Aluminyo para sa mga Materyales sa Pag-machining sa CNC
Ang aluminum usa sa labing makinado nga materyales nga magamit karon. Sa tinuud, ang mga proseso sa pag-machining sa aluminum CNC ikaduha sunod sa asero sa mga termino sa kasubsob sa pagpatuman. Kini tungod sa maayo kaayo nga pagka-machinable niini.
Sa pinakaputli nga porma niini, ang elementong kemikal nga aluminyo humok, ductile, dili-magnetiko, ug puti-pilak ang panagway. Bisan pa, ang elemento dili lamang gigamit sa puro nga porma. Ang aluminyo kasagarang gisagolan og lain-laing mga elemento sama sa manganese, tumbaga ug magnesium aron maporma ang gatusan ka mga aluminum alloy nga adunay lain-laing mga kabtangan nga gipauswag pag-ayo.
Kini nga artikulo nagsuhid sa mga proseso, himan, parametro, ug mga hagit nga nalangkit sa CNC machining sa aluminum ug sa mga haluang metal niini. Gihisgutan usab niini ang mga kabtangan sa aluminum, ang labing inila nga mga haluang metal nga gigamit sa CNC machining, ingon man ang aplikasyon sa aluminum sa lainlaing mga industriya.
Pagkamando
Ang aluminum dali ra maporma, matrabaho, ug ma-machine gamit ang lain-laing mga proseso. Dali ra kining maputol gamit ang mga machine tool tungod kay kini humok ug dali ra mabuak. Mas barato usab kini ug gamay ra ang gikinahanglan nga gahum sa pag-machine kaysa sa asero. Kini nga mga kinaiya adunay dakong benepisyo sa machinist ug sa kustomer nga nag-order sa piyesa. Dugang pa, ang maayong pagka-machine sa aluminum nagpasabot nga dili kaayo kini ma-deform atol sa pag-machine. Kini mosangpot sa mas taas nga katukma tungod kay kini nagtugot sa mga CNC machine nga makab-ot ang mas taas nga tolerance.
Kusog-sa-timbang Ratio
Ang aluminum mga ikatulo sa densidad sa asero. Kini naghimo niini nga medyo gaan. Bisan pa sa gaan niini, ang aluminum adunay taas nga kusog. Kini nga kombinasyon sa kusog ug gaan nga gibug-aton gihulagway nga ang ratio sa kusog-sa-timbang sa mga materyales. Ang taas nga ratio sa kusog-sa-timbang sa aluminum naghimo niini nga paborable alang sa mga piyesa nga gikinahanglan sa daghang mga industriya sama sa industriya sa awto ug aerospace.
Pagresulta sa Corrosion
Ang aluminum dili daling magasgas ug dili daling madaot sa kasagarang mga kondisyon sa dagat ug atmospera. Mahimo nimong mapauswag kini nga mga kabtangan pinaagi sa anodizing. Importante nga matikdan nga ang resistensya sa kaagnasan managlahi sa lainlaing mga grado sa aluminum. Bisan pa, ang labing kanunay nga gi-CNC machined nga mga grado mao ang adunay labing daghang resistensya.
Performance sa Ubos nga Temperatura
Kadaghanan sa mga materyales lagmit mawad-an sa pipila sa ilang gitinguha nga mga kabtangan sa temperatura nga ubos sa sero. Pananglitan, ang mga carbon steel ug goma parehong dali mabuak sa ubos nga temperatura. Ang aluminyo, sa baylo, magpabilin sa kahumok, pagkamaunat-unat, ug kusog niini sa ubos kaayo nga temperatura.
Pagdumala sa Elektriko
Ang electrical conductivity sa puro nga aluminum kay mga 37.7 milyon nga siemens kada metro sa temperatura sa kwarto. Bisan tuod ang mga aluminum alloy mahimong adunay mas ubos nga conductivity kay sa puro nga aluminum, kini igo nga conductive aron ang ilang mga piyesa magamit sa mga electrical component. Sa laing bahin, ang aluminum dili angay nga materyal kon ang electrical conductivity dili usa ka tilinguhaon nga kinaiya sa usa ka makina nga piyesa.
