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Guida dell'ingegnere meccanico alla lavorazione a 5 assi

Guida dell'ingegnere meccanico alla lavorazione a 5 assi


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Quella che era iniziata come una tecnica di lavorazione di fascia alta incentrata sulla lavorazione di forme complesse è ora passata a una tecnologia quasi standard del settore per ottimizzare il settore della fresatura CNC. La lavorazione a cinque assi ha praticamente reinventato il modo in cui pensiamo alla fresatura dei pezzi.

La lavorazione con frese a 5 assi consente agli utenti di ridurre i costi sui tempi di lavorazione, ottenere una maggiore precisione su parti complesse e migliorare il processo di produzione complessivo. Può persino cambiare il modo in cui sono progettate le parti. Molti ingegneri meccanici hanno cambiato i loro criteri di progettazione attorno a questo nuovo strumento, mentre quelli che non lo hanno fatto potrebbero essere ancora bloccati nel passato.

Lavorazione a 5 assi e produzione moderna

Il più grande cambiamento apportato al settore CNC e lavorazioni meccaniche nella storia recente è stato l'informatizzazione e il controllo numerico. Con queste capacità è arrivata la trasformazione del lavoro dei macchinisti e il modo in cui gli ingegneri progettano per la producibilità. La lavorazione controllata da computer ha portato una maggiore capacità e una maggiore precisione, ma a seguito di questa innovazione, i limiti nella lavorazione erano più meccanici.

La necessità di una maggiore precisione meccanica e la capacità di fresare forme più complesse ha dato vita alla macchina a 5 assi, ed è stata questa ricerca di una capacità migliorata che ha portato alla sua nascita. Come probabilmente saprai, la lavorazione a 5 assi era originariamente utilizzata solo per parti costose e ad alta tolleranza, ma tutto ciò è cambiato.

A causa della riduzione della necessità di cambiare le attrezzature, una maggiore precisione, l'uso del CAD per creare parti precise e scorrevoli e la riduzione del prezzo, la lavorazione a 5 assi sta lentamente diventando lo standard per tutta la produzione di fresatura. In alcuni casi, la lavorazione a 5 assi è persino più economica rispetto all'utilizzo di una tradizionale macchina a 3 assi.

In termini di funzionamento, le macchine a 5 assi ottengono due assi di rotazione rispetto alle tradizionali macchine a 3 assi. Ciò consente un minor numero di cambi di fissaggio durante la lavorazione e una maggiore precisione nelle parti complesse. Consente inoltre alle macchine a controllo numerico di creare i progetti fluidi e generativi creati utilizzando moderni strumenti CAD. A causa del risparmio di tempo derivante da un minor numero di cambi di attrezzatura e da un approccio più "concreto" per il macchinista, spesso è anche più economico per le officine utilizzare la produzione a 5 assi.

Il mondo manifatturiero sta cambiando per adattarsi alla necessità di produrre un design computerizzato innovativo.

Questi cambiamenti hanno portato allo sviluppo sia della stampa 3D che delle macchine a 5 assi. Gli ingegneri meccanici spesso si occupano solo di progetti e raramente possono passare direttamente alla lavorazione e alla produzione. Le stampanti 3D hanno portato la produzione di prototipi sul desktop degli ingegneri, ma le macchine a 5 assi sembrano avvantaggiare solo i macchinisti, giusto? Questo è in qualche modo vero tranne che per un aspetto importante:design per la producibilità.

Ripensare il design per il flusso di lavoro della producibilità

I flussi di lavoro e il modo in cui le parti sono progettate sono totalmente radicate nella comprensione di come una parte verrà prodotta, o almeno dovrebbe essere prodotta. Sebbene questa metodologia sia buona, la mentalità ingegneristica può spesso rimanere indietro rispetto ai miglioramenti nell'industria manifatturiera. Dopotutto, è difficile modificare idee radicate sulla progettazione meccanica.

Gli ingegneri devono rendersi conto ora, tuttavia, che con l'adozione diffusa di macchine a 5 assi, il modo in cui pensiamo alla producibilità deve cambiare. Secondo un sondaggio del Modern Machine Shop, condotto alla fine del 2015, 38% delle migliori officine meccaniche utilizzavano già macchine a 5 assi e quasi tutte le officine avevano capacità almeno a 4 assi. I migliori proprietari di negozi hanno anche riconosciuto che anche le parti semplici potrebbero essere prodotte meglio su macchine a 5 assi, secondo il Macchinista americano.

