The machining industry is advancing rapidly to meet the demand for complex, high-precision components. Modern manufacturers now rely on 5-Axis CNC machining and multi axis CNC machining to achieve exceptional accuracy, speed, and efficiency.
Unlike traditional 3-axis systems, 5-Axis CNC machining moves along five axes simultaneously, allowing complex parts to be completed in a single setup. This reduces repositioning, shortens lead times, and ensures superior surface finishes across materials like metals, plastics, and composites.
Multi axis CNC machining expands on this concept by utilizing four, five, or more axes for even greater flexibility in precision manufacturing. These systems help engineers produce intricate geometries efficiently while reducing material waste and human error.
Although some perceive 5-Axis CNC machining as costly or complex, today’s advanced systems are highly automated, accessible, and cost-effective. They deliver outstanding ROI by producing high-quality parts faster and more accurately, empowering industries such as aerospace, medical, and automotive to stay competitive in a demanding global market.
Brève histoire de 5 axes
In the early days of CNC manufacturing, operators often relied on add-on components to enhance efficiency and precision. However, the development of multi-axis technology in the late 1950s and early 1960s revolutionized the machining industry. With continuous advancements, 5-Axis CNC machining quickly emerged as a superior solution for producing complex, high-precision parts. Both vertical and horizontal 5-Axis machining centers became standard in aerospace, defense, and military applications, where accuracy and consistency are critical. Over time, 5-Axis CNC machining has evolved into one of the most accessible and game-changing technologies in modern manufacturing—delivering unmatched flexibility, productivity, and surface quality compared to traditional CNC machines.
Qu'est-ce que l'usinage CNC 5 axes ?
La CNC est l'une des méthodes largement adoptées pour retirer le matériau du métal à l'aide d'outils de coupe à grande vitesse. La précision des machines CNC reste inégalée, car elle permet aux fabricants d'avoir exactement ce qu'ils veulent. En règle générale, les machines CNC peuvent être séparées en trois types principaux ; fraiseuses horizontales, fraiseuses verticales et tours. Tous ces types utilisent la combinaison de la CAO et de la FAO pour présenter la pièce finale dans la forme souhaitée.
Après avoir connu les bases de la CNC, parlons de la machine CNC 5 axes, qui est équipée de plus d'axes qu'une machine CNC ou CNC 3 axes typique. Au sens littéral, la machine CNC 5 axes peut se déplacer dans 5 directions au lieu de se déplacer dans 3 directions. Bien entendu, la rotation et le déplacement de l'outil de coupe dans 5 directions apportent plus d'efficacité au processus d'usinage.
Plus communément, le 5 axes est obtenu en ajoutant une rotation ou une inclinaison à la broche de l'outil ou à la plate-forme de maintien de la pièce. Il est nécessaire à la fabrication de pièces offrant des mouvements complexes. Il est également pratique pour les opérateurs de réaliser cinq faces en une seule opération. Ainsi, l'efficacité et la précision améliorées des machines 5 axes ajoutent de la valeur à leurs services.
Pour déterminer les trajectoires de l'outil, le modèle CAO est introduit dans le logiciel CAM, qui crée ensuite des codes qui indiquent à la machine la vitesse de l'outil de coupe et le mouvement de l'outil. Ainsi, la machine 5 axes peut fonctionner dans le système de coordonnées 5 axes, y compris X, Y, Z, A et B. Le système de coordonnées en 5 axes fonctionne de la manière suivante :
L'axe X fonctionne de gauche à droite.
L'axe Y fonctionne d'avant en arrière.
L'axe Z fonctionne de haut en bas.
A-Axis tourne autour de l'axe X (s'incline vers l'arrière et vers l'avant)
Axe B Tourne autour de l'axe Y (s'incline et tourne de gauche à droite)
Avantages de l'usinage CNC 5 axes
5-Axis CNC machining is one of the most advanced and efficient forms of precision manufacturing. It allows the cutting tool to move along five different axes simultaneously, making it ideal for creating complex and highly accurate parts. Below are some of the key advantages that make 5-Axis CNC machining the preferred choice across industries like aerospace, medical, automotive, and energy.
Enlèvement rapide du matériau
With 5-Axis CNC machining, manufacturers can dramatically reduce cycle time. The cutting tool stays tangential to the workpiece surface, allowing more material to be removed in each pass. This higher material removal rate significantly shortens production time while improving overall cost efficiency. As a result, 5-Axis machining centers deliver both speed and superior productivity.
