Ratgeber / Verfahren

Simultane 5-Achs-Bearbeitung oder 3+2 für Ihren Prototyp: so entscheiden Sie

29. September 2026

Die meisten Fertiger, die auf ihrer Leistungsseite „5-Achs” angeben, können ein Teil unter einem zusammengesetzten Winkel positionieren. Weniger von ihnen können mit allen fünf Achsen gleichzeitig zerspanen. Für viele Prototypen spielt dieser Unterschied keine Rolle. Bei manchen entscheidet er, ob sich das Teil überhaupt ohne Handverschleifen herstellen lässt. Dieser Leitfaden erklärt beide Verfahren, welche Merkmale welches Verfahren brauchen und wie Sie prüfen, was ein Fertiger tatsächlich fährt, bevor Sie eine Zeichnung schicken.

Was 3+2 bedeutet

Bei der 3+2-Bearbeitung (auch angestellte oder positionierte 5-Achs-Bearbeitung genannt) drehen die beiden Rundachsen das Teil oder den Kopf in einen festen Winkel und werden geklemmt. Die drei Linearachsen X, Y und Z zerspanen dann wie auf einer 3-Achs-Maschine. Ist diese Fläche fertig, fahren die Rundachsen in den nächsten Winkel, klemmen erneut, und die nächste Gruppe von Merkmalen wird bearbeitet.

Das Ergebnis ist eine 3-Achs-Werkzeugbahn auf einer geschwenkten Ebene. Die Maschine erreicht fünf oder mehr Seiten in einer Aufspannung, arbeitet mit kürzeren Werkzeugen, weil sie das Teil zur Spindel hin neigen kann, und hält die Lage zwischen den Seiten, weil das Teil die Vorrichtung nie verlässt. Der Großteil der Einsparungen bei Aufspannungen, die man mit 5-Achs verbindet, stammt aus diesem Verfahren.

Was 5-Achs-Simultanbearbeitung bedeutet

Bei der simultanen (oder kontinuierlichen) 5-Achs-Bearbeitung bewegen sich alle fünf Achsen während des Schnitts gemeinsam. Das Werkzeug ändert seinen Winkel zur Oberfläche fortlaufend, während es sich bewegt. Die Steuerung muss Rund- und Linearbewegungen so koordinieren, dass die Werkzeugspitze auf der programmierten Bahn bleibt. Diese Funktion heißt meist Tool Center Point Control (TCPC, RTCP oder TCPM, je nach Hersteller).

Dieses Verfahren brauchen Sie, wenn eine Fläche in zwei Richtungen gekrümmt ist und das Werkzeug entlang der gesamten Bahn senkrecht zu ihr oder unter einem festen Voreilwinkel stehen muss. Es ermöglicht auch, mit einem Werkzeug in einen verwundenen Kanal zwischen zwei Schaufeln einzutauchen, wo kein fester Winkel freien Zugang bietet. Allgemeine Hintergründe finden Sie in der Übersicht zur Mehrachsbearbeitung.

Warum „5-Achs” auf einer Fertigerseite oft angestellte Bearbeitung meint

Eine Schwenkrundtisch-Maschine, die sauber positioniert, ist ein sehr produktives Werkzeug für prismatische Teile, und viele Fertiger setzen sie fast ausschließlich so ein. Simultane Bearbeitung braucht mehr als die Maschine:

• eine Steueroption für Tool Center Point Management, die nicht immer mitgekauft wird
• eine CAM-Software mit Lizenz für Mehrachs-Werkzeugbahnen, die mehr kostet als ein Arbeitsplatz für 3-Achs oder 3+2
• einen verifizierten Postprozessor für genau diese Maschinenkinematik
• eine vollständige Maschinensimulation, damit der Programmierer Kopf, Werkzeughalter und Schwenkbrücke gegen Teil und Vorrichtung prüfen kann
• Programmierer, die diese Arbeit oft genug machen, um darin schnell zu sein

Ein Fertiger kann die Maschine haben und nichts von alledem. Dieser Fertiger sagt ehrlich „5-Achs” und kann trotzdem kein Laufrad fräsen. Die Frage ist nicht, ob die Maschine fünf Achsen hat, sondern welche davon sich während des Schnitts bewegen.