Pagkaparehas
Tungod kay kini usa ka subtractive manufacturing process, ang mga proseso sa CNC machining makamugna og daghang mga chips, nga mga basura nga materyales. Ang aluminum dali ra ma-recycle nga nagpasabot nga kini nagkinahanglan og gamay nga enerhiya, paningkamot, ug gasto sa pag-recycle. Kini naghimo niini nga mas maayo alang niadtong gusto nga makabawi sa gasto o makunhuran ang pag-usik sa materyal. Kini usab naghimo sa aluminum nga mas mahigalaon sa kalikopan nga materyal alang sa makina.
Potensyal sa Anodisasyon
Ang anodisation, nga usa ka pamaagi sa paghuman sa nawong nga nagdugang sa resistensya sa pagkaguba ug pagkaguba sa usa ka materyal, dali ra makab-ot sa aluminum. Kini nga proseso makapahimo usab sa pagdugang og kolor sa mga makina nga bahin sa aluminum nga mas sayon.
Popular nga Aluminum Alloys alang sa CNC Machining
Base sa among kasinatian sa Xometry, ang mosunod nga 5 ka grado sa aluminum mao ang usa sa labing kanunay nga gigamit para sa CNC machining.
EN AW-2007 / 3.1645 / AlCuMgPb
Alternatibong mga ngalan: 3.1645; EN 573-3; AlCu4PbMgMn.
Kining aluminum alloy adunay tumbaga isip pangunang elemento sa pag-alloy (4-5%). Kini usa ka mubo nga chipped alloy nga lig-on, gaan, mapuslanon kaayo, ug adunay parehas nga taas nga mekanikal nga kabtangan sama sa AW 2030. Kini angay usab alang sa threading, heat treatment, ug high-speed machining. Kining tanan nga mga kabtangan naghimo sa EN AW 2007 nga kaylap nga gigamit sa paghimo sa mga piyesa sa makina, bolts, rivets, nuts, screws, ug threaded bars. Bisan pa, kini nga grado sa aluminum adunay ubos nga weldability ug ubos nga resistensya sa corrosion; busa girekomenda nga himuon ang protective anodising pagkahuman sa part machining.
EN AW-5083 / 3.3547 / Al-Mg4,5Mn
Alternatibong mga ngalan: 3.3547; Alloy 5083; EN 573-3; UNS A95083; ASTM B209; AlMg4.5Mn0.7
Ang AW 5083 nailhan tungod sa maayo kaayong performance niini sa mga palibot nga grabe ang kalisod. Kini adunay magnesium ug gagmay nga mga timailhan sa chromium ug manganese. Kini nga grado adunay taas kaayo nga resistensya sa corrosion sa kemikal ug kadagatan nga palibot. Sa tanan nga dili ma-heat treatable alloys, ang AW 5080 adunay pinakataas nga kusog; usa ka kinaiya nga magpabilin niini bisan human sa welding. Samtang kini nga alloy dili angay gamiton sa mga aplikasyon nga adunay temperatura nga mas taas kaysa 65°C, kini maayo kaayo sa mga aplikasyon nga ubos ang temperatura.
Tungod sa mga maayong kabtangan niini, ang AW 5080 gigamit sa daghang mga aplikasyon lakip ang mga kagamitan sa cryogenic, mga aplikasyon sa dagat, mga kagamitan sa presyur, mga aplikasyon sa kemikal, mga konstruksyon nga gi-welding, ug mga lawas sa sakyanan.
EN AW 5754 / 3.3535 / Al-Mg3
Alternatibong mga ngalan: 3.3535; Haluang metal 5754; EN 573-3; U21NS A95754; ASTM B 209; Al-Mg3.
