cNC de 5 ejes frente a CNC de 3 ejes para el mecanizado de piezas de acero

Al buscar o diseñar El mecanizado de piezas de acero mediante CNC , los ingenieros suelen preguntar: ¿Debemos utilizar una fresadora CNC de 3 ejes o de 5 ejes?

Ambas tecnologías se utilizan ampliamente en el mecanizado de acero, pero difieren notablemente en precisión, tiempo de configuración, estructura de costes y libertad de diseño.

Basándose en comparativas de producción, estudios de tiempos y proyectos de eliminación de fijaciones en celdas de mecanizado para los sectores automotriz, energético y aeroespacial, este artículo compara el mecanizado CNC de 5 ejes frente al de 3 ejes para piezas de acero —y muestra qué opción es mejor para su aplicación.

¿Qué es el mecanizado CNC de 3 ejes?

Una fresadora CNC de 3 ejes desplaza la herramienta a lo largo de las direcciones X, Y y Z.

Características típicas:

• Características planas o prismáticas

• Se requieren múltiples configuraciones para piezas complejas

• Tarifa horaria más baja

• Ampliamente disponible

• Excelente para soportes, placas, bloques y carcasas

¿Qué es el mecanizado CNC de 5 ejes?

Una máquina de 5 ejes añade dos ejes rotativos, lo que permite inclinar la herramienta o la pieza.

Características típicas:

• Acceso a múltiples caras en una sola configuración

• Geometrías complejas y agujeros en ángulo

• Reducción de los dispositivos de sujeción

• Mejor orientación de la herramienta

• Coste más elevado de la máquina

• Más rápida para piezas complejas

Caso de comparación de producción real

Un programa de colector hidráulico comparó el mecanizado del mismo componente de acero:

Resultado:
A pesar de la tarifa horaria más elevada, la máquina de 5 ejes logró un 19 % menos de coste por pieza debido a la eliminación de configuraciones y a la reducción de desechos.

Precisión y capacidad de tolerancia

cNC de 3 ejes

• Alta precisión en una única orientación

• Los errores se acumulan en múltiples configuraciones

• Los puntos de referencia deben restablecerse

• Acumulación típica de tolerancias en múltiples configuraciones: ±0,02–0,05 mm

cNC de 5 ejes

• El mecanizado en una sola configuración reduce el desplazamiento del punto de referencia

• Herramientas más cortas → menor desviación

• Precisión angular integrada

• Mejor control de GD&T

Ganador para tolerancias posicionales ajustadas: 5 ejes ✅

Productividad y tiempo de ciclo

Ganador para piezas complejas: 5 ejes ✅

Vida útil de la herramienta y acabado superficial

el mecanizado de 5 ejes permite una orientación óptima de la herramienta:

• Ángulos de contacto constantes

• Reducción de las vibraciones

• Menor sobresaliente de la herramienta

• Mejor evacuación de virutas

Las pruebas de producción mostraron un aumento en la vida útil de la herramienta 22–35%en piezas de acero con cavidades profundas al cambiar a trayectorias de acabado en 5 ejes.

Consideraciones de coste: ¿Cuál es más económico?

las máquinas de 5 ejes tienen un coste mayor por hora, pero el coste total depende de:

• Número de montajes

• Complejidad del accesorio

• Desperdicio y retrabajo

• Tiempo de inspección

• Volumen

Libertad de Diseño

el fresado de 5 ejes permite:

• Contrabiseles

• Ángulos compuestos

• Superficies modeladas

• Formas similares a turbinas

• Cavidades profundas sin necesidad de herramientas alargadas

el fresado de 3 ejes tiene limitaciones, a menos que se utilice un nuevo posicionamiento de la pieza.

Sostenibilidad y eficiencia de los materiales

Menos montajes implican:

• Menos desechos

• Material del accesorio inferior

• Reducción de los ciclos de inspección

• Tiempos de entrega más cortos

Preguntas frecuentes: CNC de 5 ejes frente a CNC de 3 ejes para acero

¿Es el CNC de 5 ejes siempre más preciso?

No inherentemente, pero menos montajes y herramientas más cortas suelen mejorar la precisión general.