Merkmal für Merkmal: welches Verfahren braucht das Teil

Merkmal	3+2 angestellt	5-Achs simultan	Hinweise
Bohrungen und Taschen auf mehreren schrägen Flächen	Ja	Nicht nötig	Klassisches 3+2-Teil
Bohrungen unter zusammengesetztem Winkel	Ja	Nicht nötig	Eine Positionierung je Bohrungsachse
Ebene Flächen unter ungewöhnlichen Winkeln	Ja	Nicht nötig	Planfräser oder Schaftfräser auf geschwenkter Ebene
Fasen mit veränderlichem Winkel entlang einer gekrümmten Kante	Schlecht	Ja	3+2 hinterlässt Stufen oder erfordert Handarbeit
Freiformflächen mit Anforderung an eine glatte Oberfläche	Möglich mit kleinem Zeilenabstand	Besser	3+2 arbeitet mit Kugelfräsern und vielen Durchgängen
Schaufeln von Laufrädern und Blisks, Strömungskanäle	Nein	Ja	Werkzeug muss der Verwindung folgen
Hinterschnitte, nur unter wechselndem Winkel erreichbar	Nein	Ja	Zugang ändert sich entlang der Bahn
Im Flankenfräsen gefertigte Regelflächen (konische oder verwundene Seitenwände)	Nein	Ja	Die Werkzeugflanke schneidet die ganze Wand
Verrundete Anschlüsse und innenliegende gekrümmte Kanäle	Eingeschränkt	Ja	Häufig bei Verteilerblöcken und Gehäusen
Tiefe Kavitäten, in denen ein kurzes Werkzeug beim Fahren neigen muss	Eingeschränkt	Ja	Vermeidet Durchbiegung langer Werkzeuge

Steht in jeder Zeile, die auf Ihr Teil zutrifft, in der 3+2-Spalte „Ja”, brauchen Sie keine Simultanbearbeitung und sollten auch nicht dafür bezahlen. Braucht ein einziges Merkmal sie, geht das ganze Teil an einen Fertiger, der sie beherrscht.

Was die Wahl für CAM-Zeit, Aufspannungen, Oberfläche und Kosten bedeutet

CAM-Zeit

Ein 3+2-Programm ist eine Reihe von 3-Achs-Programmen auf gedrehten Ebenen. Ein fähiger Programmierer erstellt es für einen mäßig komplexen Prototyp typischerweise in wenigen Stunden. Ein Simultanprogramm braucht Strategien zur Steuerung der Werkzeugachse, Kollisionsprüfungen entlang der gesamten Bahn und eine sorgfältige Kontrolle des ausgegebenen Codes. Für ein Laufrad oder einen verrundeten Anschluss sind ein bis drei Tage Programmierung üblich. Bei einem Einzelprototyp ist diese Programmierzeit oft die größte Position im Angebot.

Aufspannungen

Beide Verfahren bearbeiten die meisten Seiten in einer Aufspannung. Gegenüber 3-Achs ist der Gewinn in beiden Fällen groß: Ein Teil, das auf einer 3-Achs-Fräsmaschine 4 bis 6 Aufspannungen braucht, lässt sich auf einer 5-Achs-Maschine oft in einer oder zwei Aufspannungen fertigen. Weniger Aufspannungen bedeuten weniger Gelegenheiten, die Lage zwischen den Seiten zu verlieren. Das zählt vor allem bei Merkmalen, die über das ganze Teil hinweg zueinander fluchten müssen.

Oberfläche

Auf einer Freiformfläche, die in 3+2 bearbeitet wird, steht das Werkzeug unter einem festen Winkel. Der Fertiger nimmt meist einen Kugelfräser mit kleinem Zeilenabstand, und die Oberfläche zeigt Rauheitsspitzen zwischen den Bahnen. Deren Höhe hängt vom Werkzeugradius und vom Zeilenabstand ab. Sie klein zu halten bedeutet viele Durchgänge und lange Zykluszeit. Wo die Fläche von einem positionierten Bereich in den nächsten übergeht, kann eine Ansatzlinie oder eine Übergangsmarke sichtbar sein.

