Pemesinan CNC 3 Sumbu, 4 Sumbu, dan 5 Sumbu:Penjelasan Perbedaan Utama

“Kompleksitas suku cadang, kecepatan pemesinan, keakuratan, dan fleksibilitas produksi secara keseluruhan sangat bergantung pada jumlah sumbu yang dapat digerakkan oleh alat pemotong ?”        

Di bidang manufaktur, mesin CNC hadir dengan kemampuan sumbu yang bervariasi:2 sumbu, 3 sumbu, 5 sumbu, 9 sumbu, atau bahkan 12 sumbu. Namun, mesin hingga 5 sumbu adalah yang paling umum. Hal ini mungkin membingungkan Anda tentang mana yang harus Anda gunakan untuk mendapatkan hasil terbaik, dan menjaga biaya tetap sesuai anggaran Anda. Jadi, Anda memerlukan pemahaman mendalam tentang perbedaan antara milling 3, 4, &5 sumbu .

Mari kita lihat kelebihan, kekurangan, dan aplikasi industri dari pemesinan 3, 4, dan 5 sumbu.

Apa yang dimaksud dengan Pemesinan 3, 4, dan 5 Sumbu? 

Mesin CNC hadir dengan kemampuan sumbu pemesinan yang berbeda, sumbu 3,4, dan 5 adalah yang paling umum. Setiap sumbu menentukan kemampuan menggerakkan alat pemotong ke arah tertentu. 

Pemesinan 3 sumbu berarti pahat bergerak dalam 3 arah linier, X, Y, dan Z.  

• Sumbu X: Arah Horizontal Kiri ke Kanan  
• Sumbu Y: Arah Depan ke Belakang
• Sumbu Z: Arah Atas dan Bawah (vertikal)

Pada dasarnya mesin milling 3 sumbu mencakup arah 3 dimensi relatif terhadap pekerjaan stasioner. Ini menghasilkan bentuk yang tidak terlalu rumit, dan jika Anda ingin mengerjakan sisi bagian yang berbeda, hal ini memerlukan pemosisian ulang.

Pada mesin milling 4 sumbu, ini melibatkan satu kapasitas pergerakan tambahan selain ini:Sumbu A , dimana usaha dapat berputar mengelilingi sumbu x. Akibatnya, mesin 5 sumbu dapat memutar pekerjaan dalam dua arah (A &B atau C ):Di sekitar sumbu X dan sumbu Y (atau Z ), memungkinkan lebih banyak kompleksitas tanpa pengaturan atau pemosisian ulang tambahan.   

Pabrik CNC 4 atau 5 sumbu dapat mengerjakan bidang, kedalaman, dan kontur dalam satu pengaturan, sehingga ideal untuk desain kompleks dengan detail ekstrem. Ia dapat melakukan pemesinan multi-sisi, membuat fitur miring, dan profil kompleks. 

Perbedaan Utama Antara Pemesinan 3 sumbu, 4 sumbu, dan 5 sumbu

Pertama-tama, ada berbagai jenis mesin CNC, dan milling adalah salah satunya. Dalam kategori ini, penggilingan selanjutnya dikategorikan berdasarkan kemampuan sumbu, seperti penggilingan 3, 4 dan 5 sumbu.  Masing-masing mempunyai kemampuan yang berbeda-beda. 

Kompleksitas pengaturan, kemampuan pemesinan, pemrograman CNC, pengoperasian, biaya, efisiensi waktu, akurasi, dan persyaratan pemeliharaannya juga berbeda. Memahami perbedaan-perbedaan ini sangat penting sebelum memutuskan mana yang paling cocok untuk memproduksi suku cadang &produk Anda. 

Penyiapan &Pemrograman Mesin 

Karena sumbu pemesinan lebih tinggi pada mesin milling 4 &5 sumbu, pengaturannya lebih rumit. Hal ini memerlukan pegangan kerja yang tepat dan penyelarasan pusat benda kerja dengan sumbu rotasi. Di sisi lain, penggilingan CNC 3 sumbu memiliki pengaturan yang lebih sederhana. Namun, hal ini memerlukan penjepitan ulang untuk penggilingan multi-wajah. 

