Alwminiwm ar gyfer Deunyddiau Peiriannu CNC
Alwminiwm yw un o'r deunyddiau mwyaf peiriannu sydd ar gael heddiw. Mewn gwirionedd, mae prosesau peiriannu CNC alwminiwm yn ail ar ôl dur o ran amlder gweithredu. Yn bennaf mae hyn oherwydd ei allu peiriannu rhagorol.
Yn ei ffurf buraf, mae'r elfen gemegol alwminiwm yn feddal, yn hydwyth, yn anmagnetig, ac yn wyn ariannaidd o ran golwg. Fodd bynnag, nid yn ei ffurf bur yn unig y defnyddir yr elfen. Fel arfer caiff alwminiwm ei aloi ag amrywiol elfennau fel manganîs, copr a magnesiwm i ffurfio cannoedd o aloion alwminiwm gyda gwahanol briodweddau sydd wedi'u gwella'n sylweddol.
Mae'r erthygl hon yn archwilio'r prosesau, yr offer, y paramedrau a'r heriau sy'n gysylltiedig â pheiriannu CNC alwminiwm a'i aloion. Mae hefyd yn trafod priodweddau alwminiwm, yr aloion mwyaf poblogaidd a ddefnyddir mewn peiriannu CNC, yn ogystal â chymhwysiad alwminiwm mewn amrywiol ddiwydiannau.
Machinability
Mae alwminiwm yn hawdd ei ffurfio, ei weithio a'i beiriannu gan ddefnyddio amrywiaeth o brosesau. Gellir ei dorri'n gyflym ac yn hawdd gan offer peiriant oherwydd ei fod yn feddal ac mae'n naddu'n hawdd. Mae hefyd yn rhatach ac mae angen llai o bŵer i'w beiriannu na dur. Mae'r nodweddion hyn o fanteision aruthrol i'r peiriannydd a'r cwsmer sy'n archebu'r rhan. Ar ben hynny, mae peiriannu da alwminiwm yn golygu ei fod yn anffurfio llai yn ystod peiriannu. Mae hyn yn arwain at gywirdeb uwch gan ei fod yn caniatáu i beiriannau CNC gyflawni goddefiannau uwch.
Cymhareb cryfder-i-bwysau
Mae alwminiwm tua thraean o ddwysedd dur. Mae hyn yn ei wneud yn gymharol ysgafn. Er gwaethaf ei bwysau ysgafn, mae gan alwminiwm gryfder uchel iawn. Disgrifir y cyfuniad hwn o gryfder a phwysau ysgafn fel y gymhareb cryfder-i-bwysau o ddeunyddiau. Mae cymhareb cryfder-i-bwysau uchel alwminiwm yn ei gwneud yn ffafriol ar gyfer rhannau sydd eu hangen mewn sawl diwydiant fel y diwydiannau modurol ac awyrofod.
Resistance cyrydiad
Mae alwminiwm yn gallu gwrthsefyll crafiadau a chyrydiad mewn amodau morol ac atmosfferig cyffredin. Gallwch wella'r priodweddau hyn trwy anodeiddio. Mae'n bwysig nodi bod ymwrthedd i gyrydiad yn amrywio mewn gwahanol raddau alwminiwm. Fodd bynnag, y graddau sy'n cael eu peiriannu CNC amlaf sydd â'r ymwrthedd mwyaf.
Perfformiad ar dymheredd isel
Mae'r rhan fwyaf o ddeunyddiau'n tueddu i golli rhai o'u priodweddau dymunol ar dymheredd is na sero. Er enghraifft, mae dur carbon a rwber yn mynd yn frau ar dymheredd isel. Mae alwminiwm, yn ei dro, yn cadw ei feddalwch, ei hydwythedd a'i gryfder ar dymheredd isel iawn.