Tungod kay kini usa ka wrought aluminum-magnesium alloy nga adunay pinakataas nga porsyento sa aluminum, ang AW 5754 mahimong i-roll, forged, ug i-extrude. Dili usab kini ma-heat-treat ug mahimong i-cold-work aron madugangan ang kusog niini, apan sa mas ubos nga ductility. Dugang pa, kini nga alloy adunay maayo kaayong resistensya sa corrosion ug taas nga kusog. Tungod niini nga mga kabtangan, masabtan nga ang AW 5754 usa sa labing inila nga CNC machined aluminum grade. Kasagaran kini gigamit sa mga welded structure, mga aplikasyon sa salog, kagamitan sa pangisda, mga lawas sa sakyanan, pagproseso sa pagkaon, ug mga rivet.
EN AW-6060 / 3.3206 / Al-MgSi
Alternatibong mga ngalan: 3.3206; ISO 6361; UNS A96060; ASTM B 221; AlMgSi0,5
Kini usa ka wrought aluminum alloy nga adunay magnesium ug silicon. Kini ma-heat-treat ug adunay average nga kusog, maayong weldability, ug maayong formability. Kini usab taas og resistensya sa corrosion; usa ka kinaiya nga mahimong mapaayo pa pinaagi sa anodising. Ang EN AW 6060 kanunay nga gigamit sa konstruksyon, pagproseso sa pagkaon, kagamitan medikal, ug inhenyerya sa awto.
EN AW-7075 / 3.4365 / Al-Zn6MgCu
Alternatibong mga ngalan: 3.4365; UNS A96082; H30; Al-Zn6MgCu.
Ang zinc mao ang pangunang elemento sa pagsagol niini nga grado sa aluminum. Bisan tuod ang EN AW 7075 adunay kasarangan nga machinability, dili maayo nga cold forming properties, ug dili angay alang sa welding ug soldering; kini adunay taas nga strength-to-density ratio, maayo kaayo nga resistensya sa atmospheric ug marine environments, ug kusog nga ikatandi sa pipila ka steel alloys. Kini nga alloy gigamit sa daghang mga aplikasyon lakip ang hang glider ug bicycle frames, rock climbing equipment, armas, ug mold tool manufacturing.
EN AW-6061 / 3.3211 / Al-Mg1SiCu
Alternatibong mga ngalan: 3.3211, UNS A96061, A6061, Al-Mg1SiCu.
Kini nga haluang metal adunay magnesium ug silicon isip pangunang mga elemento sa pagsagol niini nga adunay gamay nga kantidad sa tumbaga. Nga adunay tensile strength nga 180Mpa, kini usa ka taas nga kusog nga haluang metal ug angay kaayo alang sa mga istruktura nga puno sa karga sama sa mga scaffold, mga coach sa riles, mga piyesa sa makina ug aerospace.
EN AW-6082 / 3.2315 / Al-Si1Mg
Alternatibong mga ngalan: 3.2315, UNS A96082, A-SGM0,7, Al-Si1Mg.
Kasagaran giporma pinaagi sa pag-roll ug extrusion, kini nga haluang metal adunay medium nga kusog nga adunay maayo kaayo nga weldability ug thermal conductivity. Kini adunay taas nga stress corrosion cracking resistance. Kini adunay tensile strength nga gikan sa 140 – 330MPa. Kini kaylap nga gigamit sa offshore construction ug mga container.
Mga Proseso sa Pagmakina sa CNC nga Aluminyo
Mahimo kang mo-machine og aluminum pinaagi sa pipila ka mga proseso sa CNC machining nga anaa karon. Ang uban niini nga mga proseso mao ang mosunod.
CNC Turning
Sa mga operasyon sa pag-turn sa CNC, ang workpiece motuyok, samtang ang single-point cutting tool magpabilin nga wala naglihok subay sa iyang axis. Depende sa makina, ang workpiece o ang cutting tool mohimo og feed motion batok sa lain aron makuha ang materyal.