Dalam 3 sumbu, kode dasar G&M untuk gerakan linier sudah cukup. Namun Anda memerlukan kode yang rumit dan panjang untuk sumbu yang lebih tinggi, seperti menambahkan sudut putar tetap baru setelah pemotongan linier melalui pengindeksan atau gerakan berkelanjutan untuk pemotongan dan rotasi secara bersamaan. 

Kompleksitas Operasional

Karena pusat permesinan dan pabrik permesinan CNC 5-sumbu melibatkan program yang kompleks, pengoperasiannya lebih sulit dibandingkan mesin 3-sumbu. Kesalahan kecil dalam pengaturan atau kode dapat mengakibatkan keakuratan dan kegagalan. Selain itu, terdapat risiko tabrakan pahat yang lebih besar karena jalur pemesinan yang rumit. 

Oleh karena itu, pengoperasian pabrik CNC 5 atau 4 sumbu memerlukan teknisi dan insinyur ahli dengan pengalaman luas. 

Kecepatan Produksi

Karena mesin 4 dan 5 sumbu mampu memutar benda kerja dan memindahkan material dari berbagai sudut, mesin ini lebih cepat dan akurat. Satu mesin yang dijalankan dapat bekerja dengan banyak alat berbeda dan memotong pekerjaan dari berbagai sisi secara bersamaan. Proses yang berkesinambungan ini menghilangkan banyak pengaturan dan penyelarasan, alat-alat yang berbeda bergerak melintasi jalur yang telah ditentukan, dan menghilangkan material dari pekerjaan; Sementara itu, karya itu sendiri diputar ke beberapa sisi, hingga tercapai bentuk akhir. Namun, jika Anda hanya perlu mengerjakan satu sisi pekerjaan saja, mesin milling 3 sumbu tetap memberikan kecepatan produksi yang baik.

Efisiensi Biaya

Pemesinan 4-sumbu dan 5-sumbu lebih mahal daripada pemesinan CNC 3-sumbu, namun sebaiknya dipilih untuk aplikasi yang memerlukan tingkat akurasi dan presisi tinggi untuk fungsionalitas. Misalnya, lobus bubungan yang rumit, profil giling heliks, dll. Sementara itu, bentuk dan profil sederhana lebih hemat biaya dan lebih baik dibuat dengan mesin 3 sumbu. 

Presisi &Akurasi

Operasi pemesinan 4 dan 5 sumbu memberikan hasil yang lebih presisi dan akurat baik untuk pembuatan prototipe maupun manufaktur skala penuh. Perbedaan toleransi antara Penggilingan CNC 3, 4 &5 Sumbu kira-kira ±0,001″, ±0,001″/±0,01°, dan ±0,0005″/±0,008° secara bersamaan. Terutama, kemungkinan terjadinya kesalahan lebih tinggi jika Anda menggunakan mesin 3 sumbu untuk tugas multi-sisi, karena mesin tersebut perlu menjepit berulang kali.

Suku Cadang/Produk dengan Desain Kompleks 

Seperti disebutkan sebelumnya, pabrik sumbu 4 &5 lebih disukai daripada mesin dengan desain yang sangat kompleks dan detail. Pabrik 3 sumbu hanya bekerja pada satu sisi pekerjaan pada satu waktu (2,5 D), atau memerlukan penyetelan ulang untuk membentuk sisi lainnya. Sementara itu, sumbu 3+1 atau 3+2 memungkinkan rotasi kerja &penggilingan berkelanjutan. 

• 3-Sumbu: Desain sederhana dengan fitur seperti profil datar, saku &slot, lubang vertikal, boss, chamfer, permukaan berundak, dll. 
• 4- Sumbu: Desain dengan pola radial, alur spiral atau heliks, lubang samping, potongan miring, dll. 
• 5- Sumbu: Desain rumit dengan fitur rumit seperti permukaan berbentuk bebas, potongan bawah, lubang bersudut di beberapa sumbu, dll. 

