Lavorazione su 4-5 lati
Centro di lavoro CNC a 5 assi
Un centro di lavoro a fresare a 5 assi di alta qualità crea i presupposti tecnici per farlo. Grazie a tre assi lineari e due assi di rotazione aggiuntivi, i pezzi possono essere lavorati da quasi tutte le direzioni rilevanti. A seconda del concetto di macchina, è possibile sia una lavorazione indicizzata 3+2 sia una lavorazione simultanea su tutti e cinque gli assi.
Assemblean sviluppa e produce centri di lavoro CNC per applicazioni industriali. Al centro non vi è soltanto la macchina, bensì l'intero processo produttivo: dallo spettro dei pezzi alla tecnica di serraggio, dal controllo numerico all'automazione, fino all'integrazione economica nella produzione.

Panoramica del servizio
Un centro di fresatura CNC convenzionale muove l'utensile lungo i tre assi lineari X, Y e Z. Per molti componenti prismatici questo è del tutto sufficiente. Non appena però è necessario lavorare più lati, superfici inclinate, sottosquadri, cavità profonde o superfici a forma libera complesse, l'onere aumenta notevolmente. Il pezzo deve essere riposizionato più volte, riallineato e nuovamente misurato. Ogni fase di lavoro aggiuntiva richiede tempo e comporta rischi di errore.
Un centro di lavoro a fresare a 5 assi integra i tre assi lineari con due assi di rotazione o basculamento. In questo modo il pezzo può essere portato, rispetto all'utensile, in quasi ogni posizione di lavorazione necessaria. Ciò consente la lavorazione di più lati del pezzo in un solo serraggio, una migliore accessibilità a contorni complessi, utensili più corti e stabili, meno operazioni di riposizionamento e allineamento, una maggiore precisione geometrica, tempi di attrezzaggio e di attraversamento più brevi, nonché migliori presupposti per una produzione CNC automatizzata.
Decisivo, tuttavia, non è soltanto il numero di assi. La lavorazione multiasse diventa economicamente vantaggiosa solo quando cinematica della macchina, spazio di lavoro, mandrino, controllo numerico, sistema CAM, tecnica di serraggio e concetto di automazione sono adeguati all'effettivo spettro dei pezzi. Per questo motivo Assemblean non considera un progetto a 5 assi come un semplice acquisto di macchina isolato. La progettazione tecnica parte dai componenti, dai materiali, dai lotti e dai requisiti di qualità del cliente.
Prima di affrontare strategie di lavorazione, cinematica e progettazione, vale la pena osservare i componenti che, insieme, costituiscono un centro di lavoro a fresare a 5 assi.
Mandrino preciso e ad alto numero di giri per le forze di taglio e la qualità superficiale: il cuore di ogni lavorazione.
La vostra produzione trae vantaggio da cinque assi se sono presenti queste caratteristiche
Lavorazione su 4-5 lati
Riposizionamenti che causano scostamenti
Superfici a forma libera e contorni 3D complessi
Cavità profonde, utensili lunghi
Tempi di attrezzaggio che limitano la capacità
Piccoli lotti, alta flessibilità
Produzione automatizzata e senza presidio
Più processi, una sola macchina
Maggiori esigenze di superficie e ripetibilità
Non ogni centro di lavoro a fresare a 5 assi viene impiegato allo stesso modo per ogni lavorazione. Nella pratica occorre distinguere tra lavorazione indicizzata 3+2 e lavorazione simultanea a 5 assi.
| Parametro di analisi | Lavorazione 3+2 | Lavorazione simultanea a 5 assi |
|---|---|---|
| Principio di movimento | Gli assi di rotazione posizionano il pezzo. Durante la fresatura rimangono fermi. | Gli assi lineari e rotativi si muovono contemporaneamente durante la lavorazione. |
| Componenti idonei | Componenti prismatici multilato, fori inclinati, tasche e piani di lavorazione definiti | Superfici a forma libera, geometrie di turbina, giranti, contorni complessi e angoli utensile in continua variazione |
| Programmazione | Relativamente contenuta | Requisiti più elevati per sistema CAM, postprocessore e simulazione |
| Rischio di collisione | Tendenzialmente inferiore | Richiede una simulazione digitale precisa della macchina |
| Superfici | Molto buone su superfici piane e chiaramente posizionabili | Particolarmente adatta a superfici a forma libera continue e di alta qualità |
| Beneficio dell'investimento | Elevato beneficio nella riduzione dei serraggi | Elevato beneficio con geometrie complesse e superfici esigenti |
