¿Tres, cuatro o cinco ejes?

Cuando se compra una máquina, tarde o temprano surge la pregunta de cuántos ejes son necesarios para el husillo principal.

Los eslóganes "mecanizado 3D" y "5de 5 ejes" son muy populares en la publicidad. Pero, ¿realmente se necesitan 5 ejes y eso sólo tiene ventajas? El hecho es que incluso con una máquina de 3 ejes, los dispositivos de sujeción adecuados y el software adecuado, se pueden producir muchas piezas de forma 3D en dos configuraciones, incluso una bola. La mayoría de las máquinas de 5 ejes no pueden fresar una bola de una sola sujeción, ya que el mecanizado desde abajo y la altura de mecanizado son limitados.

Ventajas de las máquinas de 5 ejes:

• Cualquier punto dentro de la zona de mecanizado puede ser abordado en cualquier ángulo. Por lo tanto, es posible utilizar una fresa de cualquier forma perpendicular a la superficie de la pieza. Aún más importante para la mayoría de los usuarios será el posicionamiento de los taladros y hojas de sierra en cualquier ángulo.
• A diferencia de hace 10 años, las máquinas de 5 ejes están ahora disponibles a precios relativamente bajos; la diferencia de precio con las máquinas de 4 ejes es inferior al 10% para algunos modelos de bajo coste. Sin embargo, este 10% puede ascender a más de diez mil euros.

Desventajas de las máquinas de 5 ejes:

• Si sólo fresa verticalmente de todos modos, debería considerar la compra de una máquina de 5 ejes. El husillo tiene dos articulaciones giratorias adicionales. Éstos tienden a ceder con fuerzas de corte más elevadas, que en el peor de los casos pueden provocar vibraciones y/o imprecisiones. Por ello, algunos fabricantes han desarrollado sistemas que bloquean los ejes rotativos cuando se trabaja con husillos verticales. Sin embargo, un husillo vertical simple es siempre más rígido que un husillo de 5 ejes debido a su construcción.
• Debido a la gran libertad de movimiento, las cubiertas de aspiración de los husillos de 5 ejes deben estar situadas a una distancia mucho mayor del husillo que las de los husillos de 3 ó 4 ejes. Esto significa una aspiración potencialmente más escasa y la necesidad de utilizar una aspiración con un mayor caudal de volumen lo que a su vez genera costes.

Quien pueda estimar que el mecanizado de la pieza en cualquier ángulo no es necesario y que ocasionalmente quiera hacer un corte con sierra, probablemente estará mejor con una máquina de 3 ó 4 ejes más una unidad. Los costes de compra, pero también los costes de seguimiento, son más bajos y la calidad del mecanizado depende de menos factores.

Sin embargo, también debe tenerse en cuenta que la compra de muchas unidades puede dar lugar en última instancia a que los costes de adquisición de una máquina de 4 ejes sean iguales o superiores a los de una máquina de 5 ejes.

Hoy en día, las máquinas de 3 ejes puros se encuentran raramente. Se trata en su mayoría de taladros con husillos de fresado adicionales. En este caso, las herramientas sólo se pueden fijar en posición vertical.

Sin embargo, también es posible utilizar unidades de ángulo en máquinas de 3 ejes. Una fijación adicional, el apoyo de par, permite el uso de unidades con un ángulo fijo, por ejemplo, para fresar cajas de cerraduras en puertas.

Sin embargo, si se desea realizar un corte de sierra oblicuo o, por ejemplo, taladrar un agujero horizontal en un lado del armario para un tejado inclinado, ya no son suficientes 3 ejes.

El cuarto eje (eje C) permite el posicionamiento controlado del brazo de par y, por lo tanto, la aplicación de agregados angulares en cualquier ángulo de rotación. El 4º eje interpolante que a veces se encuentra en los textos publicitarios, es decir, un eje que gira durante el mecanizado, es irrelevante en la práctica, excepto cuando se utiliza un agregado de encolado de cantos.

.... o 4 ½ ejes?

Hace 10-15 años, una alternativa muy popular a las máquinas de 5 ejes es el uso de agregeados que, mediante dispositivos técnicos, también permiten el uso de un 5º eje en máquinas de 4 ejes.

Dado que esta tecnología se asocia a costes más elevados y que las máquinas de 5 ejes se encuentran hoy en día también en el segmento de precios más bajos del mercado, la cuota de mercado de estos agregados ha disminuido drásticamente en los últimos años. Algunos fabricantes han dejado de fabricar estas unidades y se han concentrado exclusivamente en el desarrollo de husillos de 5 ejes.

Las máquinas con esta tecnología sólo disponen de 4 ejes motrices, pero tienen una interfaz adicional a la que se puede conectar el accionamiento del eje C. Las unidades asociadas tienen la misma interfaz, a través de la cual se puede girar la herramienta en la unidad. Si la unidad va a ser girada, el eje C se utiliza como con cualquier otra máquina de 4 ejes. Si la herramienta se va a girar en la unidad, el accionamiento del eje C cambia a la interfaz adicional y hace girar la herramienta.

La tecnología Flex 5 Axis desarrollada por Weeke y Benz representa una forma especial. En este caso, la máquina dispone en realidad de 5 ejes accionados que, sin embargo, no posicionan un husillo, sino los ejes de un agregado correspondiente. Teóricamente, una operación "real" de 5 ejes sería posible con estas unidades, pero esto nunca fue desarrollado por software.

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