Dargludedd Trydanol
Mae dargludedd trydanol alwminiwm pur tua 37.7 miliwn siemens y metr ar dymheredd ystafell. Er y gall aloion alwminiwm fod â dargludedd is nag alwminiwm pur, maent yn ddigon dargludol i'w rhannau gael eu defnyddio mewn cydrannau trydanol. Ar y llaw arall, byddai alwminiwm yn ddeunydd anaddas os nad yw dargludedd trydanol yn nodwedd ddymunol o ran wedi'i pheiriannu.
Ailgylchadwyedd
Gan ei fod yn broses weithgynhyrchu tynnu, mae prosesau peiriannu CNC yn cynhyrchu nifer fawr o sglodion, sy'n ddeunyddiau gwastraff. Mae alwminiwm yn ailgylchadwy iawn sy'n golygu ei fod angen ynni, ymdrech a chost cymharol isel i'w ailgylchu. Mae hyn yn ei wneud yn well i'r rhai sydd am adennill gwariant neu leihau gwastraff deunydd. Mae hefyd yn gwneud alwminiwm yn ddeunydd mwy cyfeillgar i'r amgylchedd i'w beiriannu.
Potensial Anodeiddio
Mae anodisiad, sef gweithdrefn gorffen arwyneb sy'n cynyddu ymwrthedd deunydd i draul a chorydiad, yn hawdd i'w gyflawni mewn alwminiwm. Mae'r broses hon hefyd yn ei gwneud hi'n haws ychwanegu lliw at rannau alwminiwm wedi'u peiriannu.
Aloi Alwminiwm Poblogaidd ar gyfer Peiriannu CNC
O'n profiad ni yn Xometry, y 5 gradd alwminiwm canlynol yw rhai o'r rhai a ddefnyddir amlaf ar gyfer peiriannu CNC.
EN AW-2007/3.1645/AlCuMgPb
Dynodiadau amgen: 3.1645; EN 573-3; AlCu4PbMgMn.
Mae gan yr aloi alwminiwm hwn gopr fel ei brif elfen aloi (4-5%) o gopr. Mae'n aloi sglodion byr sy'n wydn, yn ysgafn, yn hynod swyddogaethol, ac mae ganddo'r un priodweddau mecanyddol uchel ag AW 2030. Mae hefyd yn addas ar gyfer edafu, trin gwres, a pheiriannu cyflym. Mae'r holl briodweddau hyn yn gwneud EN AW 2007 yn cael ei ddefnyddio'n helaeth wrth gynhyrchu rhannau peiriant, bolltau, rhybedion, cnau, sgriwiau, a bariau edafu. Fodd bynnag, mae gan y radd alwminiwm hon weldadwyedd isel a gwrthiant cyrydiad isel; felly argymhellir cynnal anodis amddiffynnol ar ôl peiriannu rhannau.
EN AW-5083/3.3547/Al-Mg4,5Mn
Dynodiadau amgen: 3.3547; Aloi 5083; EN 573-3; UNS A95083; ASTM B209; AlMg4.5Mn0.7
Mae AW 5083 yn enwog am ei berfformiad rhagorol mewn amgylcheddau llym. Mae'n cynnwys magnesiwm ac ychydig bach o gromiwm a manganîs. Mae gan y radd hon wrthwynebiad uchel iawn i gyrydiad mewn amgylcheddau cemegol a morol. O'r holl aloion na ellir eu trin â gwres, AW 5080 sydd â'r cryfder uchaf; priodwedd y mae'n ei chadw hyd yn oed ar ôl weldio. Er na ddylid defnyddio'r aloi hwn mewn cymwysiadau â thymheredd yn uwch na 65°C, mae'n rhagori mewn cymwysiadau tymheredd isel.
Oherwydd ei set o briodweddau dymunol, defnyddir AW 5080 mewn nifer o gymwysiadau gan gynnwys offer cryogenig, cymwysiadau morol, offer pwysau, cymwysiadau cemegol, adeiladwaith wedi'i weldio, a chyrff cerbydau.
EN AW 5754 / 3.3535 / Al-Mg3
Dynodiadau amgen: 3.3535; Aloi 5754; EN 573-3; U21NS A95754; ASTM B 209; Al-Mg3.
