Quando um centro de usinagem 5 eixos é requerido?

Embora não queira ser muito simplista sobre este tipo sofisticado de equipamento, há apenas dois tipos de aplicações para usinagem cinco eixos (em condições muito gerais).

1) Muitas companhias precisam usinar superfícies complexas (planos inclinados ou superfícies não planares) em uma máquina CNC. Seria o caso, por exemplo, de uma peça que precise ser usinado em muitas faces. Em geral, este tipo de usinagem é simplesmente uma extensão do que pode ser feito com o quarto eixo. Se esta for sua área de interesse, você precisará aprender mais sobre "seleção de planos variáveis". Esta característica pode ser selecionadas usando-se o G17, G18 e G19 (XY, XZ, YZ) que são seleções de planos pelo controle, mas lhe permite definir o plano de usinagem que mais lhe facilite o corte da peça. Isto lhe possibilita usar muitas das características de programação padrão tais como ciclos fixos, compensação de raio da ferramenta de corte e inclinação de eixo, de modo que simplificará muito a programação.

2) O tipo mais clássico, quando se elabora usinagem em formas 3d, como seria o caso com
Moldes de injeção e elétrodo de edm, onde é muito importante manter a ferramenta cortante perpendicular a superfície de usinagem. Isto requer cinco eixos com certeza (três lineares, dois rotativos). Note que este tipo de usinagem sempre é tão sofisticado que exige um sistema CAM que prepare muito bem os programas, e o sistema CAM faz todo o trabalho duro relacionado a entender os movimentos de eixo.

Quando os dois eixos adicionais são controlados de fato pela máquina, novamente há só dois modos.
Primeiro, com máquinas menores, os eixos rotativos são controlados normalmente com mesas rotativas. A peça é girada para sempre alcançar o tipo de usinagem de cinco eixos que você está fazendo. Note que este tipo de máquina em especial poderá ser mencionado como primeiro tipo, desde que não possua nenhuma limitação a rotação (360 graus completos em ambos os eixos rotativos), e deste modo poderá usinar muitas superfícies complexas.

Segundo, quando a máquina fica tão grande que é muito difícil girar a peça (como é o caso das fresadoras Gantrys), os dois eixos rotativos serão então incorporados ao cabeçote da máquina. A ferramenta realmente inclina em duas direções. Sempre haverá uma limitação a quanto à ferramenta pode inclinar, que também tende a limitar a aplicação para este tipo de máquina para trabalhos 3d.

Falando francamente, não há tanto mais a se falar sobre usinagem em cinco eixos. Novamente, você precisaria atentar para seleção de planos variáveis se você estiver fazendo o seu primeiro trabalho em cinco eixos, porém eu não conheço nenhum outro tópico passível de discussão.
Qualquer pessoa que possua mais informação para relacionar, daremos boas-vindas a seus comentários.