CNC Milling
Ang mga operasyon sa CNC Milling mao ang labing kasagarang gigamit sa pag-machining sa mga piyesa sa aluminyo. Kini nga mga operasyon naglambigit sa pagtuyok sa usa ka multi-point cutting subay sa iyang axis, samtang ang workpiece magpabilin nga wala naglihok subay sa iyang kaugalingong axis. Ang aksyon sa pagputol ug pagkahuman sa pagtangtang sa materyal makab-ot pinaagi sa feed motion sa workpiece, sa cutting tool, o pareho niini nga gihiusa. Kini nga paglihok mahimong himuon subay sa daghang mga axis.
Pagbulsa
Nailhan usab nga pocket milling, ang pocketing usa ka matang sa CNC milling diin ang usa ka hollow pocket gimachine sa usa ka bahin.
Nag-atubang
Ang facing sa machining naglakip sa paghimo og patag nga cross-sectional area sa ibabaw sa usa ka workpiece pinaagi sa face turning o face milling.
Ang Pagbansay sa CNC
Ang CNC Drilling mao ang proseso sa paghimo og lungag sa usa ka workpiece. Niini nga operasyon, ang usa ka multi-point rotating cutting tool nga adunay partikular nga gidak-on molihok sa usa ka tul-id nga linya nga patindog sa nawong nga drillon, sa ingon epektibo nga makamugna og lungag.
Mga Himan para sa Pag-machine sa Aluminum
Adunay ubay-ubay nga mga butang nga makaimpluwensya sa pagpili sa himan para sa aluminum CNC machining.
Pagdisenyo sa Himan
Adunay lain-laing aspeto sa geometry sa usa ka himan nga makatampo sa kahusayan niini sa pag-machining sa aluminum. Usa niini mao ang gidaghanon sa plawta niini. Aron malikayan ang kalisud sa pag-evacuate sa chip sa taas nga tulin, ang mga cutting tool para sa aluminum CNC machining kinahanglan adunay 2-3 ka plawta. Ang mas daghang gidaghanon sa plawta moresulta sa mas gagmay nga mga chip valley. Kini ang hinungdan nga ang dagkong mga chip nga gihimo sa mga aluminum alloy ma-stuck. Kung ang mga pwersa sa pagputol ubos ug ang chip clearance hinungdanon sa proseso, kinahanglan kang mogamit og 2 ka plawta. Para sa hingpit nga balanse sa chip clearance ug kusog sa himan, gamita ang 3 ka plawta.
Ang anggulo sa Helix
Ang anggulo sa helix mao ang anggulo tali sa sentro nga linya sa usa ka himan ug sa usa ka tul-id nga linya nga tangent ubay sa cutting edge. Kini usa ka importante nga bahin sa mga himan sa pagputol. Samtang ang mas taas nga anggulo sa helix mas paspas nga makatangtang sa mga chips gikan sa usa ka bahin, kini nagdugang sa friction ug kainit atol sa pagputol. Mahimo kini nga hinungdan sa pag-weld sa mga chips sa nawong sa himan atol sa high-speed aluminum CNC machining. Ang mas ubos nga anggulo sa helix, sa laing bahin, makamugna og gamay nga kainit apan mahimong dili makatangtang sa mga chips nga epektibo. Alang sa pag-machining sa aluminum, ang 35° o 40° nga anggulo sa helix angay alang sa mga aplikasyon sa roughing, samtang ang anggulo sa helix nga 45° labing maayo alang sa finishing.
Anggulo sa Clearance
Ang anggulo sa clearance usa pa ka importante nga butang para sa hustong pag-andar sa usa ka himan. Ang sobra ka dako nga anggulo mahimong hinungdan sa pagkalot sa himan ngadto sa trabaho ug pagka-ganghag. Sa laing bahin, ang gamay ra kaayo nga anggulo mahimong hinungdan sa friction tali sa himan ug sa trabaho. Ang mga anggulo sa clearance tali sa 6° ug 10° mao ang labing maayo para sa aluminum CNC machining.