| Fabbisogno di qualificazione | Moderato | Più elevato, in particolare nella programmazione CAM e nella pianificazione di processo |
Per numerosi componenti di costruzione meccanica la lavorazione 3+2 è già sufficiente. Il pezzo viene portato automaticamente nella posizione corretta e successivamente lavorato su tre assi.
In questo modo è possibile evitare molti riposizionamenti manuali, senza che tutti e cinque gli assi debbano interpolare contemporaneamente.
La lavorazione simultanea è necessaria quando l'orientamento dell'utensile deve cambiare in continuo durante la fresatura. Offre il massimo grado di libertà geometrica, ma pone anche requisiti più elevati sull'intera catena di processo.
Nella progettazione della macchina, Assemblean non considera quindi soltanto se sono disponibili cinque assi. Ciò che conta è quale strategia di lavorazione sia necessaria per i pezzi concreti e quanto in modo affidabile possa essere attuata nella successiva produzione quotidiana.
Ogni serraggio richiede tempo produttivo. A ciò si aggiungono pulizia, allineamento, determinazione del punto zero ed eventuali misurazioni intermedie. Se un componente può essere realizzato in uno o in un numero nettamente inferiore di serraggi, diminuiscono l'onere di attrezzaggio e il tempo di attraversamento. Allo stesso tempo si riducono gli errori che possono derivare dal riposizionamento. Assemblean considera già in fase di progettazione come i pezzi vengono serrati, misurati ed eventualmente alimentati in modo automatizzato.
Assemblean unisce le prestazioni tecniche della lavorazione multiasse a una progettazione orientata al progetto specifico. L'obiettivo non è una dotazione quanto più ampia possibile, bensì una configurazione che supporti in modo affidabile il concreto processo produttivo.
La progettazione parte dal pezzo: dimensioni, peso, lati di lavorazione, materiali, tolleranze, dimensioni di lotto e automazione prevista.
Macchina, utensili, tecnica di misura, dispositivi di serraggio e programmazione vengono armonizzati per un processo riproducibile.
Le opzioni di dotazione vengono valutate in base al beneficio concreto che offrono, evitando investimenti superflui.
Le possibilità di automazione possono essere integrate già nella pianificazione originaria della macchina.
La cinematica determina come utensile e pezzo si muovono l'uno rispetto all'altro. Essa influisce su spazio di lavoro, accessibilità, dinamica, rigidità e peso ammissibile del pezzo.
| Parametro di analisi | Idoneità tipica | Vantaggi principali | Aspetti da considerare |
|---|---|---|---|
| Tavola girevole-basculante | Componenti complessi di piccole e medie dimensioni | Buona accessibilità, posizionamento dinamico, struttura compatta | Il carico della tavola e l'ingombro limitano le dimensioni del pezzo |
| Testa basculante | Pezzi grandi o pesanti | Il pezzo rimane stabile sulla tavola, elevata flessibilità con componenti di grandi dimensioni | Struttura e rigidità della testa devono essere adeguate alla potenza di asportazione |
| Combinazione testa-tavola | Ampio spettro di pezzi | Ripartizione dei movimenti rotativi tra utensile e pezzo | Maggiore complessità cinematica |
| Concetto a portale o gantry | Ampi spazi di lavoro e pezzi impegnativi | Buona distribuzione delle forze ed elevata accessibilità | Considerare ingombro a terra, movimentazione in loco e infrastruttura |
| Ponte basculante | Lavorazione compatta multilato | Buona lavorabilità di più lati | Verificare le dimensioni ammissibili dei pezzi e i dispositivi di serraggio |
La cinematica corretta non può essere dedotta soltanto dal diametro massimo del pezzo. Ciò che conta è lo spazio di lavoro effettivamente utilizzabile con gli assi basculati.
Assemblean valuta questi fattori sulla base di pezzi reali o rappresentativi. Una tale verifica riduce il rischio che una macchina nominalmente sufficientemente grande raggiunga limiti geometrici nel successivo processo.
Grandezze da verificare
Un pezzo può adattarsi geometricamente alla tavola e tuttavia entrare in collisione con mandrino, dispositivo di serraggio o carter della macchina. Per questo motivo, nella scelta, dovrebbero essere considerate anche le seguenti grandezze:

Nella costruzione di macchine è spesso necessario realizzare superfici funzionalmente critiche, schemi di foratura, accoppiamenti e contorni inclinati in stretta relazione geometrica tra loro.
Un centro di lavoro a fresare a 5 assi consente la lavorazione di più lati senza ripetuti allineamenti manuali, un aspetto particolarmente rilevante per pezzi singoli e piccole serie.
Assemblean orienta il concetto di macchina alla combinazione tra varietà dei componenti, precisione e strategia di attrezzaggio economica.

Inserti stampo, elettrodi, cavità e superfici a forma libera pongono elevati requisiti alla qualità superficiale e alla guida dell'utensile. Grazie all'orientamento variabile dell'utensile è possibile ottenere condizioni di ingaggio favorevoli ed evitare in parte l'uso di utensili lunghi.
Assemblean tiene conto sia della precisione lato macchina sia dei requisiti relativi alla catena di processo digitale e alla gestione degli utensili.

I subfornitori devono reagire in modo flessibile a componenti, materiali e lotti in continuo cambiamento. Criteri di scelta importanti sono uno spazio di lavoro universale, possibilità di serraggio flessibili, capacità utensili sufficiente, diverse strategie di lavorazione, cambio rapido e alta disponibilità.
Assemblean adegua la configurazione allo spettro di pezzi previsto.

Prototipi, attrezzature, stampi e componenti complessi di serie richiedono tempi di reazione brevi e processi riproducibili. La combinazione di lavorazione a 5 assi, carico automatizzato e controllo qualità integrato può qui generare un vantaggio produttivo sostanziale.

I componenti in alluminio, titanio o leghe ad alta resistenza uniscono geometrie complesse a elevati requisiti di documentazione e qualità. La macchina deve padroneggiare in modo affidabile sia finiture dinamiche sia processi di asportazione impegnativi.
Assemblean considera a tal fine, in modo integrato, dimensionamento del mandrino, rigidità della macchina, raffreddamento e monitoraggio di processo.

Impianti, strumenti e componenti di precisione presentano spesso contorni complessi ed elevati requisiti di finitura superficiale e ripetibilità. È decisivo un processo complessivo stabile e ben controllato, che comprenda, oltre alla macchina, anche la gestione degli utensili, la tecnica di misura e i processi di lavorazione documentati.

