Beş eksenli CNC işleme, çok eksenli üretimi yeni seviyelere taşır çünkü tüm beş makine ekseni kesme işlemi sırasında birlikte hareket eder. Bunun özel olan yönü, kesici uç, gerçekten karmaşık şekiller izlenirken bile iş üzerindeki parçaya karşı doğru şekilde hizalanmış kalır. Bu sistem, üç doğrusal hareketi (X, Y, Z) artı genellikle A ve C veya bazen B ve C olarak etiketlenen iki döner hareketi bir araya getirerek çalışır. Birçok eğri ve açıya sahip parçalar üreten atölyeler için bu, pozisyonları elle durup ayarlamadan son derece detaylı bileşenler oluşturabilecekleri anlamına gelir. Sonuç? Daha eski yöntemlere kıyasla daha iyi genel hassasiyet ve daha hızlı üretim süreleri.
Gerçek 5 eksenli işlemenin doğru yapılması, makinenin takım yollarını ne kadar iyi yönettiğine ve uygun RTCP (Rotational Tool Center Point - Dönme Ekseni Takım Merkez Noktası) özelliklerine sahip olup olmadığına büyük ölçüde bağlıdır. RTCP doğru şekilde çalıştığında gerçekleşen şey aslında oldukça etkileyicidir. CNC kontrolcüsü, dönen parçalar hareket ederken takımın aslında bulunduğu konumdaki her türlü kaymaya sürekli olarak ayar yapar. Bu, tüm makine garip açılar yaptığında bile uç noktasının tam olması gereken yerde kalmasını sağlayarak her şeyin hizalanmasını korur. Bu tür gerçek zamanlı düzeltmeler olmadan, karmaşık kesimler sırasında çeşitli konumlandırma hatalarıyla karşılaşırız. Ve kabul edelim ki, kimse pahalı ekipmanlarından tutarsız sonuçlar almak istemez. Tüm beş eksen sorunsuz bir şekilde uyum içinde çalıştığında, takımlar malzeme boyunca doğal bir şekilde akan yollar izler. Bu, yüzeyleri kesmek için daha iyi açılar sağlar ve sonuç olarak eski yöntemlerin sağlayabileceğinden çok daha ince detaylara ve daha dar toleranslara sahip parçalar üretir.
Hem gerçek 5 eksenli hem de 3+2 eksenli işleme beş ekseni içerse de aralarında oldukça önemli farklar vardır. 3+2 eksenli işlemede, bazen konumsal 5 eksenli olarak da adlandırılır, makine önce iki döner ekseni kullanarak parçayı konumlandırır, ardından bunları sabitler ve düzenli 3D kesme işlemi yapılır. Buradaki dezavantaj, bir kez sabitlendikten sonra kesici uç, kesme işlemi sırasında açılarını değiştiremez, bu yüzden karmaşık şekiller genellikle birkaç farklı ayar gerektirir. Bu durum yüzeylerde sinir bozucu basamaklı izlere ve genellikle daha düşük yüzey kalitesine neden olur. Diğer yandan, gerçek eşzamanlı 5 eksenli işleme, tüm süreci boyunca beş ekseni birlikte hareket ettirir. Bu sürekli hareket, kesintisiz takım yollarına, daha iyi şekil doğruluğuna ve çok daha iyi yüzey bitiş kalitesine olanak tanır. Bu avantajlar, özellikle hassasiyetin ön plana çıktığı havacılık imalatı, tıbbi cihaz üretimi ve kalıp yapımı gibi sektörlerde bu yöntemi oldukça değerli kılar.
5 eksenli eşzamanlı işleme ile çalışırken, doğrusal eksenlerin (X, Y, Z) ve döner eksenlerin (A, C) gerçek zamanlı kinematik kontrol ile tamamen senkronize kalması gerekir. Burada gerçekleşen oldukça dikkat çekicidir – makine, kesme takımını şekillendirilen parçaya göre her zaman doğru açıda tutar ve bu sayede karmaşık 3D konturlar boşluk veya hata olmadan mümkün hale gelir. Modern CNC sistemleri, hareket halindeyken bir sonraki adımda takımın nereye hareket etmesi gerektiğini hesaplamak için gerekli tüm matematiği hemen yapar. Bu düzeydeki hassasiyet, üreticilerin düzgün eğrilere sahip uçak kanatları, tasarlandığı gibi tam oturan tıbbi implantlar ya da aksi takdirde bitirilmesi haftalar sürebilecek sanatsal heykeller gibi ürünler üretmelerine olanak tanır. Eski tekniklerle karşılaştırıldığında fark? Daha az israf edilmiş malzeme ve hataları düzeltmek için harcanan çok daha az saat.