Gan ei fod yn aloi alwminiwm-magnesiwm wedi'i gyrio gyda'r ganran uchaf o alwminiwm, gellir rholio, ffugio ac allwthio AW 5754. Hefyd, nid yw'n drin â gwres a gellir ei weithio'n oer i gynyddu ei gryfder, ond ar hydwythedd is. Yn ogystal, mae gan yr aloi hwn wrthwynebiad rhagorol i gyrydiad ac mae ganddo gryfder uchel. O ystyried y priodweddau hyn, mae'n ddealladwy mai AW 5754 yw un o'r graddau alwminiwm peiriannu CNC mwyaf poblogaidd. Fe'i defnyddir fel arfer mewn strwythurau weldio, cymwysiadau lloriau, offer pysgota, cyrff cerbydau, prosesu bwyd a rhybedion.
EN AW-6060 / 3.3206 / Al-MgSi
Dynodiadau amgen: 3.3206; ISO 6361; UNS A96060; ASTM B 221; AlMgSi0,5
Aloi alwminiwm gyr sy'n cynnwys magnesiwm a silicon yw hwn. Mae'n drinadwy â gwres ac mae ganddo gryfder cyfartalog, weldadwyedd da, a ffurfiadwyedd da. Mae hefyd yn gallu gwrthsefyll cyrydiad yn fawr; priodwedd y gellir ei gwella ymhellach trwy anodisio. Defnyddir EN AW 6060 yn aml mewn adeiladu, prosesu bwyd, offer meddygol, a pheirianneg modurol.
EN AW-7075 / 3.4365 / Al-Zn6MgCu
Dynodiadau amgen: 3.4365; UNS A96082; H30; Al-Zn6MgCu.
Sinc yw'r elfen aloi sylfaenol yn y radd hon o alwminiwm. Er bod gan EN AW 7075 allu peiriannu cyfartalog, priodweddau ffurfio oer gwael, ac nad yw'n addas ar gyfer weldio a sodro; mae ganddo gymhareb cryfder-i-ddwysedd uchel, ymwrthedd rhagorol i amgylcheddau atmosfferig a morol, a chryfder tebyg i rai aloion dur. Defnyddir yr aloi hwn mewn ystod eang iawn o gymwysiadau gan gynnwys fframiau gleiderau crog a beiciau, offer dringo creigiau, arfau, a gweithgynhyrchu offer mowldio.
EN AW-6061/3.3211/Al-Mg1SiCu
Dynodiadau amgen: 3.3211, UNS A96061, A6061, Al-Mg1SiCu.
Mae'r aloi hwn yn cynnwys magnesiwm a silicon fel ei brif elfennau aloi gyda symiau bach o gopr. Gyda chryfder tynnol o 180Mpa, mae hwn yn aloi cryfder uchel ac mae'n addas iawn ar gyfer strwythurau â llwythi uchel fel sgaffaldiau, coetsys rheilffordd, rhannau peiriannau ac awyrofod.
EN AW-6082 / 3.2315 / Al-Si1Mg
Dynodiadau amgen: 3.2315, UNS A96082, A-SGM0,7, Al-Si1Mg.
Wedi'i ffurfio fel arfer trwy rolio ac allwthio, mae gan yr aloi hwn gryfder canolig gyda weldadwyedd a dargludedd thermol da iawn. Mae ganddo ymwrthedd uchel i gracio cyrydiad straen. Mae ganddo gryfder tynnol sy'n amrywio o 140 – 330MPa. Fe'i defnyddir yn helaeth mewn adeiladu alltraeth a chynwysyddion.
Prosesau Peiriannu CNC Alwminiwm
Gallwch beiriannu alwminiwm gan ddefnyddio nifer o'r prosesau peiriannu CNC sydd ar gael heddiw. Dyma rai o'r prosesau hyn.
