Der Kernreiz der 5-Achsen-Simultanbearbeitung liegt in der Bearbeitungsfreiheit durch die Koordination mehrerer Achsen. Im Vergleich zur 3-Achsen-Bearbeitung können dabei fünf Achsen (drei lineare und zwei rotierende Achsen) gleichzeitig gesteuert werden, sodass das Werkzeug das Werkstück in einem flexibleren Winkel berühren kann. Beim Fräsen von Turbinenschaufeln für Flugtriebwerke erfordert die herkömmliche 3-Achsen-Bearbeitung mehrere Spannungen und Winkelanpassungen, was aufgrund von Positionierungsfehlern leicht die Präzision beeinträchtigen kann. Die 5-Achsen-Simultanbearbeitung hingegen ermöglicht es, das Fräsen komplexer gekrümmter Oberflächen in nur einer Aufspannung zu vollziehen und dabei die Profilgenauigkeit der Schaufeloberfläche innerhalb von 0,005 mm zu kontrollieren – wodurch sich die Bearbeitungseffizienz um mehr als 40 % steigert. Diese hohe Effizienz und Präzision machen sie zudem im medizinischen Bereich äußerst nützlich. Bei der Fertigung maßgeschneiderter Kniegelenksprothesen kann die 5-Achsen-Simultanbearbeitung hochpräzise gekrümmte Oberflächen entsprechend den Knochendaten des Patienten fräsen und so zur Herstellung individueller medizinischer Implantate beitragen.

In Bezug auf die Anwendungsbereiche ist die Luft- und Raumfahrtindustrie das "Hauptkampffeld" für die 5-Achsen-Simultanbearbeitung. Flugzeugbauteile wie Tragflächenlängsträger und Rumpfrahmen weisen komplexe Formen sowie strenge Anforderungen an Festigkeit und Präzision auf. Die 5-Achsen-Simultanbearbeitung ermöglicht das Fräsen komplexer Strukturen wie dünne Wände und Hohlräume, wodurch das Gewicht der Komponenten reduziert und gleichzeitig die Festigkeit sichergestellt wird – ein Beitrag zur Gewichtsreduzierung und Effizienzsteigerung von Flugzeugen. In der hochwertigen Gerätefertigung setzen auch Teile wie Spindeln von Präzisionswerkzeugmaschinen oder Motorgehäuse für Fahrzeuge mit neuer Antriebstechnologie auf die 5-Achsen-Simultanbearbeitung, um eine integrierte Fertigung zu erreichen, Montageverbindungen zu reduzieren und die Gesamtzuverlässigkeit der Geräte zu verbessern.

In Bezug auf die technologische Entwicklung entwickelt sich die 5-Achs-Simultanbearbeitung in Richtung Intelligenz und Komplexität. Intelligente Algorithmen werden in das Bearbeitungssystem integriert, wodurch der Werkzeugweg automatisch optimiert und die Schnittparameter je nach Material und Form des Werkstücks dynamisch angepasst werden können – was die Abhängigkeit von der Erfahrung der Bediener verringert. Im Zuge des Trends zur Komplexität integrieren 5-Achs-Simultanbearbeitungszentren Funktionen wie Drehen, Fräsen und Schleifen. Ein einziges Gerät kann mehrere Prozesse der Teilebearbeitung abwechselnd durchführen und so den Produktionszyklus verkürzen. Am Beispiel präziser optischer Instrumententeile zeigt sich, dass durch die kombinierte Bearbeitung innerhalb einer Aufspannung das zylindrische Drehen, das Fräsen von gekrümmten Oberflächen sowie das Spiegelschleifen erledigt werden können – was die Produktionseffizienz und die Konsistenz der Teile erheblich verbessert.

Allerdings stehen auch beim 5-Achsen-Simultanbearbeitung Herausforderungen im Weg. Die hohen Kosten der Ausrüstung sowie die Schwierigkeiten bei der Programmierung schränken den Einsatz in einigen kleinen und mittelständischen Unternehmen ein. Doch mit der Verbreitung der Technologie wird die Programmiersoftware zunehmend intelligenter, die Bedienhürde sinkt, und der Gerätepreis nimmt allmählich ab. In Zukunft wird die 5-Achsen-Simultanbearbeitung tief mit dem Industrie-Internet integriert sein, wodurch eine remote-gestützte kollaborative Programmierung und eine Echtzeitüberwachung des Bearbeitungsstatus ermöglicht werden – so wird präzises Fertigen noch intelligenter und effizienter, was das Branchenbild kontinuierlich neu gestaltet und der Entwicklung der Hightech-Fertigung kräftigen Auftrieb verleiht.

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Yueyi Präzisionstechnik (Guangdong) Co., Ltd.

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Integration und Upgrade des Dreh- und Fräsbearbeitungsantriebs für einen Sprung in der Fertigungseffizienz

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