Memahami Mesin CNC 5-Axis: Fungsi, Manfaat, dan Cara Kerjanya

Sekilas bayangkan betapa sulitnya bagi pemesin pada awal abad ke-20 untuk memproduksi bagian dan struktur. Peralatan mesin terbaik yang tersedia bagi mereka pada waktu tersebut adalah borong, palu, dan mesin bubut yang dioperasikan secara manual. Namun segalanya berubah setelah Richard Kegg mengembangkan mesin kontrol numerik komputer (CNC) pertama pada tahun 1952.

Dan sejak saat itu, teknologi pemesinan CNC terus berkembang, berkembang dari mesin tiga-aks sederhana yang dikontrol dengan kartu lubang menjadi mesin CNC 5-aks yang lebih canggih.

Mesin CNC 5-aks adalah teknologi pemesinan yang memberikan kemungkinan tak terbatas untuk ukuran dan bentuk bagian yang dapat Anda produksi. Ini menawarkan akurasi dan presisi tinggi dan sangat bergantung oleh bengkel mesin kelas atas untuk memproduksi hampir setiap desain yang Anda buat.

Dalam artikel ini, kami akan membahas dasar-dasar mesin CNC 5-aks. Kami akan mulai dengan menjelaskan apa itu mesin CNC 5-aks dan bagaimana cara kerjanya sebelum membahas keunggulannya dibandingkan jenis mesin CNC konvensional.

Apa Itu Mesin CNC 5-Axis?

Untuk membantu memahami apa itu mesin 5-aks, mari kita mulai dengan menjelaskan apa arti jumlah aks dalam pemesinan CNC.

Jumlah aks pemesinan menggambarkan jumlah arah di mana perkakas pemotong CNC (atau workpiece) dapat bergerak untuk memproduksi bagian hasil pemesinan yang diinginkan. Misalnya, mesin CNC konvensional biasanya memiliki jumlah aks tiga, yang berarti perkakas pemotong mereka dapat bergerak melintasi sumbu X, Y, dan Z—sideways pada sumbu X, vertikal pada sumbu Y, dan maju-mundur pada sumbu Z (lihat Gambar 1).

Mesin CNC 5-aks menambahkan ke ketiga sumbu linier ini dengan mampu juga memiringkan (dan memutar) meja yang memegang workpiece, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Dua sumbu rotasi baru ini biasanya disebut sumbu A (atau sumbu tilting meja) dan sumbu C (atau sumbu rotasi meja); mereka memungkinkan Anda memproses geometri yang lebih kompleks dibandingkan mesin CNC 3-aks.

Fig. 1 Lima aks dari mesin gerinda CNC milling 5-aks typikal

Bagaimana Cara Kerja Mesin CNC 5-Axis?

Seperti mesin CNC lainnya, mesin CNC 5-aks bergantung pada instruksi komputer untuk mengontrol gerakan perkakas pemotong (dan workpiece) untuk memproduksi bagian yang diinginkan.

Proses pemesinan CNC 5-aks dimulai dengan desainer menciptakan model 3D CAD (computer-aided design) dari bagian yang diinginkan menggunakan alat CAD seperti SolidWorks dan Autodesk Inventor. Selanjutnya, pemesin mengekspor model CAD ini ke perangkat lunak CAM (computer-aided manufacturing), yang mengonversi gambar menjadi program komputer (juga disebut G-code).

G-code berisi serangkaian instruksi yang mengontrol gerakan perkakas pemotong sepanjang sumbu linier (sumbu X, Y, dan Z) dan gerakan meja kerja sepanjang sumbu rotasi (sumbu A dan C) untuk memproduksi bagian yang diinginkan.

5-Axis – Dari Mana Ia Asal

Semua kembali pada Rene Descartes, yang merupakan filsuf dan matematikawan Prancis. Kisahnya sangat mirip dengan kisah apel Newton. Suatu hari Descartes sedang berbaring di tempat tidur ketika ia melihat seekor lalat. Saat memandangnya, ia menyadari bahwa ia dapat menggambarkan posisinya di ruang menggunakan tiga angka, yang direpresentasikan oleh variabel X, Y, dan Z—sesuatu yang kita sebut sekarang sebagai sistem Koordinat Kartesian dan yang masih digunakan hingga saat ini meskipun lebih dari 300 tahun telah berlalu sejak kematian Descartes.

Sekarang, Anda mungkin bertanya-tanya di mana kedua sumbu lainnya berasal. Selain menggambarkan posisi lalat di ruang, juga mungkin untuk menggambarkan orientasinya. Jadi, lalat yang berguling di sekitar X akan menjadi sumbu keempat, sementara sumbu kelima adalah lalat yang berputar di sekitar Y. Beberapa juga berpendapat bahwa ada sumbu keenam, berputar di sekitar sumbu Z.

5-Axis – Konfigurasi yang Mungkin

Konfigurasi yang Anda pilih untuk Mesin Gerinda CNC Milling 5-Axis menentukan salah satu dari tiga sumbu rotasi mana yang akan digunakan. Terdapat dua konfigurasi utama—mesin trunnion-style dan mesin swivel-rotate-style.

Mesin Gerinda CNC Milling 5-Axis trunnion-style menggunakan sumbu A yang berputar di sekitar sumbu X dan sumbu C yang berputar di sekitar sumbu Z, sementara Mesin Gerinda CNC Milling 5-Axis swivel-rotate-style menggunakan sumbu B yang berputar di sekitar sumbu Y dan sumbu C yang berputar di sekitar sumbu Z.

