Teknologi pemesinan 5-axis simultan mengacu pada kemampuan mesin perkakas untuk mengontrol setidaknya lima sumbu koordinat (tiga sumbu linier dan dua sumbu rotasi) yang dapat bergerak secara terkoordinasi dan simultan di bawah kendali sistem Computer Numerical Control (CNC) selama pemesinan. Teknologi ini memungkinkan pemesinan multi-permukaan benda kerja dan sangat cocok untuk pembuatan permukaan kompleks dan bagian presisi tinggi.
Pemesinan 5-axis simultan menunjukkan karakteristik berikut
Efisiensi dan Presisi Tinggi: Beberapa permukaan benda kerja dapat diproses dalam satu penyiapan, mengurangi waktu penyiapan dan meningkatkan akurasi pemesinan.
Adaptabilitas terhadap Pemesinan Permukaan Kompleks: Mampu melakukan pemesinan presisi tinggi pada permukaan spasial kompleks, cocok untuk cetakan modern, komponen otomotif, bagian struktur pesawat, dll.
Desain Spindle dan Meja yang Fleksibel: Spindle dapat berputar di sekitar sumbu X atau Z. Melalui kombinasi sumbu A dan C, permukaan miring, lubang bersudut, dll., dapat diproses, meningkatkan fleksibilitas pemesinan.
Kebutuhan Alat dan Perlengkapan Khusus yang Berkurang: Menggunakan teknologi 5-axis mengurangi ketergantungan pada alat potong dan perlengkapan khusus, menurunkan biaya.
Masa Pakai Alat yang Diperpanjang: Dengan mengoptimalkan jalur alat, panjang mata potong efektif alat dapat ditingkatkan, gaya potong dapat dikurangi, dan masa pakai alat dapat diperpanjang.
Pusat Pemesinan 5-Axis Klasifikasi
Mesin perkakas 5-axis terutama diklasifikasikan menjadi dua tipe dasar berikut berdasarkan konfigurasi sumbu rotasi dan tata letak struktural, dengan berbagai bentuk struktural khusus yang diturunkan darinya.
Klasifikasi berdasarkan Konfigurasi Sumbu Rotasi
| Tipe | Konfigurasi Sumbu Rotasi | Aplikasi Khas | Karakteristik Struktural | Keterbatasan |
| Meja Putar Ganda | Kedua sumbu rotasi (A/C atau B/C) terintegrasi ke dalam meja kerja | Bagian presisi kecil, impeler, cetakan presisi | Spindle tetap, kekakuan tinggi, efisiensi pemesinan tinggi | Kapasitas beban dan ukuran meja terbatas |
| Kepala Putar Ganda | Kedua sumbu rotasi (A/B atau A/C) terintegrasi ke dalam kepala spindle | Permukaan kompleks besar, badan pesawat, cetakan besar | Spindle fleksibel, struktur kompleks, kapasitas beban meja lebih tinggi | Tuntutan tinggi pada kinerja dinamis spindle, biaya lebih tinggi |
| Satu Kepala Putar + Satu Meja Putar | Kepala putar spindle + meja kerja putar | Bagian berukuran sedang dengan sudut majemuk, blok mesin, bagian tidak beraturan | Menyeimbangkan kekakuan dan fleksibilitas | Panjang alat langsung memengaruhi panjang lengan ayun; kesalahan meningkat dengan panjang alat |
Klasifikasi berdasarkan Struktur Spindle
VMC 5-Axis: Fitur penentu dari pemesinan vertikal lima sumbu adalah spindle yang berorientasi vertikal. Benda kerja diposisikan pada meja kerja horizontal. Konfigurasi ini paling dekat dengan mesin tiga sumbu konvensional. Sumbu rotasi biasanya terintegrasi ke dalam meja kerja. Keuntungan utamanya terletak pada pemesinan bagian berkontur kompleks, seperti impeler dan cetakan. Namun, keterbatasan berat benda kerja pada sumbu rotasi harus dipertimbangkan.
HMC 5-Axis: Pusat pemesinan horizontal lima sumbu memiliki spindle yang berorientasi horizontal. Sumbu rotasi dapat dimasukkan ke dalam meja kerja atau kepala spindle untuk memutar benda kerja. Struktur ini sangat cocok untuk pemesinan bagian prismatik (seperti blok mesin) karena memungkinkan pengeluaran chip berbantuan gravitasi, mencegah penumpukan chip di zona pemesinan. Ini biasa digunakan untuk pemesinan multi-permukaan benda kerja seperti blok mesin otomotif.
Gantry 5-Axis: Mesin ini menggunakan struktur rangka gantry, di mana pergerakan sepanjang sumbu Y biasanya disediakan oleh rel silang yang melintas. Desain ini sangat cocok untuk pemesinan benda kerja skala besar, seperti komponen turbin angin dan komponen struktural aerospace. Struktur gantry memberikan kekakuan dan stabilitas tinggi, memastikan akurasi pemesinan untuk bagian besar dan menawarkan karakteristik kekakuan dan stabilitas yang luar biasa.