Kualitas Permukaan Akhir

Pengoperasian CNC 5 atau 4 sumbu dapat mencapai hasil akhir yang halus &seperti cermin, nilai Ra turun hingga 0,4 µm. Hal ini karena sudut pahat yang optimal, pahat yang lebih pendek, dan pemotongan yang kontinyu. Sedangkan milling 3 sumbu dapat menghasilkan permukaan dengan nilai kekasaran minimal 1,6 µm. 

Aplikasi Milling 3 Vs 4 Vs 5 sumbu 

Proses pemesinan CNC sendiri dapat diterapkan di beberapa industri, apa pun kemampuan sumbunya. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa mesin sumbu yang lebih tinggi digunakan untuk memproduksi bagian-bagian mesin CNC yang kompleks dan kritis, sedangkan sumbu yang lebih rendah (seperti 3) terutama digunakan untuk membuat item yang kurang penting untuk presisi dan memiliki fitur geometris yang sederhana.  Misalnya, pelat dan penutup sederhana untuk elektronik lebih hemat biaya jika dibuat dengan CNC 3 sumbu, sedangkan barang seperti implan medis khusus atau komponen mesin pesawat diproduksi dengan CNC 5 sumbu atau bahkan lebih tinggi karena memerlukan akurasi tinggi.

Tabel berikut mengilustrasikan perbedaan penerapan antara Penggilingan CNC 3, 4 &5 Sumbu di seluruh industri umum beserta contohnya;

Industri Aplikasi Penggilingan 3 Sumbu Aplikasi Penggilingan 4 Sumbu Aplikasi Penggilingan 5 Sumbu OtomotifBraket kaliper rem, pelat dudukan mesin, bagian hub roda. Poros bubungan, kepala silinder, rumah roda gigi Port kepala silinder, prototipe velg, intake manifold mesin, DirgantaraBraket, perlengkapan, dll. Akar bilah turbin, perlengkapan ujung tiang angin, dan braket khusus. Nosel bahan bakar, suku cadang roda pendarat, dan bagian badan pesawat Medis Perabotan medis, baki, dan perkakas sederhana. Akar bilah turbin, perlengkapan ujung tiang angin, dan braket khusus.Kepala silinder, cetakan, prototipe pengujian, komponen transmisi.PCB elektronik, unit pendingin, rumahan, konektor, penutup Implan khusus (pinggul/lutut/gigi), robot bedah, prostetik, suku cadang perangkat diagnostik Heat sink khusus dengan sirip padat,konektor mikroPerkakas Cetakan &Cetakan dengan fitur bersudut, saluran pendingin, bukaan pin ejektorCetakan injeksi kompleks, cetakan dalam rongga, potongan bawah, profil cetakan akhir cermin, perkakas lubang bawah, bilah turbin, suku cadang kompresor, katup kompleksEnergiBagian standar, braket, katup sederhana, blok silinder Badan katup, rotor, impeler. Bilah turbin, suku cadang kompresor, katup kompleks

Kelebihan dan Kekurangan Milling 3-sumbu 

Kelebihan

• CNC 3 sumbu sederhana dan hemat biaya; tidak memerlukan operator yang sangat terampil dan pemrograman yang rumit. 
• Ia melakukan pekerjaan yang sangat baik dengan pemesinan permukaan datar, seperti pengeboran, perataan, pembuatan slot, dll.
• Penyiapan alat jauh lebih sederhana dan cepat dibandingkan mesin sumbu yang lebih tinggi. 
• Dapat digunakan untuk pemesinan multi-sisi dengan menjepit kembali benda kerja dan menyetel pahat.

Kekurangan

• Membentuk fitur geometris kompleks dengan penggilingan 3 sumbu merupakan tantangan, seperti rongga dalam, kontur tidak beraturan, fitur bersudut, dan potongan bawah. 
• Memiliki waktu siklus yang lebih lama dan akurasi dimensi yang relatif rendah 

Kelebihan dan Kekurangan Penggilingan 4 &5 sumbu

Kelebihan

• Empat sumbu memungkinkan rotasi pekerjaan di sekitar sumbu x, dan lima sumbu memungkinkan rotasi di sekitar sumbu X &Y. Jadi, fleksibilitas lebih tinggi dalam proses penggilingan.
• Akurasi dan konsistensi lebih tinggi, bahkan untuk desain rumit. 
• Anda dapat mengerjakan semua sisi benda kerja tanpa mengubah orientasinya, sehingga mengurangi waktu siklus dan meningkatkan akurasi.
•  Melakukan operasi pemesinan miring dan pembuatan kontur yang rumit sangatlah mudah. 
• Ini mengurangi biaya pengaturan dan perlengkapan karena Anda dapat memutar pekerjaan dan melakukan penggilingan secara terus menerus. 
• Khususnya, pemotong frais mempertahankan sudut kontak optimal yang membantu mencapai kualitas penyelesaian permukaan yang unggul.