Gli studi sulle recenti tendenze di crescita nel settore manifatturiero hanno dimostrato il significativo aumento della lavorazione a 5 assi negli ultimi anni. Guardando indietro, molti si sono chiesti perché il passaggio dalle macchine manuali alle macchine CNC fosse una buona idea e successivamente sono stati lasciati nella polvere. Gli ingegneri devono riconoscere che il 5 assi sta diventando uno standard del settore e adattare le loro considerazioni di progettazione di conseguenza.

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Detto questo, il 5 assi non è il toccasana per la produzione moderna nel suo stato attuale. È semplicemente un catalizzatore che guida la capacità di innovare ulteriormente. L'obiettivo del ripensamento delle metodologie DFM è consentire agli ingegneri di innovare ulteriormente nel processo di progettazione e di non essere frenati da idee passate non più rilevanti per il settore.

Dopo aver ripensato il flusso di lavoro della lavorazione e aver compreso che la lavorazione a 5 assi è una tecnica di produzione realizzabile per produrre anche parti semplici, possiamo iniziare a trarre vantaggio dai miglioramenti che questa tecnica porta, di cui ce ne sono molti.

La prova è nell'asse

L'asse di rotazione aggiunto applicato alla lavorazione a 5 assi porta vantaggi ben oltre le crescenti tolleranze delle parti. 5-Axis.org ha recentemente eseguito un'analisi aziendale per quanto riguarda la lavorazione di una parte standard a 3 assi rispetto alla stessa parte su una macchina a 5 assi. Su una macchina a 3 assi standard, il pezzo richiedeva 5 ore e 30 minuti di setup e quasi 20 minuti di lavorazione.

Spostando l'operazione su una macchina a 5 assi, i macchinisti sono stati in grado di creare lo stesso pezzo con solo 1 ora e mezza di setup e 13,5 minuti di lavorazione. Con uno standard $ 80 / ora per un'officina meccanica, che salva l'ingegnere o l'azienda$ 320 per parte. Estrapolando ulteriormente la produzione di 100 parti una settimana, ecco $32,000 di risparmio ogni settimana, semplicemente utilizzando una macchina a 5 assi. Molti negozi lo riconoscono e stanno effettuando il passaggio, anche se le macchine sono leggermente più costose.

La prova è davvero nell'asse aggiuntivo. La maggiore flessibilità derivante dal non dover costruire tanti dispositivi personalizzati o apportare modifiche nel bel mezzo di un'operazione porta vantaggi a ogni persona nel ciclo di produzione.

Oltre ai costi, la lavorazione a 5 assi consente anche agli ingegneri di progettare parti più complesse. Il CAD moderno consente la creazione di parti complesse e scorrevoli che possono essere perfette per applicazioni particolari, ma sono difficili da creare nella realtà. La stampa 3D promette di portarci in quella direzione alla fine, ma al momento rimane scarsamente utile per la produzione di parti su larga scala.

Al contrario, la lavorazione a 5 assi è un approccio più pratico e immediato per affrontare la producibilità di progetti complessi. Essendo effettivamente in grado di realizzare progetti complessi, gli ingegneri possono creare un prodotto con prestazioni migliori, forse anche con meno componenti. Questa è una tecnologia di produzione disponibile al momento e che crescerà solo in futuro.

Attraverso la lavorazione a 5 assi, gli ingegneri possono progettare e creare forme con una maggiore complessità delle parti rispetto al passato, a velocità più elevate e costi inferiori.

Andare avanti con il design

L'innovazione è al centro dell'ingegneria e al cuore del futuro della produzione. I progetti futuristici nello spazio dell'ingegneria stanno iniziando a sembrare realistici. Le capacità di produzione stanno avanzando rapidamente e i costi di produzione stanno diminuendo. Anche senza la consapevolezza che il 5 assi crescerà solo nell'utilizzo della produzione, gli ingegneri dovranno ripensare a come progettiamo oggi, tenendo presente questo nuovo strumento.

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Potrebbe essersi avvicinato velocemente, o forse alcuni ingegneri l'hanno visto arrivare, ma ora è il momento di adottare la lavorazione a 5 assi nella progettazione tecnica per la metodologia di producibilità. L'innovazione non aspetta.


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