Himan nga Materyal
Ang carbide mao ang gipalabi nga materyal alang sa mga himan sa pagputol nga gigamit sa aluminum CNC machining. Tungod kay ang aluminum humok nga pagputol, ang importante sa usa ka himan sa pagputol alang sa aluminum dili ang katig-a, apan ang abilidad sa pagpabilin sa hait nga sulab. Kini nga abilidad anaa sa mga himan sa carbide ug kini nagdepende sa duha ka butang, ang gidak-on sa lugas sa carbide ug ang ratio sa binder. Samtang ang mas dako nga gidak-on sa lugas moresulta sa mas gahi nga materyal, ang mas gamay nga gidak-on sa lugas naggarantiya sa mas gahi ug mas resistensya sa impact nga materyal nga mao gyud ang kabtangan nga atong gikinahanglan. Ang mas gagmay nga mga lugas nanginahanglan og cobalt aron makab-ot ang pino nga istruktura sa lugas ug ang kusog sa materyal.
Apan, ang cobalt mo-react sa aluminum sa taas nga temperatura, nga moporma og natipon nga ngilit sa aluminum sa ibabaw sa himan. Ang importante mao ang paggamit og carbide tool nga adunay saktong gidaghanon sa cobalt (2-20%), aron maminusan kini nga reaksyon, samtang gipadayon ang gikinahanglan nga kusog. Ang mga carbide tool kasagaran mas makasugakod kay sa mga Steel tool, ang taas nga gikusgon nga nalangkit sa aluminum CNC machining.
Gawas sa materyal sa himan, ang pagtabon sa himan usa ka importante nga butang sa kahusayan sa pagputol sa himan. Ang ZrN (Zirconium Nitride), TiB2 (Titanium di-Boride), ug mga diamond-like coatings mao ang pipila ka angay nga coating para sa mga himan nga gigamit sa aluminum CNC machining.
Mga Feed ug Speed
Ang katulin sa pagputol mao ang katulin sa pagtuyok sa himan sa pagputol. Ang aluminyo makasugakod sa taas kaayo nga katulin sa pagputol busa ang katulin sa pagputol alang sa mga aluminum alloy nagdepende sa mga limitasyon sa makina nga gigamit. Ang katulin kinahanglan nga kutob sa mahimo sa aluminum CNC machining, tungod kay kini makapakunhod sa posibilidad sa pagporma sa mga natipon nga mga ngilit, makadaginot sa oras, makapakunhod sa pagtaas sa temperatura sa bahin, makapaayo sa pagkabuak sa chip, ug makapaayo sa pagkahuman. Ang eksaktong katulin nga gigamit managlahi depende sa aluminum alloy ug sa diametro sa himan.
Ang feed rate mao ang gilay-on nga gilihok sa workpiece o himan kada rebolusyon sa himan. Ang feed nga gigamit nagdepende sa gitinguha nga pagkahuman, ang kusog, ug ang katig-a sa workpiece. Ang mga rough cuts nanginahanglan og feed nga 0.15 hangtod 2.03 mm/rev samtang ang mga finishing cuts nanginahanglan og feed nga 0.05 hangtod 0.15mm/rev.
Pagputol sa Fluid
Bisan pa sa kasayon niini sa pag-machine, ayaw gyud putla ang aluminum nga uga kay kini makapadali sa pagporma sa mga natipon nga ngilit. Ang angay nga cutting fluid para sa aluminum CNC machining mao ang soluble-oil emulsions ug mineral oils. Likayi ang cutting fluids nga adunay chlorine o active sulfur kay kini nga mga elemento makamantsa sa aluminum.
Mga Proseso sa Post-Machining
Human sa pag-machine sa usa ka aluminum nga parte, adunay pipila ka mga proseso nga mahimo nimong buhaton aron mapauswag ang pisikal, mekanikal, ug aesthetic nga mga bahin sa parte. Ang labing kaylap nga mga proseso mao ang mosunod.