CNC Turning
Mewn gweithrediadau troi CNC, mae'r darn gwaith yn cylchdroi, tra bod yr offeryn torri un pwynt yn aros yn llonydd ar hyd ei echelin. Yn dibynnu ar y peiriant, mae naill ai'r darn gwaith neu'r offeryn torri yn cynnal symudiad bwydo yn erbyn y llall er mwyn cyflawni tynnu deunydd.
CNC Melino
Gweithrediadau Melino CNC yw'r rhai a ddefnyddir amlaf wrth beiriannu rhannau alwminiwm. Mae'r gweithrediadau hyn yn cynnwys cylchdroi toriad aml-bwynt ar hyd ei echelin, tra bod y darn gwaith yn aros yn llonydd ar hyd ei echelin ei hun. Cyflawnir y weithred dorri ac yna tynnu deunydd trwy symudiad bwydo naill ai'r darn gwaith, yr offeryn torri, neu'r ddau ohonynt gyda'i gilydd. Gellir cyflawni'r symudiad hwn ar hyd echelinau lluosog.
Pocedi
Hefyd yn cael ei adnabod fel melino pocedi, mae pocedi yn fath o felino CNC lle mae poced wag yn cael ei pheiriannu mewn rhan.
Wynebu
Mae wynebu mewn peiriannu yn cynnwys creu arwynebedd trawsdoriadol gwastad ar wyneb darn gwaith trwy naill ai droi wyneb neu felino wyneb.
Drilio CNC
Drilio CNC yw'r broses o wneud twll mewn darn gwaith. Yn y llawdriniaeth hon, mae offeryn torri cylchdroi aml-bwynt o faint penodol yn symud mewn llinell syth sy'n berpendicwlar i'r wyneb i'w ddrilio, gan greu twll yn effeithiol.
Offer ar gyfer Peiriannu Alwminiwm
Mae sawl ffactor sy'n dylanwadu ar ddewis offeryn ar gyfer peiriannu CNC alwminiwm.
Dylunio Offer
Mae gwahanol agweddau ar geometreg offeryn sy'n cyfrannu at ei effeithlonrwydd wrth beiriannu alwminiwm. Un o'r rhain yw ei gyfrif ffliwt. Er mwyn atal anhawster wrth wagio sglodion ar gyflymder uchel, dylai offer torri ar gyfer peiriannu CNC alwminiwm fod â 2-3 ffliwt. Mae nifer uwch o ffliwtiau yn arwain at ddyffrynnoedd sglodion llai. Bydd hyn yn achosi i'r sglodion mawr a gynhyrchir gan aloion alwminiwm fynd yn sownd. Pan fo grymoedd torri yn isel a bod clirio sglodion yn hanfodol i'r broses, dylech ddefnyddio 2 ffliwt. I gael cydbwysedd perffaith rhwng clirio sglodion a chryfder offeryn, defnyddiwch 3 ffliwt.
Ongl Helix
Yr ongl helics yw'r ongl rhwng llinell ganol offeryn a thangent llinell syth ar hyd ymyl y torri. Mae'n nodwedd bwysig o offer torri. Er bod ongl helics uwch yn tynnu sglodion o ran yn gyflymach, mae'n cynyddu'r ffrithiant a'r gwres yn ystod torri. Gall hyn achosi i'r sglodion weldio i wyneb yr offeryn yn ystod peiriannu CNC alwminiwm cyflym. Mae ongl helics is, ar y llaw arall, yn cynhyrchu llai o wres ond efallai na fydd yn tynnu sglodion yn effeithiol. Ar gyfer peiriannu alwminiwm, mae ongl helics o 35° neu 40° yn addas ar gyfer cymwysiadau garw, tra bod ongl helics o 45° orau ar gyfer gorffen.
Ongl Clirio
Mae ongl clirio yn ffactor pwysig arall ar gyfer gweithrediad priodol offeryn. Byddai ongl rhy fawr yn achosi i'r offeryn gloddio i'r gwaith a chlecian. Ar y llaw arall, byddai ongl rhy fach yn achosi ffrithiant rhwng yr offeryn a'r gwaith. Mae onglau clirio rhwng 6° a 10° orau ar gyfer peiriannu CNC alwminiwm.