Kekurangan

• Operator yang sangat ahli dan pemodelan CAM yang kompleks diperlukan untuk menjalankan pabrik 4 &5 sumbu. 
• Harganya bisa mahal untuk prototipe dan produk yang lebih sederhana karena tingginya biaya mesin &pengaturan awal. 
• Biaya produksi hanya dibenarkan untuk suku cadang kelas industri &aplikasi pemesinan CNC yang memerlukan tingkat akurasi tinggi untuk fungsionalitas. 

Bagaimana Cara Memilih Antara Penggilingan 3, 4, dan 5 Sumbu?

Tidak bisa langsung dijawab mana yang terbaik antara milling 3, 4, dan 5 sumbu. Opsi yang tepat bergantung pada kebutuhan dan kompleksitas pekerjaan yang ingin Anda mesinkan. 

Beberapa pertimbangan penting adalah sebagai berikut; 

Kompleksitas Desain

Pertama, pertimbangkan jenis fitur geometris apa yang dimiliki desain Anda:Fitur 2.5D sederhana dan datar atau fitur kompleks seperti potongan bawah dan kontur tidak beraturan? Jika rumit, Anda perlu mengerjakan bagian Anda dengan penggilingan sumbu yang lebih tinggi (4 atau 5). Misalnya bilah turbin &alat cetakan plastik.

Toleransi dan Pengulangan 

 Apakah Anda memerlukan toleransi yang sangat ketat seperti 0,0005″ untuk kinerja &fungsionalitas, atau toleransi umum saja sudah cukup? Jika ya, mesin 4 &5 sumbu hanya dapat menghasilkan ini dengan konsistensi yang sangat baik. Jika tidak, pilih penggilingan 3 sumbu. 

Industri Aplikasi

Penting juga untuk mempertimbangkan industri tempat Anda memproduksi. Jika suku cadang/prototipe untuk industri yang sensitif terhadap presisi seperti dirgantara, medis, atau pertahanan, Anda mungkin perlu memilih sumbu yang lebih tinggi. Jika tidak, Anda dapat memilih mesin dengan 3 sumbu. 

Volume dan Biaya Produksi

Volume produksi dan biaya saling berhubungan satu sama lain. Khususnya pada pemesinan sumbu yang lebih tinggi, volume besar secara signifikan mengurangi biaya produksi per bagian. Karena biaya pemrograman, langkah, dan perkakas tersebar di beberapa batch. Untuk batch kecil, Anda tetap dapat menggunakan pabrik 3 sumbu dengan menyesuaikan pengaturannya, bahkan untuk desain dengan tingkat kerumitan sedang. 

Layanan Pemesinan Multi-sumbu di RapidDirect 

Jika desain Anda sudah siap dan tidak yakin mesin penggilingan mana yang dapat memberikan hasil yang diinginkan dengan harga terbaik. Anda bisa mendapatkan penawaran perbandingan dengan mengunggah desain Anda di sini . Di RapiDirect, kami tidak hanya menyediakan layanan pemesinan CNC tetapi juga membantu Anda memilih metode pemesinan yang tepat dan mengoptimalkan anggaran proyek Anda. 

Selain itu, kami memiliki fasilitas pemesinan internal dengan mesin penggilingan 3, 4, 5, 6, dan bahkan sumbu lebih tinggi yang dapat membuat model 3D kompleks menjadi kenyataan dengan presisi maksimal. Teknisi dan operator kami memiliki pengalaman lebih dari satu dekade dalam pemesinan multi-sumbu yang dapat Anda manfaatkan untuk kesuksesan proyek pemesinan CNC Anda.