3-Achsen- vs. 5-Achsen-CNC-Maschinen

Die CNC-Maschine hat die Metallbearbeitung revolutioniert. Der Herstellungsprozess dauerte früher Tage und ist heute in Minuten abgeschlossen. Verschiedene CNC-basierte Maschinen sind auf dem Markt und helfen den Herstellern. Allerdings ist die Frage nach 3-achsigen vs. 5-achsigen CNC-Maschinen ein heiß diskutiertes Thema.

Beide sind für verschiedene Anwendungen geeignet, aber welche ist besser? Interessanterweise bieten beide Maschinen die gleiche Funktionalität, jedoch mit unterschiedlicher Effizienz. Die Leute verwechseln die beiden oft, aber sie haben ihre spezifischen Vor- und Nachteile. Dieser Leitfaden bietet Ihnen detaillierte Einblicke in diese beiden CNC-Maschinen. Also, legen wir los!

 

Übersicht über 3-Achsen- und 5-Achsen-CNC-Maschinen

Im Herstellungsprozess werden sowohl 3- als auch 5-Achsen-Maschinen verwendet. Sie schneiden, formen, bohren oder hobeln das Werkstück präzise. Beide verwenden für ihre Arbeit Schneidwerkzeuge. Das computergestützte System oder die Software steuert diese Werkzeuge.

Bei einer 3-Achsen-Maschine können sich die Werkzeuge in drei Richtungen bewegen: X, Y und Z. Bei 5-Achsen-CNC-Maschinen können sich die Werkzeuge in fünf Richtungen oder Achsen bewegen. Die X-, Y- und Achsenbewegung der Werkzeuge ist bei beiden Maschinen Standard. Bei 5-Achsen-CNC-Maschinen kommen jedoch Kipp- und Drehbewegungen hinzu.

Eine 5-Achsen-Maschine hat mehr Achsen zum Bewegen, um Materialien beliebiger Form zu schneiden. Egal, wie komplex oder kompliziert ein Design ist, diese Maschine kann es problemlos erstellen. Das entsprechende 3-Achsen-Gegenstück ist unkompliziert. Es kann das Material bei komplexen Designs nicht schneiden oder formen. Trotz vieler Vorteile ist die 5-Achsen-Maschine super teuer.

 

Funktionsweise von 3- und 5-achsigen CNC-Maschinen

 

Die 3-Achsen-CNC-Maschine hält das Material fest. Die an der Spindel befestigten Schneidwerkzeuge bewegen sich in verschiedene Richtungen, um das Material zu schneiden. Diese Schneidwerkzeuge können alles Mögliche sein, z. B. Fräsen, Drehmaschinen, Oberfräsen und Schleifmaschinen. Die Bewegung dieser Werkzeuge in 3 Richtungen formt das Material.

Es ist wichtig zu beachten, dass sich die Werkzeuge gemäß den computergestützten Anweisungen bewegen, die der Maschine zugeführt werden. Das Design (CAD) der erforderlichen Form wird erstellt. Danach wandeln die Ingenieure dieses Design in programmierte Anweisungen um. Diese Anweisungssätze in Form von Codes werden den Maschinen zugeführt.

Als Ergebnis befolgen die Schneidwerkzeuge diese Anweisungen. Bei der 5-Achsen-CNC-Maschine wird das Material auf den Drehtisch gelegt. Die Schneidwerkzeuge bewegen sich wie bei einer 3-Achsen-Maschine in drei Richtungen. Der Drehtisch kann sich jedoch drehen und neigen. Die Drehung des Tisches bietet den Werkzeugen zwei zusätzliche Richtungen.

Durch die Bewegung des Drehtisches gelangt das Werkstück unter die Werkzeuge. Die 5-Achsen-Maschine kann das Material problemlos aus jedem Winkel schneiden und komplexe Formen erstellen. 3-Achsen-Maschinen sind jedoch hinsichtlich der Schneiddesigns eingeschränkt. Beide Maschinen benötigen codierte Informationen als Anweisung.

 

Unterschiede zwischen 3-Achsen- und 5-Achsen-CNC-Maschinen

Sie haben nun ein grundlegendes Verständnis dieser Maschinen. Allerdings gibt es viele grundlegende Unterschiede zwischen ihnen. Das Verständnis dieser Unterschiede ist notwendig, wenn Sie eine Kaufentscheidung treffen möchten. Lassen Sie uns alle wesentlichen Unterschiede im Detail besprechen.

