¿Cuál es la diferencia entre el mecanizado CNC de 3, 4 y 5 ejes?

¿Cuál es la diferencia entre el mecanizado CNC de 3, 4 y 5 ejes?
15 de febrero de 2023 Sofía Sánchez

Las fresadoras CNC modernas son herramientas asombrosas, capaces de fabricar prototipos y piezas de producción de forma rápida y fiable. Para ello deben ser capaces de moverse a lo largo de varios ejes de desplazamiento manteniendo la precisión dimensional.

Por lo tanto, clasificamos el CNC por el número de ejes con los que funcionan, siendo los más comunes las fresadoras de 3, 4 y 5 ejes. Estos movimientos determinan las características de las piezas que pueden fabricarse y también afectan a la eficacia y la precisión de la producción. En general, cuantos más grados de libertad haya disponibles, más complejas serán las geometrías que puedan fabricarse. Para ver si el mecanizado CNC es adecuado para su próximo proyecto, exploremos las ventajas y usos de estos diferentes tipos.

CNC

En Gestión de Compras contamos con una amplia experiencia trabajando con mecanizado de 3, 4, 5 y hasta 9 ejes. No dude en contactar con nosotros para para solicitar un presupuesto gratuito para su próximo proyecto.

¿Cómo es el movimiento de una máquina CNC?

Evidentemente, no estamos hablando de que la propia máquina se levante y se vaya. Más bien estamos describiendo el movimiento de la herramienta de corte en relación con la pieza de trabajo, que es lo que importa aquí.

En primer lugar, ¿cómo determinamos qué eje es cuál? Imagina que estás frente a una típica fresadora CNC de 3 ejes. Desde su punto de referencia, el eje X será paralelo a la parte delantera de su cuerpo, moviéndose de izquierda a derecha. El eje Y es la dirección perpendicular a usted, hacia delante y hacia atrás, mientras que el eje Z es vertical.

En una fresadora típica, la mesa de trabajo se mueve en el plano X/Y. El husillo, que sujeta la herramienta de corte, se desplaza sobre el eje Z. Tenga en cuenta también que la herramienta de corte gira en el husillo, pero este movimiento de rotación no se considera un eje de movimiento.

En conjunto, el rango de estos movimientos define un espacio tridimensional, un volumen cúbico, dentro del cual la máquina realiza las operaciones de corte.

¿Para qué se utiliza una fresadora de 3 ejes?

Utilizamos máquinas de 3 ejes todos los días para una gran variedad de operaciones de fresado. Son ideales para eliminar material de forma rápida y eficaz y para fabricar superficies planas o planiformes. Estas formas geométricas se denominan prismáticas, básicamente rectilíneas, a diferencia de las formas más orgánicas. Sí, una fresadora de 3 ejes puede hacer perfiles redondeados, pero no es ideal para esta tarea.

Las fresadoras de 3 ejes se suelen utilizar para taladrar y roscar agujeros, pero sólo a lo largo del eje Z. Esto se debe a que el husillo no está diseñado para taladrar agujeros. Esto se debe a que el husillo se mueve hacia arriba y hacia abajo y no puede entrar en la pieza de trabajo desde el lateral. Esto supone una limitación para muchas piezas que necesitan agujeros o cavidades mecanizadas en varias caras, a las que la máquina de 3 ejes normalmente no puede acceder.

Por supuesto, esta limitación puede superarse si la pieza se desmonta de la mesa de trabajo y luego se reposiciona. Esto es aceptable si no hay más remedio, pero entonces hay que volver a indexar la pieza. Esto significa utilizar palpadores para establecer un nuevo punto de referencia antes de poder reiniciar el mecanizado.

Se trata de un proceso lento y existe la posibilidad real de que se produzcan errores dimensionales. Por eso, siempre que sea posible, debe evitarse sacar una pieza de su fijación y volver a colocarla a mitad de un trabajo.

¿Cuáles son las ventajas de una fresadora CNC de 4 ejes?

La adición de un cuarto eje de movimiento abre muchas nuevas posibilidades de mecanizado. Por lo general, esto se consigue añadiendo movimiento de rotación a lo largo del eje X. Dicha rotación adicional a lo largo de X se denomina eje A.

La mesa giratoria permite al mecanizador montar una pieza en un extremo y luego girarla para acceder a los lados restantes de la pieza. Esto evita el problema de volver a montar y a indexar, como ocurriría en una fresadora de 3 ejes. Como la pieza está parcialmente suspendida, es decir, no toca la superficie de la mesa de trabajo, ahora es posible taladrar agujeros u otros elementos que penetran completamente en la pieza.

Y lo que es más importante, la rotación de la pieza mientras se mecaniza abre la posibilidad de realizar curvas y contornos más complejos. Una pieza puede incluso girar como en un torno, creando perfiles cilíndricos y esféricos. Sin embargo, la fresadora de 4 ejes no está optimizada para este tipo de operación, por lo que será más lenta que si se hiciera en un torno dedicado.

¿Cuáles son las ventajas de una fresadora CNC de 5 ejes?

Se puede añadir otro grado de libertad más, esta vez a lo largo del eje Y. La rotación alrededor de Y se denomina eje B.

Para conseguir cinco ejes de libertad, se puede reequipar una fresadora de 3 ejes con un cabezal de trasmallo. Se trata de un accesorio auxiliar que proporciona movimiento en los ejes A y B. Junto con las demás capacidades de una fresadora de 3 ejes, ahora es posible fabricar formas más sofisticadas, como rotores helicoidales. Estos tienen curvas compuestas complejas en múltiples direcciones que sólo pueden hacerse en una máquina de 5 ejes.

Sin embargo, una máquina de 3 ejes con cabezal de trasmallo tiene una limitación. Por un lado, una máquina de 5 ejes suele ser mucho más rígida. Esto se debe a que tiene que mantener la precisión incluso mientras se mueve en muchas direcciones simultáneamente. Esta precisión implica tolerancias más estrechas incluso para piezas relativamente sencillas.

¿Hay maquinaria de más ejes?

La respuesta es sí. En la búsqueda por fabricar piezas cada vez más sofisticadas de forma rápida y con configuraciones mínimas, los centros de mecanizado CNC están ampliando enormemente sus capacidades. Las máquinas de 9 ejes combinan funciones de torno y fresado con robótica avanzada para ofrecer soluciones todo en uno. Sin embargo, suelen ser grandes y caras de manejar. Estas máquinas suelen utilizarse para aplicaciones aeroespaciales, militares o científicas.

Para la mayoría de los productos, 5 ejes son suficientes para fabricar piezas con características y tolerancias muy ajustadas. Esto es lo que puede esperar si se pone en contacto con Gestión de Compras para solicitar un presupuesto gratuito para su próximo proyecto de prototipado rápido CNC o de fabricación.

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