Étapes minimisées
Traditional 3-Axis CNC machining requires multiple setups and manual rotations to achieve complex geometries. In contrast, 5-Axis CNC machining performs most operations in a single setup. This minimizes human error, improves dimensional accuracy, and accelerates throughput—especially for parts with intricate contours or multi-sided features.
Finition de surface améliorée
The advanced tool positioning in 5-Axis CNC machining enables consistent contact between the cutter and workpiece, even on contoured or curved surfaces. This capability results in exceptionally smooth surface finishes, eliminating the need for secondary polishing or rework often required with 3-Axis systems.
Élimination des montages complexes
In 3-Axis setups, workpieces often require custom fixturing to achieve the correct orientation. However, 5-Axis CNC machining eliminates this step, as the workpiece remains fixed while the cutting tool adjusts its angles dynamically. This reduces fixture costs, simplifies production, and ensures greater machining stability.
Pas de competition
Because 5-Axis CNC machining is less common than standard 3-Axis processes, companies that adopt it gain a significant competitive advantage. It allows for the production of complex, high-precision parts in less time, with superior quality and consistency—ultimately leading to higher profitability and stronger customer satisfaction.
Inconvénients de l'usinage CNC 5 axes
Dans un passé récent, la machine CNC 5 axes s'est fait un nom sur le marché. À mesure que les exigences de produits plus complexes évoluent, les industries de fabrication et de production passent rapidement aux machines CNC à 5 axes. Bien que ces machines offrent des processus rapides, multi-axes et une bonne rigidité, leur application dans l'industrie est en quelque sorte minimisée en raison des aspects suivants.
Programmation complexe nécessaire
La machine CNC à 5 axes a un traitement complexe par rapport à la machine CNC à 3 axes. Trois mouvements linéaires, deux mouvements de rotation et d'autres trajectoires complexes ne sont pas faciles à comprendre et à imaginer. Par conséquent, une personne très formée et expérimentée doit faire cette programmation complexe. Toute erreur de programmation peut même réduire la précision d'usinage et la qualité de surface.
Machines coûteuses
Le prix des machines 5 axes est bien plus élevé que celui des machines 3 axes disponibles sur le marché. De plus, le logiciel nécessaire est coûteux, ce qui rend la machine 5 axes très chère. La maintenance de la machine 5 axes est aussi complexe que d'autres machines simples, ce qui augmente encore le coût de cette technologie. Dans ce sens, le produit fabriqué sur une machine CNC à 5 axes peut coûter plus cher que le produit similaire fabriqué sur la machine à 3 axes.
Opérateur hautement technique requis
La machine CNC à 5 axes implique une technologie de traitement complexe, de la programmation à l'usinage, qui nécessite un opérateur technique hautement qualifié pour diriger le processus d'usinage. Cela rend également la machine 5 axes incompatible pour certaines industries car le coût de la main-d'œuvre est incontrôlable.
Types de machines CNC à 5 axes
Les machines CNC sont largement utilisées dans l'industrie pour effectuer efficacement plusieurs tâches. Les machines CNC à 5 axes sont disponibles en différents types selon les exigences de l'industrie manufacturière, différant principalement par la disposition des axes rotatifs. Quoi qu'il en soit, les principaux types sont les suivants.
Tête/Tête
Ce type de machine CNC a son axe de rotation dans la tête. La pièce est fixe, l'outil se déplace en cinq dimensions autour du travail et la plate-forme apex 5 axes lui permet d'effectuer la tâche. Il élimine les soucis d'interférence d'outil de la tête de broche de la machine. La table fixe permet au sommet 5 axes de se déplacer autour de la pièce, parfait pour la fabrication de grandes pièces. Ils sont conçus de sorte que des mouvements minimaux dans les axes soient autorisés.
Table/Tête
Cette machine possède deux axes rotatifs, un axe rotatif dans la table et un autre dans la tête. L'axe de rotation se situe à l'intérieur de la tête avec une plage restreinte. L'arbre rotatif est situé dans la table, avec une portée illimitée. Du fait de la pièce reposant sur l'axe de rotation dans la table, cette disposition limite le nombre de pièces produites. Ce type est plus avantageux que la disposition tête/tête car la pièce peut tourner sans atteindre une certaine limite.
Tableau/Tableau
Tous les axes rotatifs sont situés dans la table de la machine dans ce type de technologie, et la portée de l'axe tournant est également limitée. Mais il a une plage illimitée de l'axe rotatif. Cette configuration a une plage étroite d'enveloppes de travail et une vitesse lente, mais convient toujours à des produits spécifiques. Cependant, les autres types sont plus rapides en raison des moteurs définis dans leur configuration.