 

1- Programmierkomplexität

 

Die 3-Achsen-CNC-Maschinen sind mühelos und unkompliziert. Auch ihr Befehlscode ist sehr einfach. Für Ingenieure ist es einfacher, das Design zu erstellen und in Codeform umzuwandeln. Die Ingenieure sollten über Grundkenntnisse in G-Code verfügen, um diese Maschine bedienen zu können.

Im Gegensatz dazu ist die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung komplex. Sie erfordert spezielle Programmierkenntnisse, da mehr Achsen an der Bewegung beteiligt sind. Beispielsweise verwenden einige Maschinen für ihren Betrieb M-Code zusammen mit G-Code. In Bezug auf die Programmierung sind die 5-Achsen-Maschinen technisch.

 

2- Dauer und Komplexität der Einrichtung

 

Die Einrichtung einer 3-Achsen-Maschine nimmt mehr Zeit in Anspruch. Insbesondere bei der Herstellung komplexer Formen müssen Sie das Werkstück wiederholt anpassen. Dies nimmt viel Zeit in Anspruch. Für einfache Aufgaben benötigt diese Maschine jedoch weniger Zeit.

Der Grund dafür ist, dass Werkstücke bei einfachen Aufgaben nicht angepasst werden müssen. Die Einrichtung von 5-Achsen-Maschinen ist unkompliziert. Sie erfordern keine ständige Änderung der Position des Werkstücks. Sobald Sie das Material platziert haben, schalten Sie die Maschine ein. Sie werden Ihre Aufgabe mit Leichtigkeit erledigen.

Dies liegt an der Bewegung der Schneidwerkzeuge in viele Richtungen. Lassen Sie uns die Komplexität der Maschinen besprechen. Interessanterweise sind die 3-Achsen-CNC-Maschinen nicht komplex. Arbeiter mit wenig Erfahrung können sie effizient bedienen. 5-Achsen-Maschinen sind jedoch sehr kompliziert. Sie erfordern sehr viel Geschick und Erfahrung als Bediener.

 

3- Arbeitskosten und Flexibilität

 

Wie ich bereits sagte, sind 3-Achsen-Maschinen konventionell. Ihre Bedienung erfordert keine besonderen Fähigkeiten des Arbeiters. Da sie seit Jahren im Einsatz sind, kennt sie jeder. Jeder Arbeiter mit etwas Erfahrung kann solche Maschinen bedienen. Sie erfordern weniger Arbeitskräfte, sodass Sie keine Spezialisten einstellen müssen.

5-Achsen-Maschinen sind sehr komplex. Sie erfordern qualifizierte Arbeitskräfte mit entsprechendem Fachwissen. Daher müssen Sie eine spezielle Arbeitskraft einstellen, was die Arbeitskosten erhöht. Sie können jedoch jede komplexe Form problemlos erstellen. Egal, welches Design Sie ihr geben, diese Maschine liefert Ihnen einen exakten Prototyp. Sie ist also sehr flexibel, was ihr herausragendes Merkmal ist.

 

4- Leistung und Effizienz

 

Die Leistung dieser CNC-Maschinen lässt sich anhand von zwei Merkmalen beurteilen. Das erste ist die Bearbeitungszeit und das zweite die Präzision. In beiden Punkten hat die 5-Achsen-Maschine die Nase vorn. Mit dieser Maschine können Sie in kürzester Zeit eine komplexe Form erstellen.

Die 3-Achsen-Maschine benötigt jedoch viel Zeit. Der Bediener muss das Werkstück viele Male neu einstellen, um die Aufgabe abzuschließen. Mit der 5-Achsen-Maschine erreichen Sie also eine bessere Bearbeitungszeit. Was die Präzision betrifft, sind beide Maschinen gleich gut.

Kurzer Hinweis: Die 5-Achsen-CNC-Maschine bietet eine bessere Effizienz als ihr Gegenstück. Daher verwenden etablierte Hersteller, die im großen Maßstab arbeiten, diese Maschinen. 3-Achsen-Maschinen sind für kleine Hersteller.

 

5- Haltbarkeit und Langlebigkeit

 

3-Achsen-Maschinen gelten als langlebiger. Der Grund dafür ist, dass sie nicht sehr komplex sind und weniger Teile haben. Daher ist die Wartung dieser Maschinen relativ unkomplizierter. Sie weisen nicht regelmäßig massiven Verschleiß auf.

