrieën.

Wat is het effect van 5-assige bewerking op de levertijden?

Door de complexiteit van bevestigingsmiddelen te minimaliseren en meerdere bewerkingen in één opstelling te integreren, verkort 5-assige bewerking de productielevertijden aanzienlijk.