3-, 4- und 5-Achsen-CNC-Fräsen verstehen: Welche Lösung passt zu Ihrem Projekt?

CNC-Fräsen ist eine der zentralen Säulen der modernen Präzisionsfertigung. Von einfachen Halterungen bis hin zu komplexen Luft- und Raumfahrtkomponenten – die Fähigkeiten der CNC-Fräsmaschinen bestimmen maßgeblich Bauteilkomplexität, Lieferzeit, Oberflächengüte und Kosten. Einer der wichtigsten Punkte, den Einkäufer bei der Beschaffung kundenspezifischer CNC-Teile verstehen müssen, ist der Unterschied zwischen 3-Achs-, 4-Achs- und 5-Achs-Fräsen.

Dieser Leitfaden erläutert, was die einzelnen Konfigurationen bedeuten, welche Vorteile sie bieten und wie Sie die richtige Ausführung für Ihre spezifische Anwendung auswählen.

Was ist CNC-Fräsen?

CNC (Computer Numerical Control) Fräsen nutzt rotierende Schneidwerkzeuge, um Material von einem auf dem Maschinentisch fixierten Werkstück abzutragen. Die Bewegung entlang mehrerer Achsen ermöglicht eine präzise Kontrolle über die Geometrie des fertigen Bauteils.

Bei Neway bieten wir ein komplettes Spektrum an CNC-Fräsdienstleistungen, einschließlich 3-Achs-, 4-Achs- und fortschrittlicher Multi-Achs-Bearbeitung für hochkomplexe Komponenten.

Wesentliche Unterschiede zwischen 3-Achs-, 4-Achs- und 5-Achs-CNC-Fräsen

Im Folgenden betrachten wir jede Konfiguration ausführlicher.

3-Achs-CNC-Fräsen: Kosteneffizient für einfachere Teile

3-Achs-CNC-Fräsen ist die gängigste und kostengünstigste Konfiguration. Das Schneidwerkzeug bewegt sich in drei Richtungen (X, Y, Z), während das Werkstück fest auf dem Tisch gespannt ist. Diese Ausführung eignet sich ideal für einfache Geometrien und 2,5D-Bauteile.

Typische Fähigkeiten:

• Bohren, Gewindeschneiden, Konturfräsen, Taschenfräsen

• Oberflächenrauheit: Ra 3,2–1,6 μm

• Toleranzbereich: ±0,1 mm (kann durch Feinbearbeitung verbessert werden)

Am besten geeignet für:

• Flache Teile mit Merkmalen auf einer Seite

• Platten, Abdeckungen und Halterungen

• Kostengünstige Prototypenfertigung

Grenzen:

• Erfordert mehrere Aufspannungen für Mehrseitenbearbeitung

• Nicht geeignet für Hinterschnitte oder komplexe 3D-Geometrien

Bei Neway setzen wir schnelle vertikale Bearbeitungszentren (VMCs) für eine effiziente und wirtschaftliche 3-Achs-Bearbeitung ein.

4-Achs-CNC-Fräsen: Höhere Flexibilität durch Rotationsachse

4-Achs-CNC-Fräsen ergänzt eine Rotationsachse (in der Regel A-Achse), die das Werkstück um die X-Achse drehen kann. Dadurch ist die Bearbeitung der Seiten eines Bauteils ohne Umspannen möglich.

Typische Fähigkeiten:

• Bohren/Fräsen von Bohrungen auf zylindrischen Oberflächen

• Bearbeitung mehrerer Flächen in einem Spannvorgang

• Verbesserte Teilekonsistenz und kürzere Zykluszeiten

Leistungskennzahlen:

• Toleranzbereich: ±0,05 mm

• Positioniergenauigkeit der Rotationsachse: ±15 Winkelsekunden

Am besten geeignet für:

• Wellen, Zahnräder, Spindeln und Nocken

• Teile mit Bohrungen oder Merkmalen auf mehreren Seiten

• Bauteile mittlerer Komplexität mit gewünschter kürzerer Durchlaufzeit

Vorteile:

• Reduziert Rüstzeiten und Fehlerquellen

• Verbessert die Wiederholgenauigkeit in Kleinserien

Die 4-Achs-Frässervices von Neway verbinden hohe Genauigkeit mit effizienter Produktion für Teile mittlerer Komplexität.