Perbedaan utama antara keduanya adalah cara sumbu rotasi diekspresikan—dalam trunnion-style hal ini terjadi melalui gerakan meja, sementara dalam swivel-rotate-style dari Mesin Gerinda CNC Milling 5-Axis dilakukan melalui penguncian spindle. Keduanya memiliki keuntungan masing-masing, jadi mana yang akan digunakan sebagian besar tergantung pada apa yang perlu dilakukan.

Apa Keuntungan Mesin CNC 5-Axis?

Lebih dari separuh bagian yang diproduksi dengan CNC memerlukan pemasinan lima sisi, itulah mengapa semakin banyak produsen memutuskan untuk menyertakannya dalam layanan mereka. Selain itu, pemesinan CNC 5-axis menawarkan banyak manfaat dibandingkan, misalnya, pemesinan 3-axis, seperti:

Keuntungan #1 Setup Tunggal

Karena memiliki lima aks, mesin CNC 5-axis memungkinkan Anda menyiapkan workpiece Anda sekali; mesin kemudian menangani setiap operasi pemesinan yang diperlukan untuk menciptakan bagian yang diinginkan Anda. Ini sangat berbeda dari mesin 3-axis konvensional, tempat Anda memerlukan beberapa setup mesin untuk memproduksi geometri kompleks.

Sifat setup tunggal dari mesin CNC 5-axis memungkinkan Anda memproses bagian kompleks dengan cepat sambil mengurangi biaya dan mengurangi kesalahan yang prevalen dalam mesin CNC konvensional.

Keuntungan #2 Perkakas Pemotong yang Lebih Pendek dan Finishing Permukaan yang Lebih Baik

Sumbu keempat dan kelima dari mesin CNC 5-axis memungkinkan Anda mendekatkan workpiece ke perkakas pemotong. Ini berarti Anda dapat menggunakan perkakas pemotong yang lebih pendek, yang kurang rentan terhadap getaran dan memungkinkan Anda mencapai finishing permukaan yang lebih baik.

Keuntungan #3 Presisi yang Lebih Baik

Karena fleksibilitas gerakan, mesin CNC 5-axis jauh lebih presisi daripada mesin 3-axis, itulah mengapa mereka tidak hanya menghasilkan bagian yang lebih halus tetapi juga dapat memproduksi bagian yang akan terlalu kompleks untuk mesin 3-axis.

Keuntungan #4 Bisnis Lebih Banyak

Pemesinan CNC 5-axis dapat digunakan dalam produksi banyak bagian yang pemesinan 3-axis secara sederhana tidak cocok.

Sementara ada lebih banyak manfaat yang terkait dengan penggunaan pemesinan CNC 5-axis, ini adalah yang paling penting.

Post Terkait: 9 Jenis Alat yang Digunakan dalam Mesin CNC untuk Membuat Bagian Presisi Berkualitas

Pemesinan CNC 5-Axis – Penggunaan Umum

Pemesinan CNC 5-axis dapat digunakan untuk memproduksi bagian yang digunakan di banyak industri yang berbeda karena efisiensinya dan kemampuan untuk menghasilkan bentuk kompleks. Berikut beberapa contoh industri yang paling sering mengambil keuntungan dari teknologi ini:

• Penerbangan – industri ini memerlukan mesin yang sangat presisi, karena bentuknya sangat rumit dan unik.
• Medis – pemesinan CNC 5-axis dapat membantu produsen peralatan medis dalam produksi perangkat, implant, serta peralatan lainnya yang perlu dibuat dengan presisi ekstra untuk memenuhi standar perawatan kesehatan yang cenderung ketat (dengan alasan yang benar).
• Militer – industri lain yang menggunakan pemesinan CNC 5-axis untuk memproduksi bagian yang diperlukan. Beberapa aplikasi yang mungkin meliputi bagian selam, bagian mesin performa tinggi, daun turbin dan kompresor, senjata pintar, sensor, aplikasi stealth, serta, dalam beberapa kasus, senjata nuklir.
• Peralatan energi – memproduksi bagian untuk peralatan energi sering memerlukan penggunaan bahan yang sulit dikerjakan. Dengan pemesinan CNC 5-axis, Anda dapat membuat seluruh proses menjadi lebih mudah dan efisien.

Pemesinan CNC 5-Axis: Gensun Dapat Membantu

Sekarang setelah Anda mengetahui setidaknya sesuatu tentang pemesinan CNC 5-axis, Anda dapat melanjutkan untuk memproduksi hampir setiap desain yang Anda buat menggunakan mesin CNC 5-axis, kan? Tidak sama sekali!

Tanpa ragu, mesin CNC 5-axis menyederhanakan pembuatan bagian kompleks. Namun, tidak semua desain layak dibuat menggunakan mesin 5-axis. Misalnya, Anda mungkin lebih baik memproduksi lubang presisi tinggi, potongan, dan rongga menggunakan mesin CNC 3- atau 4-aks. Itulah mengapa kami selalu merekomendasikan agar Anda berbicara dengan ahli pemesinan CNC sebelum Anda terjun ke manufaktur.

Gensun Precision Machining adalah penyedia layanan pemesinan CNC kelas atas di seluruh Asia dan dunia. Kami tidak hanya memiliki ahli dan insinyur pemesinan CNC, tetapi juga memiliki berbagai macam teknologi pemesinan CNC canggih, termasuk mesin CNC 3-, 4-, dan 5-aks.

Ceritakan kepada kami tentang proyek Anda, sehingga kami dapat membantu Anda menentukan teknologi pemesinan mana yang paling sesuai dengan kebutuhan Anda.