Selbst wenn es Probleme gibt, können sie von lokalen Arbeitern behoben werden. Im Gegensatz dazu ist die 5-Achsen-CNC-Maschine normalerweise anfälliger für Verschleiß. Dies liegt an ihren komplexen Teilen und Komponenten. Ihre Wartungskosten sind ebenfalls hoch, was ein weiterer Nachteil ist.

 

6- Kosten und Erschwinglichkeit

 

Dies ist einer der wichtigsten Faktoren, die den Entscheidungsprozess bestimmen. Die 3-Achsen-CNC-Maschinen sind preiswert. Die 5-Achsen-Maschinen hingegen sind teuer. Der Kauf erfordert ein großes Budget, was für viele Menschen ein großes Hindernis darstellt.

Die Frage ist: Welche sollten Sie kaufen? Ich empfehle den Kauf einer 3-Achsen-Maschine, wenn Sie ein kleiner Hersteller mit geringeren Anforderungen sind. Aus Präzisionsgründen und mit schneller Bearbeitungszeit sollten Sie jedoch die 5-Achsen-Maschine bevorzugen.

 

Einschränkungen von 3-Achsen- und 5-Achsen-CNC-Maschinen

Es besteht kein Zweifel, dass beide Maschinen ausgezeichnet sind. Allerdings sind sie aufgrund ihrer Vor- und Nachteile für unterschiedliche Anwendungen geeignet. Lassen Sie uns die Einschränkungen beider Maschinen besprechen.

 

Einschränkungen der 3-Achsen-CNC-Maschine

 

• Zunächst einmal hat diese Maschine eine sehr eingeschränkte Funktionalität. Ihre Schneidwerkzeuge können sich nur in 3 Richtungen bewegen. Daher kann sie nicht jede Form schneiden. Sie versagt, wenn Sie komplexe Designs benötigen.
  Zum Schneiden komplexer Formen sind mehrere Werkzeuge erforderlich. Sie müssen diese Werkzeuge separat kaufen. Sie erhöhen die Kosten.
  Während der Arbeit müssen Sie die Werkzeuge immer wieder wechseln, um die gewünschte Form zu erhalten. Dies verringert nicht nur die Effizienz, sondern verlängert auch die Produktionsdauer.
  3-Achsen-Maschinen sind riesig. Sie benötigen viel Platz, was ein weiterer Nachteil ist. Aufgrund ihrer größeren Größe ist es für kleine Hersteller eine Herausforderung, sie unterzubringen.
  Diese Maschine ist auch nicht für hochpräzise Anwendungen geeignet. Der Grund dafür ist, dass Sie die Werkzeuge mehrmals wechseln und das Werkstück anpassen müssen. Dadurch können kleinere Fehler auftreten.

 

Einschränkungen der 5-Achsen-CNC-Maschine

• Einer der größten Nachteile dieser Maschine sind ihre höheren Kosten. Kleine Hersteller können sich das kaum leisten.

  Diese Maschine ist sehr kompliziert. Ihr Arbeitsmechanismus ist sehr ausgefeilt. Daher benötigen Sie für den Betrieb engagierte und hochqualifizierte Bediener.

  Die Wartungskosten für 5-Achsen-CNC-Maschinen sind relativ hoch. Sie sind anfällig für Verschleiß. Dies liegt an ihrer Komplexität und der Anzahl der beteiligten Komponenten.

 

Anwendungen von 3-Achsen- und 5-Achsen-CNC-Maschinen

 

Die Verwendung von 3- und 5-achsigen CNC-Maschinen hat sich in verschiedenen Branchen verbreitet. Es ist nicht falsch zu sagen, dass die CNC-Bearbeitung in der jüngsten Vergangenheit einen Boom erlebt hat. Von der Luft- und Raumfahrt bis zur Medizinbranche sind diese Maschinen in jedem Bereich von Nutzen. Hier ist die detaillierte Tabelle, die die Anwendung dieser beiden CNC-Maschinen zeigt:

 

Anwendungen von 3-Achs-Maschinen	Anwendungen von 5-Achs-Maschinen
Wird für flache Oberflächen, Bohrungen und einfache Konturen verwendet.	Wird in der Rüstungsindustrie zur Herstellung von Waffen und deren Komponenten verwendet.
Wird bei der Bearbeitung von Schaufelblättern für Gas- und Dampfturbinen verwendet.	Hilfreich bei der Erstellung komplexer Formen für Kunststoffspritzguss.
Wird hauptsächlich beim Gravieren und bei der Schilderherstellung verwendet.	Wird für Laptop-Gehäuse und Telefongehäuse verwendet.
Wird für elektronische Teile und Gehäuse verwendet.	Wird für die Herstellung von Skulpturen und Schmuck verwendet.
Wird in der Holzverarbeitung zur Herstellung von Paneelen, Möbeln und Dekorationsstücken verwendet.	Wird für medizinische Geräte wie Prothesen und Orthesen verwendet.
Automobilindustrie zur Herstellung von Motorhalterungen, Sonderplatten und Montagevorrichtungen.	Luftfahrtindustrie zur Herstellung von Flugzeugkomponenten und Motorteilen.