5-Achs-CNC-Fräsen: Maximale Präzision für komplexe 3D-Teile

5-Achs-CNC-Fräsen bietet die höchste Flexibilität und Präzision. Zusätzlich zu den Achsen X, Y und Z rotiert das Werkzeug oder das Werkstück um zwei weitere Achsen (A und B oder C). Dies ermöglicht gleichzeitige Mehrwinkelbearbeitung und den Zugang zu nahezu jeder Fläche ohne erneutes Spannen.

Typische Fähigkeiten:

• Komplexe 3D-Konturen und Freiformflächen

• Bearbeitung in einem Spannvorgang („Done-in-One“)

• Oberflächenrauheit: Ra 0,8–1,6 μm

• Enge Toleranzen: ±0,01 mm oder besser

Am besten geeignet für:

• Komponenten für Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung

• Impeller, Turbinenschaufeln, Knochenimplantate

• Hochwertige, geometrisch komplexe Bauteile

Vorteile:

• Verkürzt Lieferzeiten durch weniger Aufspannungen

• Eliminiert Positionierungsfehler zwischen Bearbeitungsschritten

• Ermöglicht Bearbeitung aus schwer zugänglichen Winkeln

Die 5-Achs-Frässervices von Neway unterstützen Branchen wie Medizintechnik, Energie und Luft- und Raumfahrt mit ultrapräziser Bearbeitung.

Vergleichstabelle: Welche Achskonfiguration ist die richtige für Sie?

Branchenspezifische Einsatzbeispiele

Wenn Sie unsicher sind, welche Achskonfiguration optimal ist, unterstützt Sie unser Team bei Neway bei der Bewertung Ihrer Bauteilgeometrie und empfiehlt die präziseste und gleichzeitig kosteneffizienteste Bearbeitungsstrategie.

Wie Sie die richtige Konfiguration auswählen

Um die passende CNC-Fräskonfiguration für Ihr Projekt zu bestimmen, sollten Sie Folgendes berücksichtigen:

• Geometrie: Wenn Ihr Bauteil Mehrflächenbearbeitung oder Features mit komplexen Winkeln erfordert, sind 4- oder 5-Achs-Systeme im Vorteil.

• Toleranzanforderungen: Enge Toleranzen (±0,01 mm oder besser) werden am zuverlässigsten mit 5-Achs-Systemen erreicht.

• Losgröße und Wiederholgenauigkeit: Für wiederholbare Bearbeitung von Teilen mit Merkmalen auf mehreren Seiten bietet 4-Achs-Bearbeitung einen guten Kompromiss zwischen Flexibilität und Kosten.

• Budget: 3-Achs-Bearbeitung ist am wirtschaftlichsten und für einfache Komponenten oft völlig ausreichend. Bei komplexen Teilen kann 5-Achs-Bearbeitung durch weniger Aufspannungen und kürzere Zykluszeiten langfristig jedoch kostengünstiger sein.

Bei Neway analysieren wir Ihre CAD-Daten und technischen Zeichnungen, um die optimale Achskonfiguration zu empfehlen – für höchste Qualität bei wettbewerbsfähigen Preisen.

Fazit: Fräskomplexität an Bauteilanforderungen anpassen

Die Wahl zwischen 3-Achs-, 4-Achs- und 5-Achs-CNC-Fräsen ist eine strategische Entscheidung, die sich direkt auf Maßgenauigkeit, Oberflächengüte, Lieferzeit und Kosten auswirkt. Einfachere Designs kommen mit 3-Achs-Bearbeitung aus, während Hochleistungsbranchen wie Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und Medizintechnik von den erweiterten Möglichkeiten der 5-Achs-Bearbeitung profitieren.

Mit einem vollständigen Portfolio an Multi-Achs-CNC-Frässervices ist Neway in der Lage, alles von Prototypen bis zur Großserie abzudecken – über sämtliche Komplexitätsstufen und Materialarten hinweg.

FAQs:

1. Wie groß ist der Kostenunterschied zwischen 3-Achs- und 5-Achs-CNC-Fräsen für dasselbe Teil?

2. Wann sollte ich bei komplexen Geometrien 5-Achs- statt 4-Achs-Fräsen wählen?

3. Wie unterscheiden sich die erreichbaren Toleranzen zwischen 3-Achs- und 5-Achs-Fräsmaschinen?

4. In welchen Branchen ist 5-Achs-CNC-Fräsen als Standard erforderlich?