Las herramientas de 3 y 4 ejes son más comunes que las de 5 ejes. Las razones principales residen en la influencia integral de factores como el coste, la complejidad y el grado de coincidencia con los escenarios aplicables. La clave para elegir entre herramientas de 3, 4 o 5 ejes es igualar las características estructurales y la precisión de las piezas.

1. Principales razones de la relativamente menor frecuencia de aplicación de las máquinas-herramienta de 5 ejes

1.1 Factores de coste

• Baja inversión inicial: Las máquinas-herramienta de 3 y 4 ejes tienen estructuras sencillas, y sus costes de fabricación y mantenimiento son significativamente menores que los de las máquinas herramientas de 5 ejes (la diferencia de precio puede ser de varias veces).
• Bajos costes operativos: Las máquinas-herramienta de 5 ejes requieren una programación más complexa, operadores con mayores habilidades y herramientas y accesorios más caros.

1.2 Emparejamiento de Grado con Escenarios Aplicables

En la producción industrial, más del 80% de las piezas pueden procesarse con máquinas herramienta de 3 o 4 ejes sin las funciones complejas de las de 5 ejes.

• Herramientas de 3 ejes: Adecuadas para piezas con planos, escalones, sistemas de agujeros y superficies curvas simples (como superficies cilíndricas), como fresado de caras, taladrado de piezas mecánicas y procesamiento de torno en círculo exterior. Cubren piezas básicas como placas de molde, ejes y cajas.
• Herramientas de máquinas de 4 ejes: Tras añadir un eje giratorio, pueden tratar agujeros distribuidos circunferencialmente, ranuras (como agujeros radiales de bridas), superficies en espiral (como tornillos), etc. Son adecuados para la producción en masa de piezas con características angulares (como los huecos de las palas y los núcleos de válvulas).
• Herramientas de máquinas de 5 ejes: Solo se dirigen a piezas con superficies curvas espaciales complejas o poliedros (como palas de motores aeronáuticos, impulsores y cavidades de molde). Estas piezas representan una proporción baja en toda la industria manufacturera (alrededor del 10% - 15%) y se concentran principalmente en campos de alta gama (aeroespacial, moldes de precisión, etc.).

1.3 Complejidad de programación y funcionamiento

• Programación sencilla para 3/4 ejes: La programación de software CAM para 3 o 4 ejes es más intuitiva, y el periodo de formación para ingenieros es corto.
• Soporte profesional necesario para 5 ejes: La programación de enlace de 5 ejes debe abordar problemas como interferencias de herramientas, y el postprocesado es complejo, requiriendo altas habilidades por parte de los operadores.

2. Criterios de selección para herramientas de 3, 4 y 5 ejes

2.1 Características geométricas de las piezas

Las características geométricas de las piezas (especialmente la distribución de superficies curvas, ángulos y posiciones de los agujeros) son clave para determinar el número de ejes de la máquina-herramienta.

2.1.1 Escenarios aplicables para herramientas de máquina de 3 ejes

• Geometría simple: fresado de planos, taladrado, roscado y procesamiento de contornos (como piezas de placa y caja).
• Procesamiento de una sola cara: Todas las características deben completarse desde una sola dirección (vertical u horizontal).
• Demanda de bajo coste: Presupuesto limitado o tareas de procesamiento no requieren ajustes complejos de ángulo.

2.1.2 Escenarios aplicables para máquinas-herramienta de 4 ejes

• Características cilíndricas de la superficie: Procesamiento que debe girar alrededor de un solo eje (como engranajes, levas, tallado cilíndrico).
• Procesamiento de indexación: Posicionamiento a través del eje de rotación para reducir los tiempos de sujeción (como fresado multicara, orificios distribuidos uniformemente).
• Complejidad media: Más flexible que el de 3 ejes, pero no necesita el enlace de 5 ejes.

2.1.3 Escenarios aplicables para máquinas-herramienta de 5 ejes

• Superficies curvas complejas: Piezas que requieren procesamiento continuo de múltiples ángulos (como impulsores, estructuras aeroespaciales, implantes médicos).
• Requisitos de alta precisión: Evitar la acumulación de errores causada por múltiples sujeciones.
• Conformado con sujeción simple: Mejorar la eficiencia de procesamiento de piezas de alto valor.

2.2 Requisitos de precisión y lotes

2.2.1 Requisitos de precisión

• Precisión ordinaria (±0,01 mm): 3 y 4 ejes son suficientes (piezas de automóvil, maquinaria general)
• Alta Precisión (±0,005 mm): Las piezas complejas requieren 5 ejes (para reducir errores de sujeción)

2.2.2 Lote de producción

• Piezas de lote pequeño/complejas: el 5 ejes mejora la eficiencia (sujeción simple)
• Producción en masa/piezas simples: 3 ejes/4 ejes son más económicos