Die 5-Achs-Simultanbearbeitung kann das Werkzeug neigen und mit der Flanke eines größeren Werkzeugs, eines Tonnenfräsers oder eines angestellten Kugelfräsers schneiden, sodass jede Bahn mehr Fläche abdeckt. Das Ergebnis ist typischerweise eine gleichmäßigere Oberfläche in kürzerer Zeit, mit weniger Übergangsmarken, die sonst jemand von Hand entfernen müsste.

Kosten

Bei einem Teil, das sie nicht braucht, verursacht simultane Programmierung Kosten ohne Nutzen. Bei einem Teil, das sie braucht, sind die Alternativen meist teurer: zusätzliche Aufspannungen, Sonderformwerkzeuge, Erodieren (EDM) oder Stunden an Handverschleifen, die bei der nächsten Revision niemand exakt wiederholen kann. Wählen Sie das Verfahren passend zum Merkmal, dann stimmen auch die Kosten.

Wann 3+2 die bessere Wahl ist, selbst auf einer Simultanmaschine

Auch Fertiger mit Simultanbearbeitung fräsen die meisten Merkmale in 3+2. Angestellte Werkzeugbahnen sind leichter zu programmieren, leichter einzufahren und steifer, weil die Rundachsen während des Schnitts geklemmt sind. Schweres Schruppen, Bohren, Gewindebohren und Ausdrehen erfolgen fast immer angestellt. Ein gutes Programm für ein komplexes Teil kombiniert oft beides: Schruppen und Bohrungsbearbeitung in 3+2, danach simultanes Schlichten der Flächen, die es erfordern.

Die richtige Frage bei einem Prototyp lautet also nicht „3+2 oder simultan” für das ganze Teil. Sie lautet: Welche Merkmale brauchen eine kontinuierliche Bewegung, und kann der Fertiger diese gut fertigen?

Beispielteile und das Verfahren, das sie meist brauchen

• Laufräder (Impeller) und Blisks. Verwundene Schaufeln und enge Kanäle. Fast immer 5-Achs-Simultanbearbeitung.
• Optische Halterungen. Präzisionsbohrungen und Bezugsflächen unter zusammengesetzten Winkeln. Meist 3+2, der Nutzen liegt im Halten der Lage über alle Seiten in einer Aufspannung.
• Chirurgische Instrumente. Eine Mischung aus beidem. Backenprofile und ergonomische Griffe können kontinuierliche Werkzeugbahnen erfordern. Scharnierbohrungen und Stiftbohrungen sind angestellte Arbeit.
• Drohnen-Gimbals. Dünne Arme, schräge Augen und Erleichterungstaschen. Überwiegend 3+2. Organische, topologieoptimierte Formen verschieben die Arbeit Richtung Simultanbearbeitung.
• Verteilerblöcke. Quergebohrte Anschlüsse sind 3+2. Verrundete innere Kanäle und glatte Anschlussübergänge sind simultan.
• Gehäuse mit modellierter Außenform. Taschen und Bohrungen sind angestellt. Gekrümmte Außenhäute mit Sichtoberfläche sind simultan.

Einen breiteren Überblick, wann 5-Achs gegenüber 3-Achs oder additiver Fertigung überhaupt sinnvoll ist, bietet 5-Achs-Prototypen im Vergleich zu 3-Achs und 3D-Druck.

So prüfen Sie, ob ein Fertiger wirklich simultan fräst

Stellen Sie direkte Fragen. Ein Fertiger, der diese Arbeit macht, beantwortet sie schnell und konkret.