 

Zweifellos hat ein 5-Achsen-Bearbeitungszentrum viele Vorteile. Am bekanntesten ist jedoch die 3-Achsen-Maschine. Sie ist vielseitiger einsetzbar als 5-Achsen-CNC-Maschinen. Der Grund dafür ist, dass sie einfach und kostengünstig ist. Jeder kann sich die Wartung dieser Maschine leisten.

 

Kann eine 3-Achsen-Maschine zu einer 5-Achsen-Maschine aufgerüstet werden?

 

Ja, es ist möglich, die 3-Achsen-Maschine auf eine 5-Achsen-Maschine aufzurüsten. Sie müssen jedoch umfangreiche Änderungen an den Maschinen vornehmen. Dies wird von CNC-Bearbeitungsexperten durchgeführt. Darüber hinaus ist es sehr teuer, was ebenfalls ein Hindernis darstellt.

Für die Änderung müssen Sie einen Anbieter von kundenspezifischen CNC-Bearbeitungsdiensten konsultieren. Dieser überprüft den Zustand Ihrer Maschine und gibt Ihnen den richtigen Rat. Die Frage ist jedoch: Empfehle ich solche Änderungen und Änderungen? Die Antwort lautet NEIN!

Der Grund dafür ist, dass solche modifizierten 3-Achsen-Maschinen nicht so präzise sind wie die neuen 5-Achsen-Maschinen. Darüber hinaus ist der Änderungsprozess auch kostspielig. Ich empfehle, eine neue 5-Achse zu kaufen, anstatt die alte zu modifizieren oder aufzurüsten.

Kurzer Tipp: Wenn Sie ein geringes Budget haben, können Sie Ihre alten 3-Achsen-Maschinen verkaufen. Viele Hersteller benötigen diese 3-Achsen-Maschinen, sodass sie Ihre alte schnell kaufen werden. Dies wird Ihnen helfen, Ihr Budget erheblich zu erhöhen. Sie können Käufer über Social-Media-Plattformen finden.

 

Häufig gestellte Fragen

 

Was sind die Vorteile der 3-Achsen-CNC-Bearbeitung?

Die 3-Achsen-Maschinen sind einfach zu bedienen und erfordern keine Fachkräfte. Vor allem sind sie sehr erschwinglich, was für kleine Hersteller ein großer Vorteil ist.

Wie unterscheidet sich die Programmierung zwischen 3-Achsen- und 5-Achsen-CNC-Maschinen?

Die 5-Achsen-CNC-Programmierung ist komplexer und technischer. Sie erfordert fortschrittliche CAM-Software (Computer-Aided Manufacturing) und erfahrenere Programmierer. Die Programmierung für die 3-Achsen-Maschine ist relativ einfach, genau wie die Maschine selbst einfach zu bedienen ist.

Was sind die Vorteile der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung?

Diese Maschine eignet sich sehr gut zum Erstellen komplexer Formen und Designs. Sie verfügt über einen Drehtisch, der sich drehen und neigen lässt und so zwei zusätzliche Schnittrichtungen bietet. Sie ist also fortschrittlicher als die 3-Achsen-Bearbeitung.

 

Abschluss

 

Sind Sie bei der Auswahl zwischen 3- und 5-achsigen CNC-Maschinen ratlos? Keine Sorge, dieser Leitfaden hat die Lösung. Beide Maschinen haben ihre Vor- und Nachteile. Die Auswahl hängt von Ihren Anforderungen, Ihrem Budget und Ihrem Fachwissen ab.

3-achsige Maschinen sind eine gute Option für kleine Hersteller. Sie erfordern kein hohes Budget, was ein großer Vorteil ist. Auf der anderen Seite sind 5-achsige Maschinen nur für etablierte Unternehmen geeignet. Sie eignen sich am besten für komplexe und hochpräzise Anwendungen.