Firma VIGOR sp. z o.o. 
Współczesne frezowanie CNC to nie tylko kwestia precyzyjnej obróbki, ale również efektywnego planowania całego procesu. Jednym z kluczowych elementów decydujących o sukcesie produkcyjnym jest optymalizacja ścieżek narzędzia. To właśnie od nich zależy nie tylko jakość powierzchni, ale także czas cyklu, zużycie narzędzi, a w konsekwencji całkowity koszt wykonania detalu. Różnice między obróbką 3-osiową a 5-osiową są znaczące, a odpowiedni dobór strategii CAM może diametralnie wpłynąć na wydajność procesu. Czym różni się podejście do ścieżek narzędzia w obu technologiach i jakie metody pozwalają osiągnąć najlepsze rezultaty?
Podejście do ścieżek narzędzia w frezowaniu 3-osiowym
Frezowanie 3-osiowe, choć uznawane dziś za standard, nadal znajduje szerokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu – od produkcji elementów konstrukcyjnych po detale form wtryskowych. Kluczowym ograniczeniem tej technologii jest brak możliwości jednoczesnego obracania detalu lub wrzeciona względem osi X, Y i Z, co skutkuje ograniczonym dostępem do niektórych powierzchni modelu. Z tego powodu optymalizacja ścieżek narzędzia w tym przypadku skupia się na minimalizacji ruchów jałowych, efektywnym pokrywaniu powierzchni oraz unikaniu niepotrzebnych przejazdów.
Jednym z podstawowych narzędzi wspierających optymalizację w 3-osiowym frezowaniu są zaawansowane strategie CAM, takie jak trochoidalne ścieżki narzędzia, adaptacyjne frezowanie oraz dynamiczne obróbki z wykorzystaniem stałego obciążenia narzędzia. Tego typu podejścia pozwalają skrócić czas obróbki i zmniejszyć zużycie narzędzi, co ma ogromne znaczenie zwłaszcza przy obróbce trudnoskrawalnych materiałów. Warto także zwrócić uwagę na dobór kierunku obróbki. W niektórych przypadkach zastosowanie obróbki naprzemiennej (zig-zag) lub tylko w jednym kierunku może poprawić jakość powierzchni.
Kolejnym elementem wpływającym na efektywność 3-osiowej obróbki jest segmentacja geometrii modelu. W sytuacji, gdy detal zawiera złożone powierzchnie, podział na mniejsze obszary pozwala zastosować indywidualnie dobrane strategie dla każdej strefy, co przekłada się na lepsze wykorzystanie czasu maszyny. Dobrze przemyślana kolejność operacji oraz redukcja ilości zmian narzędzi również pozwala zwiększyć płynność procesu i ograniczyć ryzyko błędów.
Zalety i wyzwania w optymalizacji ścieżek 5-osiowych
Frezowanie 5-osiowe otwiera zupełnie nowe możliwości w zakresie obróbki przestrzennej. Dzięki możliwości jednoczesnego obracania narzędzia lub stołu względem pięciu osi, możliwe jest dotarcie do trudno dostępnych powierzchni bez konieczności przezbrajania detalu. To przekłada się na oszczędność czasu, zwiększenie dokładności i możliwość uzyskania geometrii niemożliwych do wykonania w technologii3-osiowej. Jednak większa swoboda ruchów to również większa złożoność w planowaniu ścieżek narzędzia.
W przypadku frezowania 5-osiowegooptymalizacja polega nie tylko na doborze trajektorii, ale także na precyzyjnym sterowaniu orientacją narzędzia względem powierzchni obrabianej. Odpowiednie zarządzanie kątem natarcia pozwala wydłużyć żywotność narzędzia, uniknąć drgań i poprawić jakość powierzchni. Równie istotne jest unikanie nagłych zmian kierunku lub kolizji narzędzia z modelem. Dlatego stosuje się zaawansowane algorytmy detekcji kolizji i wygładzania trajektorii.
Frezowanie 5-osiowe często wiąże się z dużymi wymaganiami obliczeniowymi po stronie systemu CAM. Dlatego wiele firm decyduje się na korzystanie z dedykowanego oprogramowania wspierającego pracę z modelami bryłowymi i powierzchniami swobodnymi. Automatyczne wykrywanie podcięć, inteligentna kontrola odchylenia narzędzia czy dynamiczna adaptacja posuwu to tylko niektóre z funkcji, które pozwalają zoptymalizować pracę i uniknąć kosztownych błędów. Mimo że technologia5-osiowa wymaga większego zaangażowania programisty i operatora, jej potencjał w zakresie skracania czasu cyklu i poprawy jakości detali jest nie do przecenienia.
Dlaczego warto inwestować w optymalizację CAM przy frezowaniu
Bez względu na to, czy mówimy o technologii 3-osiowej, czy 5-osiowej, dobrze zaplanowane ścieżki narzędzia to podstawa skutecznego frezowania. W praktyce oznacza tonie tylko szybszą produkcję, ale również mniejsze zużycie narzędzi, niższe ryzyko błędów i większą powtarzalność detali. Optymalizacja CAM powinna być traktowana jako integralna część procesu produkcyjnego, a nie tylko jako etap przygotowania programu. Zastosowanie nowoczesnych strategii skrawania, wykorzystanie pełnych możliwości obrabiarek oraz analiza danych poobróbczych to kierunek, w którym zmierza nowoczesne frezowanie.
W przypadku produkcji seryjnej, nawet niewielkie oszczędności czasowe mogą przekładać się na znaczne korzyści finansowe. W produkcji jednostkowej z kolei kluczowe znaczenie ma elastyczność i możliwość szybkiego wprowadzania zmian. W obu przypadkach zaawansowane oprogramowanie CAM, doświadczony programista i dobrze dobrana strategia obróbki stanowią o przewadze konkurencyjnej. Frezowanie z wykorzystaniem zoptymalizowanych ścieżek to nie tylko oszczędność, ale również jakość, która przekłada się na zadowolenie klienta i renomę wykonawcy.
Firma VIGOR sp. z o.o., Słupsk