Bead ug Sand Blasting
Ang bead blasting usa ka proseso sa pagtapos alang sa katuyoan sa katahom. Niini nga proseso, ang gi-machine nga bahin gi-blast gamit ang gagmay nga mga glass beads gamit ang usa ka highly pressurized air gun, nga epektibo nga nagtangtang sa materyal ug nagsiguro sa usa ka hamis nga nawong. Naghatag kini sa aluminum og satin o matte nga finish. Ang mga nag-unang parameter sa proseso alang sa bead blasting mao ang gidak-on sa mga glass beads ug ang gidaghanon sa presyur sa hangin nga gigamit. Gamita lamang kini nga proseso kung ang mga dimensional tolerances sa usa ka bahin dili kritikal.
Ang uban pang mga proseso sa pagtapos naglakip sa pagpasinaw ug pagpintal.
Taklap, sapaw
Naglambigit kini sa pag-coat sa usa ka aluminum nga parte gamit ang laing materyal sama sa zinc, nickel, ug chrome. Gihimo kini aron mapaayo ang mga proseso sa mga parte ug mahimong makab-ot pinaagi sa mga prosesong electrochemical.
Pag-anodize
Ang anodising usa ka electrochemical nga proseso diin ang usa ka aluminum nga parte ituslob sa usa ka solusyon sa diluted sulphuric acid, ug ang electric voltage ipadapat sa cathode ug anode. Kini nga proseso epektibong nag-convert sa nabuyagyag nga mga nawong sa parte ngadto sa usa ka gahi, electrically non-reactive aluminum oxide coating. Ang densidad ug gibag-on sa coating nga nahimo nagdepende sa pagka-konsistente sa solusyon, sa oras sa anodising, ug sa kuryente. Mahimo ka usab nga mohimo og anodisation aron koloran ang usa ka parte.
Powder Coating
Ang proseso sa powder coating naglambigit sa pag-coat sa usa ka parte gamit ang colored polymer powder, gamit ang electrostatic spray gun. Ang parte gipauga dayon sa temperatura nga 200°C. Ang powder coating mopausbaw sa kusog ug resistensya sa pagkaguba, taya, ug impact.
Pagtambal sa kainit
Ang mga piyesa nga hinimo gikan sa mga aluminum alloy nga ma-heat-treat mahimong moagi sa heat treatment aron mapaayo ang ilang mekanikal nga mga kabtangan.
Mga Aplikasyon sa CNC Machined Aluminum Parts sa Industriya
Sama sa giingon ganina, ang mga aluminum alloy adunay daghang maayong mga kabtangan. Busa, ang mga piyesa sa aluminum nga ginama sa CNC gikinahanglan sa daghang mga industriya, lakip ang mosunod:
- aerospacetungod sa taas nga ratio sa kusog-sa-timbang niini, daghang mga fitting sa eroplano ang hinimo gikan sa makina nga aluminyo;
- Automotive: susama sa industriya sa aerospace, daghang mga piyesa sama sa mga shaft ug uban pang mga sangkap sa industriya sa awto ang hinimo gikan sa aluminum;
- electrical: nga adunay taas nga electrical conductivities, ang mga CNC machined aluminum nga mga piyesa kasagarang gigamit isip mga electronic component sa mga electrical appliances;
- Pagkaon/ParmasyaTungod kay dili kini mo-react sa kadaghanan sa mga organikong substansiya, ang mga piyesa sa aluminyo adunay hinungdanong papel sa industriya sa pagkaon ug parmasyutiko;
- SportsAng aluminum sagad gigamit sa paghimo og mga kagamitan sa paugnat sa kusog sama sa mga baseball bat ug mga sipol sa paugnat sa kusog;
- CryogenicsAng abilidad sa aluminum sa pagpabilin sa mekanikal nga mga kabtangan niini sa mga temperatura nga ubos sa sero, naghimo sa mga piyesa sa aluminum nga tilinguhaon alang sa mga cryogenic nga aplikasyon.