Giranti, ruote e componenti ottimizzati dal punto di vista fluidodinamico sono tipici casi di applicazione per la fresatura di precisione simultanea. In questo ambito sono indispensabili un controllo numerico CNC performante, un postprocessore validato e una simulazione delle collisioni realistica.
Una struttura di base rigida riduce le deformazioni sotto carico e migliora il comportamento vibrazionale. Assemblean adegua struttura, guide, azionamenti e mandrino allo spettro prestazionale previsto.
Errori negli assi di rotazione o basculamento si ripercuotono direttamente sul contorno e sulla posizione del pezzo. Criteri importanti sono:
Per l'alluminio conta spesso il numero di giri, per l'acciaio e la lavorazione pesante la coppia disponibile. Assemblean dimensiona il mandrino sulla base dei casi di lavorazione reali. Sono rilevanti:
Un magazzino troppo piccolo comporta frequenti interventi dell'operatore, mentre un magazzino sovradimensionato aumenta costi e ingombro. La dimensione del magazzino dipende da:
Nei processi simultanei contano un'elaborazione rapida dei blocchi e una guida della traiettoria previsionale. Il controllo dovrebbe inoltre essere adeguato alle competenze già presenti in azienda.
Tastatori e sistemi di misura utensile riducono i tempi di attrezzaggio e aumentano la sicurezza di processo. Supportano:
Un'evacuazione insufficiente dei trucioli può danneggiare gli utensili e limitare i tempi di funzionamento automatizzato. A seconda del materiale sono rilevanti:
Una CNC a 5 assi performante richiede una catena di processo digitale progettata di conseguenza. In particolare con percorsi utensile simultanei, piccole deviazioni nel postprocessore o nei dati cinematici possono avere effetti considerevoli.
Assemblean include le seguenti domande nella definizione del progetto, per garantire una transizione controllata dalla pianificazione digitale a un processo reale sicuro.
Alla programmazione sicura appartengono
Domande importanti da porre al costruttore della macchina
Un costruttore dovrebbe quindi non limitarsi a considerare la macchina meccanica, ma chiarire anche:
Un centro di lavoro a fresare a 5 assi può lavorare un ampio spettro di materiali metallici e non metallici. Le prestazioni effettive dipendono da mandrino, struttura della macchina, utensili, raffreddamento e strategia di lavorazione.

L'alluminio consente elevate velocità di taglio e avanzamenti. A tal fine sono spesso necessari elevati regimi del mandrino, buona dinamica e un'evacuazione trucioli performante. Applicazioni tipiche sono componenti strutturali, attrezzature, prototipi, carter, nonché componenti per l'aerospaziale e la mobilità.

Per l'acciaio, rigidità, coppia e stabilità termica sono particolarmente importanti.

L'acciaio inossidabile pone elevati requisiti a utensili, raffreddamento e conduzione del processo.

Questi materiali sono difficili da lavorare per asportazione di truciolo e generano elevate sollecitazioni sia termiche sia meccaniche. Sono necessari, tra l'altro, un'elevata rigidità della macchina, un mandrino robusto, un raffreddamento controllato, utensili stabili e strategie di taglio adeguate.

Le materie plastiche tecniche possono essere lavorate con precisione, ma reagiscono in modo diverso a calore, tensioni e formazione del truciolo. Utensili adeguati e sistemi di aspirazione o gestione trucioli sono decisivi.

I compositi in fibra di carbonio (CFRP) e in fibra di vetro (GFRP) richiedono utensili appositi e un concetto di aspirazione e gestione delle polveri affidabile. Devono inoltre essere considerate misure di protezione per la macchina e per il personale addetto.