Uzay ve havacılık endüstrisi, türbin kanatlarının üretiminde oyunu değiştiren bir yöntem olarak gerçek 5 eksenli eşzamanlı işleme teknolojisine yönelmiştir. Son zamanlarda büyük bir üretici, karmaşık hava kanadı şekillerine sahip ve son derece dar toleranslar gerektiren kompresör kanatları üretirken sürekli 5 eksenli harekete geçmiştir. Eksenler arasında gerçek zamanlı koordinasyon sayesinde, takımın durup yeniden pozisyonlandırılması gerekmeden kanadın tüm yüzeyi boyunca kesim işlemi sorunsuz bir şekilde gerçekleştirilebilmektedir. Elde edilen sonuçlar kendiliğinden konuşuyor: üretim süresi eski yöntemlere kıyasla yaklaşık %60 azalmış ve Ra 0,4 mikrona kadar yüzey pürüzlülüğü elde edilerek en zorlu aerodinamik standartlar dahi karşılanmıştır. Bu durum, geleneksel 3+2 indeksleme tekniklerinin hem verimlilik hem de kalite açısından açık ara gerisinde kalmasına neden olmuştur.
İşleme süreçlerine yönelik araştırmalar, gerçek 5 eksenli eşzamanlı işleme ile geleneksel 3 artı 2 eksenli tekniklere kıyasla yüzey yolu doğruluğunun yaklaşık %40 artırılabildiğini göstermektedir. Bu iyileşmenin nedeni, işlem boyunca sürekli hareket eden takımın dengeli kesme basıncını korumasıdır. Makineler pozisyon değişikliklerinden sonra durup yeniden başladığında sürekli operasyonda olmayan küçük basamaklar ve kusurlar bırakma eğilimindedir. Mükemmel akışkan dinamikleri veya hava akışı özelliklerine ihtiyaç duyan parçalar için bu küçük farklar gerçekten önemlidir çünkü mükemmellikten herhangi bir sapma performansı önemli ölçüde etkileyebilir.
Geleneksel 3 eksenli makinelerle karmaşık parçalar üzerinde çalışırken, atölyeler genellikle süreç boyunca birkaç farklı montaja ihtiyaç duyar. Her seferinde sabitleme aparatlarını değiştirip her şeyi manuel olarak hizaladıklarında, bir şeylerin yanlış gitme ihtimali artar. İşte bu noktada 5 eksenli CNC işleme gerçek anlamda öne çıkar. Bu makineler, ek döner eksenler sayesinde tüm işi tek seferde halledebilir. Kesme takımları artık iş parçasını makineden çıkarmadan alttan kesmeler, derin boşluklar veya garip açılı yüzeyler gibi zorlu bölgelere erişebilir. Bu durum, birden fazla montaj sırasında biriken küçük hataları azaltır ve her parçanın süreç boyunca tutarlı bir şekilde doğru çıkmasını sağlar. Havacılık parçaları veya cerrahi aletler üreten şirketler için bu fark özellikle önemlidir çünkü ürünleri baştan sona hem aşırı karmaşıklık hem de kesin hassasiyet gerektirir.
Bir makine aynı anda 5 eksenli hareket yaptığında, işlemler arasında harcanan bu gereksiz dakikalar azalır. Parçaları sık sık durdurup yeniden konumlandırmanıza gerek kalmaz, daha az takım değişimi gerekir ve genel olarak daha az duruş süresi olur. Makine, işlem sırasında kesme takımını her zaman doğru konumda tutar; bu da daha yüksek ilerleme hızları ve iş parçasından daha iyi talaş uzaklaştırılması anlamına gelir. Belirli açılarda mükemmel çalışan kısa ancak yeterince rijit takımlar, kesme takımlarını hızlıca aşındıran titreşimleri de azaltır. Tüm bu faktörler bir araya gelerek hassas ölçülerden veya nihai ürünün yüzey kalitesinden ödün vermeden üretim sürecinin daha hızlı olmasını sağlar. Bu geçişi yapmış atölyeler, çıktı sayılarında belirgin iyileşmeler yaşadıklarını bildirmektedir.
5 eksenli eşzamanlı işlemenin en büyük avantajı, kesme takımının işlenen parçaya göre nerede yöneldiğini makinenin sürekli ayarlaması nedeniyle daha iyi boyutsal doğruluk sağlamasıdır. Sistem bu ayarlamaları işlem boyunca sürekli yaparak takımın yörüngesinden sapmasını azaltır ve her kesme işleminin her seferinde yaklaşık olarak aynı miktarda malzeme kaldırmasını sağlar. Modern bilgisayarlı sayısal kontrol (CNC) sistemleri bu durumu bir adım daha ileri taşır. Çalışma sırasında makinedeki ısı değişimleri ve farklı malzeme partileri arasındaki farklılıklar gibi etkenler için gerçek zamanlı telafiler yapar. Bu da üreticilerin normalde hassas üretim açısından zor olan büyük projeler veya karmaşık parçalar üzerinde bile sürekli olarak iyi sonuçlar almasını sağlar.