Deunydd Offer
Carbid yw'r deunydd dewisol ar gyfer offer torri a ddefnyddir mewn peiriannu CNC alwminiwm. Gan fod alwminiwm yn dorri'n feddal, nid caledwch yw'r hyn sy'n bwysig mewn offeryn torri ar gyfer alwminiwm, ond y gallu i gadw ymyl miniog iawn. Mae'r gallu hwn yn bresennol mewn offer carbid ac mae'n dibynnu ar ddau ffactor, maint grawn carbid a chymhareb rhwymwr. Er bod maint grawn mwy yn arwain at ddeunydd caletach, mae maint grawn llai yn gwarantu deunydd caletach, sy'n gwrthsefyll effaith yn fwy, sef y priodwedd sydd ei hangen arnom mewn gwirionedd. Mae angen cobalt ar rawn llai i gyflawni'r strwythur grawn mân a chryfder y deunydd.
Fodd bynnag, mae cobalt yn adweithio ag alwminiwm ar dymheredd uchel, gan ffurfio ymyl alwminiwm cronedig ar wyneb yr offeryn. Y gamp yw defnyddio offeryn carbid gyda'r swm cywir o cobalt (2-20%), er mwyn lleihau'r adwaith hwn, gan gynnal y cryfder gofynnol o hyd. Mae offer carbid fel arfer yn gallu gwrthsefyll y cyflymderau uchel sy'n gysylltiedig â pheiriannu CNC alwminiwm yn well nag offer Dur.
Yn ogystal â deunydd offer, mae cotio offer yn ffactor pwysig yn effeithlonrwydd torri offer. Mae ZrN (Sirconiwm Nitrid), TiB2 (Titaniwm di-Boride), a haenau tebyg i ddiamwnt yn rhai haenau addas ar gyfer offer a ddefnyddir mewn peiriannu CNC alwminiwm.
Porthiant a Chyflymder
Cyflymder torri yw'r cyflymder y mae'r offeryn torri yn cylchdroi arno. Gall alwminiwm wrthsefyll cyflymder torri uchel iawn felly mae cyflymder torri aloion alwminiwm yn dibynnu ar derfynau'r peiriant sy'n cael ei ddefnyddio. Dylai'r cyflymder fod mor uchel ag sy'n ymarferol mewn peiriannu CNC alwminiwm, gan fod hyn yn lleihau'r posibilrwydd o ffurfio ymylon cronedig, yn arbed amser, yn lleihau'r cynnydd mewn tymheredd yn y rhan, yn gwella torri sglodion, ac yn gwella gorffeniad. Mae'r union gyflymder a ddefnyddir yn amrywio yn ôl yr aloi alwminiwm a diamedr yr offeryn.
Y gyfradd borthiant yw'r pellter y mae'r darn gwaith neu'r offeryn yn symud fesul chwyldro o'r offeryn. Mae'r porthiant a ddefnyddir yn dibynnu ar y gorffeniad a ddymunir, cryfder ac anhyblygedd y darn gwaith. Mae toriadau garw angen porthiant o 0.15 i 2.03 mm/chwyldro tra bod toriadau gorffen angen porthiant o 0.05 i 0.15mm/chwyldro.
Torri Hylif
Er gwaethaf ei allu i'w beiriannu, peidiwch byth â thorri alwminiwm yn sych gan fod hyn yn hybu ffurfio ymylon cronedig. Yr hylifau torri priodol ar gyfer peiriannu CNC alwminiwm yw emwlsiynau olew hydawdd ac olewau mwynau. Osgowch hylifau torri sy'n cynnwys clorin neu sylffwr gweithredol gan fod yr elfennau hyn yn staenio alwminiwm.
Prosesau Ôl-beiriannu
Ar ôl peiriannu rhan alwminiwm, mae rhai prosesau y gallwch eu cynnal i wella nodweddion ffisegol, mecanyddol ac esthetig y rhan. Y prosesau mwyaf cyffredin yw'r canlynol.
