Wenn Sie sich mit CNC-Fräsen beschäftigen, haben Sie wahrscheinlich schon von 3-, 4- und 5-Achsen-Maschinen gehört. Aber was bedeuten diese Zahlen wirklich? Wie wirken sich zusätzliche Achsen auf die Bewegung Ihrer Fräse aus, was Sie herstellen können und wie viel Sie dafür ausgeben?
In diesem Leitfaden erläutern wir die Unterschiede zwischen 3-, 4- und 5-Achsen-CNC-Fräsen übersichtlich und praxisnah. Sie erfahren, was jede Maschine leistet, für welche Projekte sie sich am besten eignet und warum die meisten Hersteller auch ohne ein 5-Achsen-Kraftpaket professionelle Ergebnisse erzielen können.
CNC-Achsen verstehen
Jede „Achse“ in einem CNC-Fräser stellt eine Bewegungsrichtung dar, in die sich das Schneidwerkzeug oder Werkstück bewegen kann:
- X-Achse: Bewegung von links nach rechts
- Y-Achse: Bewegung von vorne nach hinten
- Z-Achse: Auf- und Abbewegung
Durch das Hinzufügen weiterer Achsen wird die Bewegungsfreiheit (in der Regel die Rotation) erhöht, sodass der Fräser das Material aus verschiedenen Winkeln bearbeiten kann. Mehr Achsen bedeuten jedoch höhere Komplexität, Flexibilität und Kosten.
3-Achsen-CNC-Fräser: Das zuverlässige Arbeitspferd
Eine 3-Achsen-CNC-Fräse ist die Grundlage der meisten Makerspaces und kleinen Werkstätten. Die Spindel bewegt sich in X-, Y- und Z-Richtung, während das Werkstück auf dem Tisch fixiert bleibt. Diese Konfiguration eignet sich für die meisten Holzbearbeitungs-, Kunststoffschneide- und Leichtaluminiumprojekte.
Typische Bewegungen
- Zuschnitt von Flachplatten, Schildern und Möbelteilen
- 2D-Konturierung und Taschenfräsen
- 3D-Oberflächenschnitzen (durch Übereinanderlegen mehrerer Werkzeugwege)
Maschinen wie die TwoTrees TTC 450 Ultra oder TTC 6050 bieten eine beeindruckende Präzision in der 3-Achsen-Kategorie und sind daher ideal für Anfänger und Prosumer gleichermaßen.
Vorteile
- Günstigste CNC-Konfiguration
- Einfach zu erlernen und zu warten
- Hervorragend geeignet für Flacharbeiten und Reliefschnitzereien
Einschränkungen
- Zur Bearbeitung mehrerer Seiten ist eine Neumontage erforderlich
- Kein Zugriff auf Hinterschnitte oder extreme Winkel
Am besten geeignet für: Schilder, Schränke, Gravuren, Formen und allgemeines Fräsen.
4-Achsen-CNC-Fräser: Rotation für mehrseitiges Arbeiten hinzufügen
Eine 4-Achsen-CNC-Fräse führt eine Drehbewegung – üblicherweise A-Achse genannt – aus, die das Werkstück um die X-Achse rotieren lässt. Dadurch wird Ihre Fräse zu einer Art Hybrid zwischen Fräse und Drehmaschine und ermöglicht das Fräsen mehrerer Flächen, ohne das Material neu positionieren zu müssen.
So funktioniert es
Die Spindel bewegt sich weiterhin entlang X, Y, Z, aber die A-Achse dreht das Werkstück selbst. Je nach Einrichtung kann die Drehung indexierend (Bewegen-Stoppen-Schneiden) oder kontinuierlich (Drehen während des Schneidens) erfolgen.
Häufige Anwendungen
- Zylindrische Gravur (Säulen, Tischbeine, Schachfiguren)
- 3D-Rotationsschnitzereien und Statuen
- Bearbeitung um eine vollständige 360°-Form
Router wie der TwoTrees TTC H40 können mit einem Drehaufsatz kombiniert werden und bieten so 4-Achsen-Funktionen für Kreative, die über flache Arbeiten hinausgehen möchten.
Vorteile
- Weniger Aufspannungen – mehrere Seiten in einem Arbeitsgang bearbeiten
- Ideal für runde oder rotierende Teile
- Moderate Preiserhöhung gegenüber 3-Achsen
Einschränkungen
- Erfordert CAM-Software, die rotierende Werkzeugpfade unterstützt
- Etwas steilere Lernkurve
Am besten geeignet für: Benutzer, die bereit sind, von flachen Projekten zu skulpturalen oder zylindrischen Kreationen überzugehen.