Tipe Struktur Khusus
Tipe Kepala Putar Vertikal ke Bawah: Dua sumbu rotasi dekat ujung alat, tetapi sumbu rotasi tidak tegak lurus terhadap sumbu linier; kepala bergerak vertikal ke bawah. Digunakan untuk pemesinan permukaan kompleks, misalnya, perangkat medis dan komponen presisi.
Tipe Meja Vertikal ke Bawah: Sumbu rotasi pada meja kerja, tetapi sumbu rotasi tidak tegak lurus terhadap sumbu linier; meja dapat miring ke bawah. Memfasilitasi pemesinan benda kerja tertentu, misalnya, bagian presisi kecil, komponen mekanis, cetakan, dan benda kerja berbentuk khusus.
5-Axis Turn-Mill Complex: Mengintegrasikan fungsi bubut dan frais, memungkinkan penyelesaian multi-proses dalam satu penyiapan.
Mesin 5-Axis Kinematik Paralel (PKM): Menggunakan struktur platform Stewart, menawarkan kinerja dinamis tinggi, cocok untuk pemotongan ringan berkecepatan tinggi.
Bagaimana Membedakan 5-Axis Sejati dari 5-Axis Palsu?
Perbedaan utama antara 5-Axis Sejati dan 5-Axis Palsu terletak pada kehadiran fungsi RTCP. RTCP adalah singkatan dari “Rotational Tool Center Point” functionality, commonly referred to as Tool Center Point Control. It automatically calculates compensation based on the spindle pivot length (for swivel head machines) or workpiece offset (for rotary table machines), making programming simpler and more efficient.
Perbandingan Bentuk Struktur dan Kemampuan Simultan
| Item | 5-Axis Sejati | 5-Axis Palsu |
| Kemampuan Simultan | Pemesinan 5-axis simultan (5 sumbu bergerak terkoordinasi secara simultan) | Sebagian besar mode “3+2” (dua sumbu rotasi hanya memposisikan, tiga sumbu linier menginterpolasi) |
| Struktur Khas | Kepala Putar Ganda, Meja Putar Ganda, Satu Kepala Putar + Satu Meja Putar | Biasanya mesin 3-sumbu yang dimodifikasi dengan meja indeks |
| Kemampuan Pengindeksan | Mendukung pengindeksan pada sudut mana pun | Struktur meja putar ganda dapat memposisikan; tipe kepala putar tidak dapat mengerjakan ke bawah tanpa koordinasi multi-sumbu |
Perbandingan Kinerja Aplikasi
| Item | 5-Axis Sejati | 5-Axis Palsu |
| Akurasi Pemesinan | Tinggi (kompensasi otomatis untuk kesalahan non-linear) | Rendah (mengandalkan kompensasi manual, akumulasi kesalahan) |
| Fleksibilitas Pemrograman | Mendukung pemrograman manual, pasca-proses yang lebih sederhana | Membutuhkan pasca-prosesor khusus; penggantian alat/mesin perlu pemrograman ulang |
| Efisiensi Penyiapan | Penyiapan tunggal, pemesinan multi-permukaan | Penjajaran berulang, efisiensi rendah |
| Biaya | Tinggi (sistem kompleks, teknologi inti dimonopoli) | Rendah (sebagian besar mesin 3-sumbu yang dimodifikasi) |
Berapa Harga Mesin 5-Sumbu?
Harga mesin 5-sumbu sangat dipengaruhi oleh jenis mesin, konfigurasi, merek, dan tingkat produksi domestik, menghasilkan kisaran harga yang sangat luas.
| Kisaran Harga (USD) | Konfigurasi Khas | Aplikasi Target |
| < 70K $ | 5-Sumbu Palsu yang Dimodifikasi | Pemesinan ringan |
| 70K $ — 200K $ | 5-Sumbu Asli Domestik Standar | Cetakan, Komponen Otomotif |
| 200K $ — 700K $ | Domestik Kelas Atas / Model Dasar Merek Internasional Top | Penerbangan, Implan Medis |
| > 700K $ | 5-Sumbu Kompleks Merek Internasional Top | Peralatan Energi, Bagian Presisi Militer |
Kesimpulan
Secara ringkas, teknologi pemesinan simultan 5-sumbu adalah teknologi kunci dalam manufaktur modern, secara signifikan meningkatkan efisiensi pemesinan dan kualitas produk. Dengan kandungan teknologi tinggi dan kemampuan pemesinan presisinya, teknologi ini diterapkan secara luas di berbagai bidang seperti penerbangan, antariksa, militer, mesin presisi, dan peralatan medis, memainkan peran penting dalam pengembangan industri-industri ini.
