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常見問題FAQ
 

【技術解析】五軸加工(5-Axis Machining)的優勢是什麼?相較三軸CNC的關鍵差異與應用全面解析

已更新:8月15日


五軸加工中心執行大型模具切削作業,可多角度精密加工複雜工件
五軸加工中心示範|模具多面複雜曲面切削應用


什麼是三軸加工與五軸加工(5-Axis Machining)(可打開項目)


五軸加工(5-Axis Machining)相較於三軸的六大優勢(可打開項目)


1. 提高加工精度

由於少了多次重新固定,誤差源更少,尤其在模具、航空零件等μm等級的高精度需求下效果顯著。


2. 縮短加工時間

同一個工件原需多次工件夾持加工,五軸可整合成一站完成,大幅縮短總加工週期,對模具交期與小批量訂單極具優勢。


3. 複雜形狀零件加工能力提升

五軸特別適合像汽車燈具模具這類擁有斜面、曲面或內部結構的零件,可從任意角度進行切削,不需額外設計特殊治具。


4. 降低加工誤差與修模次數

傳統三軸加工需多次量測刀具,使用不同長度類型的刀具,容易產生偏差。五軸一體化加工可提升零件一致性與尺寸穩定度,降低模具後期修模時間。


5. 自由度高、靈活性強

設計人員可更自由設計複雜造型,而不被加工限制所綁住,有利於創新產品與快速原型開發。


6. 解決深腔加工與刀具振動問題

在傳統三軸加工中,當工件有深腔或內部結構時,為了達到加工區域,往往需要使用加長型刀具(長刀桿)。但長刀具在加工時容易產生振動與偏擺現象,導致表面粗糙度不佳,甚至無法加工至精密尺寸。

為了彌補這種情況,許多模具加工者不得不預留加工餘料,再轉交至放電加工處理,這不但增加加工時間,也拉長模具交期。

相對而言,五軸加工能夠透過調整主軸角度,使刀具以最短、最穩定的長度進入深腔區域,有效解決振動問題。這樣不僅可提升加工表面品質,也減少對後段工序的依賴,大幅提高整體加工效率與模具壽命。

五軸CNC加工刀具對金屬工件進行高精度雕銑加工,展現光潔表面與曲面品質
五軸高精密雕銑加工|高光面五軸機加工應用範例

實際應用場景:哪些產品適合五軸加工?


  • 車燈模具與塑膠多曲面件:需同時滿足光學要求與密封結構,五軸能精準控制斜面與倒角。

  • 航太零件:如渦輪葉片、引擎座,幾何複雜、精度要求高。

  • 深孔與斜孔零件:如射出模具的熱澆道ˋ孔,五軸可一次切削完成。


五軸加工機台技術解析


同動式與定位式五軸差異


  • 同動式(Simultaneous 5-axis):五個軸同時運動,加工靈活且速度快,適合複雜造型與自由曲面。

  • 定位式(3+2):三軸加工搭配兩軸定位,多用於較簡單或角度固定的零件。



為什麼五軸加工特別適合模具產業?(可打開項目)

模具精度需求與多角度複合加工

模具製造本身就是高精度產業,尤其在汽車燈具、消費電子產品外殼等產業中,更講究誤差控制。五軸加工具備多角度、多面加工能力,能有效解決傳統三軸難以一次完成的斜面、導角、深槽與曲面加工挑戰。


縮短開模時間

透過五軸一次加工多個特徵,可減少加工與修模時間,加速產品開模流程。在模具交期愈來愈短的情況下,五軸大幅提升模具廠交件效率。


整合逆向工程與模流分析

許多模具開發會搭配逆向掃描、3D建模與模流分析作為前端設計基礎,五軸加工可以直接對接CAM路徑產出,使設計與實作精準對位,縮短開發週期。



五軸加工導入的成本與效益評估(可打開項目)

初期投資與學習門檻

五軸CNC設備價格高於三軸數倍,同時操作技術與路徑編程也需資深工程師支援。許多模具廠初期可能無法完全發揮設備效益。


長期生產成本下降

儘管前期投資高,但五軸能提升生產效率、縮短加工時間、降低返修與人力成本,長期來看效益顯著,特別是在高單價模具或出口模具市場,極具競爭優勢。


加工效率與品質回報比

五軸加工平均可提升30%~50%的生產效率,並改善產品一致性,間接提升模具壽命與客戶滿意度,是現代模具加工廠的升級選擇。



台灣模具產業與五軸加工的未來趨勢


台灣五軸加工市場需求成長

隨著全球客製化與高階模具需求上升,台灣五軸加工需求也同步增加,特別是輸出導向的模具公司紛紛導入五軸機台與自動換刀系統,以強化國際競爭力。


自動化與智慧製造融合

許多模具廠已導入自動化送料、刀具管理系統、加工監控平台,五軸加工結合智慧製造使產線從半自動走向全數位,邁向工業4.0。


國際競爭力與出口優勢

五軸加工技術將成為台灣模具產業持續爭取歐洲、美國、日本等高階模具訂單的核心技術能力之一,特別在車燈、醫材、3C塑膠模具上展現強大實力。


五軸 vs 三軸 加工比較表

項目比較

三軸加工

五軸加工

移動軸數

X, Y, Z 三軸

X, Y, Z + A, B(或C)五軸

加工精度

中精度(視夾持次數與路徑而定)

高精度,誤差小

加工速度

普通

快速,節省時間

可加工形狀

單面或淺腔件

曲面、深孔、複雜結構、多角面

夾持次數

多次夾持與翻面

單次夾持即可完成

操作難度

中等

高(需訓練與專業CAM操作)

設備投資成本

較低

高,但長期效益佳

適用產業

一般機械加工、簡單模具

高精度模具、航太、汽車、醫材等

常見問題 FAQ


Q1: 五軸加工(5-Axis Machining)是否比三軸貴很多?

A: 初期投資較高,但因加工時間短、精度高、修模少,長期下來反而更省成本。


Q2: 所有模具都需要用五軸嗎?

A: 不一定。簡單件或大量複製品仍可用三軸,但對高精度、多面特徵的模具則建議採用五軸加工。


Q3: 五軸加工有哪些產業最常使用?

A: 汽車模具(如車燈、內裝件)、航太零件、醫療器材、工業模組化零件等。


Q5: 如何選擇適合的五軸加工廠?

A: 建議選擇具備實際五軸加工經驗、CAD/CAM整合能力、模流分析與逆向建模能力的廠商。


Q6: 台灣的五軸加工水準如何?

A: 台灣具備成熟的模具加工經驗與五軸技術,許多模具廠能提供歐美日等國際品牌所需的高標準模具。


結論:五軸加工為製造業轉型升級的關鍵技術

五軸加工不僅是模具業技術升級的象徵,更是掌握品質穩定、交期準確、生產效率提升的核心利器。相較於傳統三軸,五軸不只是增加兩個軸,而是開啟了更靈活、更精準、更自動化的加工新時代。

若您是模具業者、製造業者,或正在評估加工升級方案,五軸加工(5-Axis Machining)無疑是打造競爭優勢、強化客戶信賴與進軍國際市場的關鍵選擇。




 
 

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