5-Achsen-CNC-Fräser: Volle Bewegungsfreiheit
Eine 5-Achsen-CNC-Fräse bietet zwei zusätzliche Bewegungsgrade – in der Regel Drehungen um die X- (A-Achse) und Y- (B-Achse) Achse – und ermöglicht so das Neigen der Spindel oder des Tisches. Dadurch kann der Fräser ein Teil aus nahezu jeder Richtung anfahren und komplexe Formen in einer einzigen Aufspannung fertigstellen.
Was es ermöglicht
- Schneiden komplexer 3D-Oberflächen und tiefer Hohlräume
- Bearbeitung von Hinterschnitten und zusammengesetzten Winkeln
- Herstellung von Formen, Luft- und Raumfahrt- oder Automobilkomponenten
Der 5-Achsen-CNC-Fräser TwoTrees X5 repräsentiert diese Kategorie – entwickelt für die fortschrittliche Fertigung, bei der Präzision und Geschwindigkeit wichtiger sind als Einfachheit.
Vorteile
- Bearbeiten Sie komplexe Teile in einer Aufspannung – minimale Vorrichtung
- Außergewöhnliche Genauigkeit und Oberflächengüte
- Reduziert Werkzeugwechsel und Produktionszeit
Einschränkungen
- Deutlich höhere Kosten und Wartung
- Erfordert fortgeschrittene CAM-Software und Erfahrung
- Für die meisten Holzbearbeitungs- oder Hobbyaufgaben ein Overkill
Am besten geeignet für: Luft- und Raumfahrt, Formenbau, fortgeschrittenes Prototyping und industrielle Fertigung.
3-Achsen vs. 4-Achsen vs. 5-Achsen: Schnellvergleich
| Besonderheit | 3-Achsen | 4-Achsen | 5-Achsen |
|---|---|---|---|
| Bewegung | X / Y / Z | X / Y / Z + A (Drehung) | X / Y / Z + A + B (Neigung/Drehung) |
| Komplexität | Einfach | Mäßig | Fortschrittlich |
| Setup-Änderungen | Häufig | Weniger | Minimal |
| Materialfähigkeit | Holz, Kunststoffe, Weichmetalle | Gleiche + zylindrische Arbeit | Alle Materialien, komplexe Geometrien |
| Lernkurve | Niedrig | Medium | Hoch |
| Typische Kosten | $ | $$ | $$$$ |
| Bester Anwendungsfall | Flachtafeln, Schilder, Reliefs | Rund-/Rotationsarbeit | Hochpräzise 3D-Teile |
Welchen CNC-Fräser benötigen Sie?
Die Wahl der richtigen Achsenanzahl hängt von Ihren Zielen, Ihrem Budget und Ihrem Produktionsstil ab:
Wählen Sie eine 3-Achsen-CNC, wenn:
- Sie sind neu in der CNC-Bearbeitung oder betreiben eine kleine Werkstatt.
- Bei Ihren Projekten handelt es sich überwiegend um Flachtafeln, Schilder und 3D-Reliefs.
- Sie möchten eine preisgünstige und wartungsarme Maschine.
Wählen Sie eine 4-Achsen-CNC, wenn:
- Sie schnitzen häufig zylindrische oder mehrseitige Objekte.
- Sie möchten weniger Rüstzeiten und schnellere Produktionszyklen.
- Sie haben bereits Erfahrung mit 3-Achsen-CAM-Software.
Wählen Sie eine 5-Achsen-CNC, wenn:
- Sie fertigen Teile, die Hinterschnitte oder eine komplexe Geometrie erfordern.
- Sie arbeiten in der Luft- und Raumfahrt, im Werkzeugbau oder im High-End-Prototyping.
- Sie benötigen höchste Präzision und können die Investition rechtfertigen.
Für die meisten Hersteller und Kleinunternehmen bietet ein 3- oder 4-Achsen-Router die nötige Flexibilität. 5-Achsen-Systeme sind zwar unglaublich, aber ihre Kosten und Komplexität sind auf industrielle Arbeitsabläufe ausgelegt.
Abschluss
Jede zusätzliche Achse einer CNC-Fräse eröffnet neue kreative und fertigungstechnische Möglichkeiten – erhöht aber auch die Kosten und die Komplexität. Eine gut abgestimmte 3-Achsen-Maschine kann beeindruckende Möbel, Schilder und Reliefschnitzereien herstellen. Ein 4-Achsen-System ermöglicht Rotationsarbeiten und mehr Effizienz. Ein 5-Achsen-System bietet umfassende professionelle Leistungsfähigkeit.
Denken Sie daran: Die „beste“ CNC ist nicht die mit den meisten Achsen – sie ist die, die zu Ihrem Arbeitsablauf, Ihrem Material und Ihrer Lernkurve passt. Beginnen Sie mit einer leistungsfähigen Maschine, meistern Sie Ihren Prozess vom Entwurf bis zum Werkzeugweg und rüsten Sie auf, wenn Ihre Projekte es erfordern.
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