1. Maschinenmodell und Konfiguration. Schwenkrundtisch, Schwenkkopf oder Kopf-Kopf-Kinematik. Die Konfiguration bestimmt den Arbeitsraum und welche Winkel erreichbar sind.
2. Steuerung und Optionen. Welche Steuerung, und ob Tool Center Point Control auf dieser Maschine aktiv ist.
3. CAM-Software. Welches System, und ob der Arbeitsplatz Mehrachs-Werkzeugbahnen umfasst, nicht nur 3+2-Positionierung.
4. Postprozessor. Ob der Postprozessor für diese Maschine verifiziert ist und wer ihn pflegt.
5. Kollisionssimulation. Ob der Programmierer eine vollständige Maschinensimulation mit Halter, Kopf und Vorrichtung fährt oder nur die Werkzeugbahn verifiziert.
6. Musterteile. Fotos von Teilen, die mit kontinuierlichen Werkzeugbahnen gefertigt wurden: Laufräder, verrundete Flächen, im Flankenfräsen hergestellte Wände. Ein Fertiger, der nur angestellt arbeitet, zeigt prismatische Teile.
7. Aktuelles Volumen. Wie oft er Simultanaufträge programmiert. Ein Fertiger, der einen pro Jahr macht, ist langsamer und teurer als einer, der mehrere pro Woche macht.

Sie können auch das 3D-Modell schicken und den Fertiger bitten anzugeben, welche Merkmale er in welchem Verfahren fertigen will. Eine klare Antwort zeigt, dass er sich das Teil angesehen hat. Ein vages „kein Problem” sagt Ihnen wenig.

Häufige Fehler bei Anfragen für Prototypen

• „5-Achs” verlangen, ohne den Grund zu nennen. Der Fertiger bietet womöglich angestellte Bearbeitung für ein Teil an, dessen Schaufeln kontinuierliche Werkzeugbahnen brauchen, und merkt es erst bei der Programmierung.
• Enge Profiltoleranz auf jeder Fläche. Eine Profiltoleranz von 0.02 mm über eine ganze Freiformhaut bestimmt Zeilenabstand, Zykluszeit und Messzeit auf dem KMG (Koordinatenmessgerät, CMM). Setzen Sie sie dort ein, wo die Fläche eine Funktion hat, und verwenden Sie anderswo eine gröbere Profiltoleranz.
• Oberfläche nicht angeben. Ohne Ra-Wert bietet ein Fertiger einen feinen Schlichtdurchgang an, ein anderer grobe Rauheitsspitzen. Die Angebote sind dann nicht vergleichbar.
• Fertiger zwischen Revisionen wechseln. Ein Simultanprogramm ist teuer in der Erstellung. Der Fertiger, der es geschrieben hat, kann es für Rev B deutlich günstiger anpassen, als ein neuer Fertiger es neu schreiben kann.

Checkliste vor dem Absenden der Anfrage

• Markieren Sie die Merkmale, die eine kontinuierliche Werkzeugbahn brauchen, oder bitten Sie den Fertiger, sie zu bestimmen.
• Geben Sie die geforderte Oberfläche auf Freiformflächen als Ra-Wert an und nennen Sie, wo das Aussehen zählt.
• Sagen Sie, ob Handverschleifen zulässig ist. Wenn nicht, schreiben Sie das auf die Zeichnung.
• Schicken Sie eine saubere STEP-Datei plus eine PDF-Zeichnung mit kritischen Toleranzen und Bezügen. Die Werkstofftabelle nennt typische Toleranzen je Werkstoff.
• Nennen Sie die Stückzahl je Revision und ob eine Rev B wahrscheinlich ist, damit der Fertiger die Wiederverwendung des Programms einplanen kann.
• Bitten Sie um einen Vermerk im Angebot, welches Verfahren der Fertiger für jedes kritische Merkmal vorsieht.

Zeichnung senden

Wenn Sie nicht sicher sind, welches Verfahren Ihr Teil braucht, ist das ein ganz normaler Ausgangspunkt. Senden Sie die Zeichnung mit einer Anfrage (RFQ), und wir vermitteln Sie an bis zu drei Fertiger mit 5-Achs-Bearbeitung, einschließlich Simultanbearbeitung, wo die Geometrie sie erfordert. Die Fertiger erstellen Ihnen direkt ein Angebot, der Service ist für Einkäufer kostenlos, und eine NDA (Geheimhaltungsvereinbarung) ist auf Wunsch möglich. Sie erhalten eine Antwort innerhalb von 24 Geschäftsstunden.

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