3軸と5軸のCNC加工：包括的な比較

コンピュータ数値制御(CNC)機械加工によって、製造業は一変し、エンジニアやファブリケーターは高品質の部品を製造できるようになった。CNC加工における最も重要な決断のひとつである、3軸加工か4軸加工かの決断は、製造業にとって非常に重要である。 5軸CNC加工 のステップが登場する。 

これらは多くの分野で応用されているが、その能力には大きな違いがある。その違いを知ることで、メーカーはプロジェクトの複雑さ、量、精度に関して、最も経済的で効率的なソリューションを選択することができる。

3軸CNC加工とは何か？

3軸 CNC機械加工 X軸、Y軸、Z軸のような3つのリニアモーションで動く。左右、前後、上下に動くセットアップである。通常、単純なフライス加工、ドリル加工、平面の切削加工に適用される。3軸CNCシステムは、一度に1つの面だけを加工する部品の加工に効率的に使用できる。

なぜこれらの機械が不可欠なのか？

これらは、自動車部品の生産、プロトタイピング、あるいは一般的なファブリケーションなどの産業で非常に有用である。この種の作業は、作成とプログラムがそれほど複雑ではないため、3軸CNCシステムは、小規模またはスタートアップ寸法のワークショップが選択する実行可能なCNCマシンのオプションの1つと見なすことができる。装置の価格は安く、オペレーターの学習曲線は、より洗練されたシステムよりも急ではありません。

しかし、3軸加工機の主な欠点は、他の側面へのアクセスを提供するためにワークピースの再配置が必要であり、精度と時間コストの損失につながる可能性があることだと考えられる。

5軸CNC加工の違いは？

5軸CNCマシニングは、X、Y、Zの後に、さらに2つの回転軸（通常はA軸とB軸（またはC軸））を提供する。これにより、ワークピースをほぼあらゆる角度で切削できるようになるため、より複雑な形状の加工も再配置なしで行うことができる。5軸ミルは、複雑な形状のパーツを繊細かつ非常に正確に切削することができる。

業界を超えたCNC加工の利用

航空宇宙産業などである、 医療機器 多軸CNCマシンは、その卓越した汎用性により、5軸マシンの使用を必要とします。多軸CNCマシンは、3軸CNCマシンで多くのセットアップを必要とし、不正確さと不十分な仕上げを作成するプロファイリングを必要とする複雑な部品を加工することができます。

5軸加工の次の重要な利点は、より短い切削工具を使用できることです。工具の振動が最小限に抑えられるため、寸法精度が向上し、工具寿命も改善される。5軸CNCマシンはコストが高いため実用的ではないが、高スループットと高精度のプロジェクトでは追加投資する価値がある。

アクシスマニュファクチャリング正確さと軽快さの仕事

軸製造。軸製造という用語は、CNCマシンが切削工具や部品を動かすことができる方向の数を説明し、それは回転する。軸数が多ければ多いほど、柔軟性が増す。3軸CNCに移行する前は、単純な加工に制限され、平らな部品や単純な部品ではこれで十分かもしれません。

5軸モデルマシンの技術的進歩

しかし、5軸加工機であれば、複雑なカーブや深い穴、アンダーカットの加工も可能です。これこそが、カスタム治具の必要性をなくし、小ロット生産やファスト・プロトタイピングに適している点だ。セットアップの回数が少ないということは、人為的なミスが少ないということであり、パーツの位置ズレも起こりにくく、結果的に工程全体の信頼性が高くなる。

自動化とデジタル・ツイン・モデルも、5軸CNCマシニングの高度な制御システムによって可能になり、メーカーは生産を合理化し、製品を市場に送り出すまでの時間を短縮することができる。

アプリケーションの適合性、効率とコスト、アプリケーションの適合性は、代替製品の使用を比較対照する上で最も重要な基準の一つと考えられている。代替製品のコストと精度も、効率と用途適合性によって見積もることができる。他の製品に比べ、代替製品の使用を比較対照する際には、アプリケーションの適合性とその効率性に注目することが重要であると言える。

CNCマシンのコア機能

3軸と5軸のCNC加工を比較する場合、考慮すべき点は能力だけでなく、費用対効果も重要である。3軸CNCマシンは、何をさせるか、また構造の質にもよるが、2万から6万かかる。対照的に、5軸CNCマシンは10万ドルから、上級モデルの場合は数十万ドルすることもある。