Araç, 5 eksenli işleme sırasında tutarlı açılarla sürekli olarak etkili durumdaysa, genellikle ek parlatma işlemlerine gerek kalmadan çok düzgün yüzey sonuçları elde edilir. Kesme kuvvetlerinin eşit dağılımı, sinir bozucu titreşim ve titreme sorunlarını azaltır ve böylece karmaşık serbest biçimli şekiller üzerinde bile ayna kalitesinde sonuçlar alınmasını sağlar. Bu kararlı kesme düzeninin bir başka avantajı ise, aşınmanın kesici kenar boyunca daha eşit şekilde dağılması nedeniyle artan takım ömrüdür. Bu durum, üreticilerin en hassas işlerinde güvendiği pahalı sert metal ve elmas kaplı takımlar için özellikle önemlidir. Takım değiştirme maliyetlerinden tasarruf ederken daha iyi parça kalitesi elde etmek, modern imalat teknikleri tartışılırken birçok atölyenin üzerinde durduğu bir konudur.
Karmaşık şekiller ve parçalarla çalışırken, zorlu 5 eksenli takım yollarını ayarlamak için gelişmiş CAM (Bilgisayar Destekli İmalat) yazılımı vazgeçilmez hale gelir. Manuel kodlama, çok eksenli işlemlerde yer alan tüm hareketli parçaları yönetmek için yeterli değildir. İyi haber, bu modern sistemlerin çarpışmaları önleyen ve en karmaşık geometrilerde bile işleyen yolları aslında haritalayabilmesidir. Birçok atölyenin bildirdiğine göre, bu araçları kullanırken programlama süresi yaklaşık %40 oranında azalmaktadır. Bunları bu kadar değerli kılan şey, doğrudan CAD modellerine entegre olmalarıdır. Bu bağlantı, tasarımcıların orijinal fikirlerinin makine talimatlarına doğru bir şekilde aktarılmasını sağlar ve böylece eskiden gelen geleneksel yöntemlere kıyasla, çizimden nihai ürüne kadar olan süreci çok daha sorunsuz hale getirir.
Beş eksen aynı anda hareket ederken, alet tutucunun iş parçasına çarpması veya sabitleme aparatlarına takılması ihtimali çok daha yüksektir. Bu yüzden günümüzün CAM yazılımları sistem içinde gerçek zamanlı simülasyonlar ve çarpışma uyarıları gibi özellikleri içerir. Programcılar, herhangi bir işlemi gerçekleştirmeden önce makinenin uzayda nasıl hareket ettiğini görebilirler. Böylece olası sorunları erken fark eder ve alet yollarını buna göre ayarlarlar. Peki bu pratikte ne anlama gelir? Beklenmeyen temas noktalarıyla kimse karşılaşmadığı için maliyetli makine kazaları daha az gerçekleşir. Atölyeler ayrıca başarısız test çalıştırmalardan kaynaklanan israf edilmiş malzemeler üzerinde de para tasarrufu sağlar. Ayrıca çalışanlar ekipman çevresinde daha güvenli hale gelir ve her şey rastgele çarpışmalar yerine planlanmış hareketleri izlediği için parçalar daha iyi kalitede çıkar.
5 eksenli CNC programlamadaki en son dalga, yapay zekânın CAM yazılımlarına entegre edilmesini içeriyor. Bu sistemler, geçmiş işlenebilme verilerine, farklı malzemelerin kesme sırasında nasıl tepki verdiğine ve hatta kesicilerin zamanla nasıl aşındığına bakarak ayarları otomatik olarak düzenler. İlginç olan, yapay zekânın sorunları ortaya çıkmadan önce fark etmesi, besleme oranlarını uçuş esnasında ayarlaması ve her kesmeden en iyi şekilde yararlanmak için takım yollarını değiştirmesidir ve genellikle operatörlerden sadece birkaç tık gerektirir. Bu yapay zeka çözümlerini benimseyen atölyeler, daha hızlı makine kurulumları, daha az malzeme israfı ve ilk seferde sürekli olarak doğru çıkan parçalar bildirmektedir. Karmaşık geometriler ve dar toleranslarla uğraşan üreticiler için bu, bugün hassas işlemenin nasıl ele alındığına dair bir oyun değiştirici temsil eder.
EN