Chwythu Gleiniau a Thywod
Mae chwythu gleiniau yn broses orffen at ddibenion esthetig. Yn y broses hon, caiff y rhan wedi'i pheiriannu ei chwythu â gleiniau gwydr bach gan ddefnyddio gwn aer dan bwysau uchel, gan gael gwared ar ddeunydd yn effeithiol a sicrhau arwyneb llyfn. Mae'n rhoi gorffeniad satin neu fat i alwminiwm. Y prif baramedrau proses ar gyfer chwythu gleiniau yw maint y gleiniau gwydr a faint o bwysau aer a ddefnyddir. Defnyddiwch y broses hon dim ond pan nad yw goddefiannau dimensiynol rhan yn hanfodol.
Mae prosesau gorffen eraill yn cynnwys caboli a phaentio.
cotio
Mae hyn yn cynnwys gorchuddio rhan alwminiwm â deunydd arall fel sinc, nicel a chromiwm. Gwneir hyn i wella prosesau'r rhannau a gellir ei gyflawni trwy brosesau electrocemegol.
Anodio
Mae anodisio yn broses electrogemegol lle mae rhan alwminiwm yn cael ei throchi mewn toddiant o asid sylffwrig gwanedig, a rhoddir foltedd trydan ar draws y catod a'r anod. Mae'r broses hon yn trosi arwynebau agored y rhan yn effeithiol yn haen alwminiwm ocsid caled, nad yw'n adweithiol yn drydanol. Mae dwysedd a thrwch yr haen a grëir yn dibynnu ar gysondeb yr hydoddiant, yr amser anodisio, a'r cerrynt trydan. Gallwch hefyd gynnal anodisio i liwio rhan.
Cotio Powdwr
Mae'r broses cotio powdr yn cynnwys cotio rhan â phowdr polymer lliw, gan ddefnyddio gwn chwistrellu electrostatig. Yna gadewir y rhan i wella ar dymheredd o 200°C. Mae cotio powdr yn gwella cryfder a gwrthwynebiad i wisgo, cyrydiad ac effaith.
Triniaeth Gwres
Gall rhannau wedi'u gwneud o aloion alwminiwm y gellir eu trin â gwres gael eu trin â gwres i wella eu priodweddau mecanyddol.
Cymwysiadau Rhannau Alwminiwm wedi'u Peiriannu CNC mewn Diwydiant
Fel y nodwyd yn gynharach, mae gan aloion alwminiwm nifer o briodweddau dymunol. Felly, mae rhannau alwminiwm wedi'u peiriannu â CNC yn anhepgor mewn sawl diwydiant, gan gynnwys y canlynol:
- awyrofodoherwydd ei gymhareb cryfder-i-bwysau uchel, mae nifer o ffitiadau awyrennau wedi'u gwneud o alwminiwm wedi'i beiriannu;
- Diwydiant Ceir yn debyg i'r diwydiant awyrofod, mae sawl rhan fel siafftiau a chydrannau eraill yn y diwydiant modurol wedi'u gwneud o alwminiwm;
- Trydanol: gan fod ganddynt ddargludedd trydanol uchel, defnyddir rhannau alwminiwm wedi'u peiriannu CNC yn aml fel cydrannau electronig mewn offer trydanol;
- Bwyd/Fferyllol: oherwydd nad ydyn nhw'n adweithio gyda'r rhan fwyaf o sylweddau organig, mae rhannau alwminiwm yn chwarae rolau pwysig yn y diwydiannau bwyd a fferyllol;
- Chwaraeondefnyddir alwminiwm yn aml i wneud offer chwaraeon fel batiau pêl fas a chwibanau chwaraeon;
- CryogenicsMae gallu alwminiwm i gadw ei briodweddau mecanyddol ar dymheredd is-sero yn gwneud rhannau alwminiwm yn ddymunol ar gyfer cymwysiadau cryogenig.