5軸加工機の初期購入価格は非常に高いが、高精度で大量の加工を行う場合には、費用対効果が高くなる。サイクルタイムが短縮され、手戻りがなくなり、段取り替えが不要になるため、生産性が向上し、人件費が削減されます。

優れた加工レベルの分析方法

良い CNCマシン 特にパーツの形状が単純な場合、入門レベルの加工では3軸加工機が適している。とはいえ、メーカーが多角化を図ったり、航空宇宙機械加工や医療機械加工に参入しようとする場合、5軸ミルや多軸CNCマシンに投資することは、品質と効率に見合う価値がある。

ニーズに適した技術の選択

3軸CNCマシニングと5軸CNCマシニングの選択は、プロジェクトの複雑さ、生産量、サーフェスの仕上がり、予算といった要素に左右される。3軸CNCマシニングシステムは、操作が簡単で安価なため、単純な形状に適しています。一方、5軸CNCマシニングは、複雑なパーツの加工に卓越した汎用性を発揮し、精度、工具の摩耗、時間の節約など、プロセスのさまざまな面で重要なメリットをもたらします。

機械工が行うべき投資は、機械工の長期計画や部品設計、顧客のニーズによって異なるはずだ。この2つの組み合わせ、つまりハイブリッド導入（様々な任務で両方の機械を利用すること）は、実現可能性と手頃な価格の最も合理的な組み合わせをもたらすことができる。

3軸と5軸のCNC加工：どちらが優れているか？

3軸CNCマシニングと5軸CNCマシニングの論争は、一般的にどちらが優れているかということではなく、あなたの用途においてどちらが優れているかということです。3軸CNCマシンは安価なオプションであり、プログラムや修理が容易な小さなジョブで大きな価値を発揮する。予算があまりないお店や、単純なパーツを専門に扱うお店には最適です。

逆に、5軸CNCマシニングは、前例のない精度と多様性への道を開きます。複数のセットアップの必要性を大幅に減らし、表面仕上げを向上させ、従来の機械加工では事実上不可能な複雑なデザインを加工することができる。5軸CNCマシンの価格はより高価ですが、航空宇宙、防衛、医療を含む高度な製造環境での利点は、それが持っている必要があります。

結論 

長期的に考えると、5軸加工機を使用することで、より少ないステップ数でより多くのオペレーションを達成するという生産性は、スループットを向上させ、人件費を最小限に抑えることができる。3軸と5軸のCNC加工を比較した場合でも、高品質な部品が得られ、プロジェクト完了までの期間が短縮されることが、初期投資の見返りとして考慮される。

最後に、最も重要なことは、あなたの加工要件、寸法、コストの限界を知ることです。カテゴリー3軸の立派なCNCマシンから始めるか、強力な多軸CNCマシンを購入するかのどちらかですが、何事にも言えることですが、このような購入をする場合、製造業を成功させる重要な要素として、ビジネスの目的に沿ったマシンを選択することが重要です。

よくある質問 (FAQ)

3軸CNC加工と5軸CNC加工の主な違いは何ですか？

主な違いは、切削工具が移動できる方向の数である。3軸加工機は3方向（X、Y、Z）に変化するのに対し、5軸加工機はさらに2つのモーターで構成される。 回転運動複雑な形状の加工にも対応できる。

5軸CNCマシンはコストに見合うか？

5軸CNCマシンの費用は、効率的な生産、精度と少ない労働時間を達成することができる高精度、高複雑産業では、それだけの価値がある。

3軸CNCマシンは複雑な部品を生産できますか？

限られた範囲でのみ。複数のアングルやアンダーカットを必要とする複雑な形状は、以下の方法で処理するのがよいでしょう。 5軸CNC加工.

5軸CNCマシニングの典型的な用途は？

航空宇宙、医療機器製造、金型製造など、厳しい公差と複雑な部品を必要とするあらゆる分野で広く使用されている。

現代の製造業において、3軸CNCマシンはまだ適切か？

もちろんだ。よりシンプルな部品や予算重視のメーカーにとっては、 三軸CNC マシンは優れた性能と信頼性を提供する。