Comment tirer le meilleur parti de la machine CNC 5 axes ?
Une pièce fabriquée via une machine CNC à 5 axes a des qualités plus souhaitables en raison d'une manipulation réduite des pièces, d'une plus grande précision de la machine et de la vitesse résultant des 5 axes dans la machine. En effet, vous pouvez imaginer ces qualités pour une pièce fabriquée sur plusieurs faces. Ainsi, vous pouvez ouvrir de nouvelles portes d'opportunités à votre entreprise en configurant une machine CNC à 5 axes. Il peut vous aider à effectuer des tâches que vous ne pourriez pas faire avec des outils d'usinage traditionnels ou des machines CNC 3 axes.
Par exemple, avant les machines CNC à 5 axes, vous deviez passer par de nombreux montages et installer différents outils et étapes dans le processus, car sinon, le travail requis n'était pas possible facilement. Mais les centres d'usinage 5 axes vous permettent de fabriquer automatiquement les pièces de votre choix en peu de temps en fournissant simplement une conception à la machine.
Cependant, pour vous aider efficacement dans vos travaux, vous devez apprendre à tirer le meilleur parti de votre investissement judicieux dans une machine CNC à 5 axes. Ce n'est qu'alors que vous pourrez obtenir le maximum d'efficacité grâce à la machine avec une excellente finition du produit. Compte tenu de cela, examinons quelques moyens d'améliorer le fonctionnement de la machine CNC à 5 axes.
Les machines 5 axes sont fournies avec des fonctionnalités souhaitables que nous ne pouvons parfois pas utiliser. Réalisez que cela semble bizarre quand quelque chose vous coûte plus cher que ses concurrents et vos attentes sans utiliser les fonctionnalités. Ainsi, voici de brèves informations sur le logiciel et les commandes des machines CNC à 5 axes pour vous aider à en tirer le maximum.
Contrôle du point central de l'outil
L'utilisation de ce contrôle peut raccourcir le temps de cycle de votre pièce. La qualité de la surface usinée s'en trouve également améliorée. En outre, il compense la fluctuation des axes rotatifs dans le programme pièce, assurant la stabilité du processus. De même, il simplifie le processus d'usinage en réalisant tout cela en arrière-plan de la commande CNC en activant un seul code.
Décalage dynamique du luminaire
Par cela, vous pouvez améliorer considérablement le fonctionnement de la machine. Le décalage de fixation dynamique est une fonction qui permet à la machine de développer d'autres coordonnées lorsque vous ne fournissez qu'une seule coordonnée du travail. Vous fournissez une coordonnée de travail, et tout est fait ; la machine fera la tâche restante par elle-même. Par conséquent, un programme pièce de la machine s'en trouve simplifié à plusieurs reprises.
Réglage automatique des axes 5 axes
La machine effectue automatiquement le réglage grâce à cette fonction avec précision. Il permet de compenser les erreurs géométriques, notamment de précision volumétrique, et peut être facilement ajusté en un minimum de temps (10 min). Plus important encore, il ne nécessite pas d'opérateur qualifié pour effectuer le travail.
Contrôle de la posture
Les changements angulaires rotatifs sont considérablement minimisés en permettant les inversions d'axe mineur. Il règle l'outil pour réduire les fluctuations ou les rotations lors de l'usinage de la surface de la pièce. De plus, cela produit parfois des secousses lorsque cette fonction n'est pas utilisée et empêche la machine de fonctionner correctement.
Super Nurbs
Nurbs signifie spline de base rationnelle non uniforme, raccourcissant la boucle de rétroaction de contrôle. La commande OSP prédit une plage de tolérance et produit une spline qui convient le mieux au travail à effectuer. Il minimise les redondances et offre un parcours d'outil plus fluide. Cette caractéristique est indispensable pour une machine conçue pour effectuer un usinage précis à grande vitesse pour des finitions de surface de haute qualité.
Haute vitesse et haute précision
Il se caractérise par la production de pièces de travail avec une super vitesse et une précision proche de la perfection. Les machines contrôlent l'accélération et l'avance en suivant la forme de commande des caractéristiques de la machine. De plus, il minimise le temps de cycle tout en maintenant la précision de la machine désignée.
À Précision Runsom, nous avons des experts techniques dans le domaine de Usinage CNC 5 axes. Grâce à nos technologies de fabrication de pointe et à notre personnel de production qualifié, nous fournissons des services d'usinage de haute précision et à tolérance étroite pour les industries exigeant la perfection. N'hésitez pas à nous contacter ou demander un devis gratuit à l'heure actuelle!