Per pannelli per modellismo, schiume o materiali compositi possono essere prioritarie un'elevata dinamica e spazi di lavoro di grande volume. Assemblean definisce le prestazioni della macchina in base ai gruppi di materiali previsti, in modo che mandrino, concetto di raffreddamento e periferia siano determinati dagli effettivi requisiti di asportazione.
Un centro di lavoro a fresare a 5 assi offre buoni presupposti per la produzione automatizzata, poiché molte operazioni di lavorazione possono essere riunite in un unico serraggio.
| Parametro di analisi | Soluzione tipica | Adatto per |
|---|---|---|
| Carico manuale | Comando diretto da parte di personale qualificato | Pezzi singoli, prototipi e componenti fortemente variabili |
| Cambio pallet | Cambio tra pallet preparati | Pezzi ricorrenti e piccole serie |
| Pool di pallet | Più pezzi o ordini preparati | Produzione a varianti e tempi di funzionamento prolungati |
| Carico robotizzato | Movimentazione automatica del pezzo | Produzione in serie e finestre temporali senza presidio |
| Cella di produzione flessibile | Macchine, magazzini, utensili e sistema di supervisione | Elevata varietà di varianti e produzione interconnessa |
L'automazione non inizia dal robot. Innanzitutto il processo di asportazione deve essere sufficientemente stabile. Assemblean può considerare l'automazione come parte del concetto complessivo di macchina: anche se l'avvio avviene inizialmente in modo manuale, i futuri ampliamenti possono essere inclusi tempestivamente nella pianificazione.
Presupposti per un processo stabile e automatizzabile
Grezzi riproducibili
Tecnica di serraggio sicura
Durata utensile sufficiente
Controllo di rottura utensile
Cicli di misura automatici
Evacuazione trucioli affidabile
Strategie definite per la gestione dei guasti
La scelta non inizia con una denominazione di modello, ma con il vostro pezzo, i vostri materiali e le vostre dimensioni di lotto.
Struttura, cinematica, controllo numerico, tecnica di serraggio, tecnica di misura e automazione vengono considerati come un sistema unico e coerente.
La precisione nasce in condizioni di produzione reali, non da un singolo valore da depliant.
Valutiamo ogni opzione di dotazione in base al beneficio concreto che offre al vostro processo.
Dalla definizione del progetto alla messa in servizio, fino alla formazione dei vostri collaboratori.
Disponibilità, manutenibilità e fornitura dei ricambi tutelano nel tempo il valore del vostro investimento.
Un centro di lavoro a fresare a 5 assi presenta di norma costi di investimento più elevati rispetto a una macchina a 3 assi più semplice. Una valutazione solida non può quindi fermarsi al prezzo di acquisto. Decisivi sono i costi complessivi per componente prodotto.
01
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Supponiamo che un componente richieda finora tre serraggi su macchine diverse. Includendo trasporto, pulizia, allineamento e controllo intermedio, per ogni lotto si generano diverse ore di tempo improduttivo.
Se in futuro il componente può essere lavorato in gran parte in un unico serraggio, i risparmi non riguardano solo il tempo di fresatura. Altrettanto rilevanti sono:
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Una collaborazione con Assemblean è particolarmente indicata quando:
Processo
Un flusso chiaro, un referente unico e un processo produttivo ben coordinato.
Vengono rilevati pezzi, materiali, tolleranze, dimensioni di lotto e strategie di lavorazione previste.
Cinematica, spazio di lavoro, mandrino, controllo numerico e capacità utensili vengono adeguati ai requisiti.
Vengono considerati tecnica di serraggio, CAM, postprocessore, tecnica di misura, automazione e infrastruttura di stabilimento.
Vengono verificate le aree di lavorazione critiche, le possibili collisioni e le riserve di potenza necessarie.
Vengono pianificati installazione, allacciamenti agli impianti, percorsi di trasporto e fabbisogno formativo.
Dopo la messa in servizio, operatori e programmatori vengono formati sulla macchina e sul processo. A seconda del progetto, i primi pezzi o cicli di lavorazione possono essere realizzati congiuntamente. Questo approccio strutturato aiuta gli uffici acquisti e il management a mettere in sicurezza l'investimento non solo dal punto di vista tecnico, ma anche organizzativo ed economico.
Prima di una decisione di investimento dovrebbero essere chiariti almeno i seguenti punti. Assemblean supporta nella raccolta strutturata di questi requisiti e ne deriva un concetto di macchina adeguato.
FAQ
Un centro di lavoro a fresare a 5 assi è una macchina utensile a controllo numerico CNC con tre assi di movimento lineari e due rotativi. Ciò consente di lavorare componenti complessi da diverse direzioni senza doverli riserrare manualmente per ogni lato.
Nella lavorazione 3+2, i due assi di rotazione posizionano il pezzo in una posizione fissa. Successivamente si fresa su tre assi. Nella lavorazione simultanea, tutti gli assi necessari si muovono contemporaneamente.
Viene impiegata soprattutto per superfici a forma libera e orientamenti dell'utensile in continua variazione.
Conviene in particolare in presenza di più lati di lavorazione, tempi di attrezzaggio elevati, relazioni di posizione ristrette, geometrie complesse o elevato potenziale di automazione. Per componenti semplici, una macchina a 3 assi può continuare a essere la soluzione più economica.
Il punto di partenza sono dimensioni del pezzo, peso, materiali, tolleranze, dimensioni di lotto e strategie di lavorazione. Successivamente vengono adeguati di conseguenza cinematica, spazio di lavoro, mandrino, controllo numerico, concetto utensili e possibile automazione.
Sì, la progettazione tecnica può essere orientata non solo a un singolo componente di riferimento, ma a uno spettro di pezzi definito. In questo caso devono essere considerate riserve sufficienti di potenza e di spazio di lavoro, senza sovradimensionare inutilmente la macchina.
Materiali tipici sono alluminio, acciaio, acciaio inossidabile, titanio, leghe a base di nichel, materie plastiche tecniche e materiali compositi fibrorinforzati. La configurazione di macchina adeguata dipende in modo sostanziale da forze di taglio, fabbisogno di velocità, sviluppo di calore e comportamento del truciolo.
Il mandrino dovrebbe essere scelto in base al compito di lavorazione reale. Sono rilevanti non solo la velocità massima e la potenza, ma anche l'andamento della coppia, la potenza continua, l'attacco utensile e il raffreddamento.
Questi criteri possono essere considerati nell'ambito della definizione tecnica del progetto.
Le possibilità di automazione possono essere considerate già nella pianificazione della macchina. A seconda del compito produttivo entrano in gioco, ad esempio, soluzioni a pallet, magazzini pezzi o concetti robotizzati. Il presupposto è un processo di lavorazione stabile e monitorabile.
In un progetto a 5 assi, sistema CAM, postprocessore specifico per la macchina e simulazione digitale delle collisioni dovrebbero essere definiti tempestivamente. L'ambito concreto del supporto viene definito nel progetto e adattato all'ambiente software esistente del cliente.
Sono decisivi una struttura di macchina rigida, sistemi di misura precisi, stabilità termica, un montaggio accurato e una verifica cinematica regolare. Inoltre, tecnica di serraggio, utensili, strategia CAM e condizioni ambientali influenzano il risultato di lavorazione effettivo.
Oltre alla macchina possono generarsi costi per tecnica di serraggio, utensili, tecnica di misura, adattamenti CAM, postprocessore, automazione, trasporto, movimentazione in loco, formazione e infrastruttura. Un preventivo di progetto trasparente dovrebbe rilevare tempestivamente queste voci.
La messa in servizio è una parte importante dell'avvio della produzione. L'ambito di fornitura concreto può comprendere installazione, verifica funzionale, addestramento e supporto all'avviamento, e viene concordato in base al progetto.
Sono rilevanti le formazioni su comando della macchina, controllo numerico CNC, allestimento sicuro, tecnica di misura, manutenzione e, nei processi simultanei, sulla programmazione CAM. Portata e focus dovrebbero essere adattati all'esperienza del personale.
A tal fine, i tempi di attrezzaggio, i serraggi, i tempi di lavorazione, i costi del personale, gli scarti e l'utilizzo attuali vengono confrontati con il processo a 5 assi pianificato. Assemblean può includere questa valutazione nella consulenza sulla base di dati produttivi reali.
Area conoscenza




L'investimento in un centro di lavoro a fresare a 5 assi influenza produttività, qualità dei componenti e flessibilità produttiva per molti anni. Una decisione fondata non inizia quindi con un confronto generico tra prodotti, bensì con un'analisi precisa del vostro compito produttivo.
Nel colloquio di consulenza con Assemblean chiariamo insieme quale cinematica di macchina si adatta ai vostri componenti, quali dati prestazionali sono effettivamente necessari, come è possibile semplificare i processi esistenti, quali possibilità di automazione sono sensate, come la macchina può essere integrata nella vostra produzione e quale beneficio economico è realisticamente raggiungibile.
Parlate del vostro progetto con Assemblean.
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