Aluminio por CNC-Maŝinado
Aluminio estas unu el la plej maŝinitaj materialoj haveblaj hodiaŭ. Fakte, CNC-maŝinadaj procezoj de aluminio estas duaj post ŝtalo laŭ la ofteco de efektivigo. Ĉefe tio ŝuldiĝas al ĝia bonega maŝinebleco.
En sia plej pura formo, la kemia elemento aluminio estas mola, muldebla, nemagneta, kaj aspekte arĝentblanka. Tamen, la elemento ne estas uzata nur en pura formo. Aluminio estas kutime alojita kun diversaj elementoj kiel mangano, kupro kaj magnezio por formi centojn da aluminiaj alojoj kun diversaj signife plibonigitaj ecoj.
Ĉi tiu artikolo esploras la procezojn, ilojn, parametrojn kaj defiojn ligitajn al CNC-maŝinado de aluminio kaj ĝiaj alojoj. Ĝi ankaŭ diskutas la ecojn de aluminio, la plej popularaj alojoj uzataj en CNC-maŝinado, same kiel la aplikon de aluminio en diversaj industrioj.
Maŝinebleco
Aluminio estas facile formata, prilaborata kaj maŝinprilaborata per diversaj procezoj. Ĝi povas esti rapide kaj facile tranĉita per maŝiniloj ĉar ĝi estas mola kaj facile ĉiziĝas. Ĝi ankaŭ estas malpli multekosta kaj postulas malpli da potenco por maŝinprilaborado ol ŝtalo. Ĉi tiuj karakterizaĵoj estas grandegaj avantaĝoj por kaj la maŝinisto kaj la kliento mendanta la pecon. Krome, la bona maŝinprilaborebleco de aluminio signifas, ke ĝi malpli deformas dum maŝinado. Ĉi tio kondukas al pli alta precizeco, ĉar ĝi permesas al CNC-maŝinoj atingi pli altajn toleremojn.
Rilatumo de forto al pezo
Aluminio havas densecon proksimume triono de la denseco de ŝtalo. Tio faras ĝin relative malpeza. Malgraŭ sia malpezeco, aluminio havas tre altan forton. Ĉi tiu kombinaĵo de forto kaj malpezeco estas priskribita kiel la forto-peza proporcio de materialoj. La alta forto-peza proporcio de aluminio faras ĝin favora por partoj bezonataj en pluraj industrioj kiel la aŭtomobila kaj aerspaca industrioj.
Rezisto de korodo
Aluminio estas gratvundrezista kaj korodrezista en komunaj maraj kaj atmosferaj kondiĉoj. Vi povas plibonigi ĉi tiujn ecojn per anodigo. Gravas noti, ke rezisto al korodo varias en malsamaj aluminiogradoj. La plej ofte CNC-maŝinitaj gradoj, tamen, havas la plej grandan reziston.
Rendimento ĉe Malaltaj Temperaturoj
Plej multaj materialoj emas perdi iujn el siaj dezirindaj ecoj je subnulaj temperaturoj. Ekzemple, kaj karbonŝtaloj kaj kaŭĉuko fariĝas fragilaj je malaltaj temperaturoj. Aluminio, siavice, retenas sian molecon, duktecon kaj forton je tre malaltaj temperaturoj.
Elektra Konduktiveco
La elektra konduktiveco de pura aluminio estas ĉirkaŭ 37.7 milionoj da siemensoj por metro je ĉambra temperaturo. Kvankam aluminiaj alojoj povas havi pli malaltajn konduktivecojn ol pura aluminio, ili estas sufiĉe konduktivecaj por ke iliaj partoj trovu uzon en elektraj komponantoj. Aliflanke, aluminio estus netaŭga materialo se elektra konduktiveco ne estas dezirinda karakterizaĵo de maŝinita parto.
Reciklebleco
Ĉar ĝi estas subtraha fabrikada procezo, CNC-maŝinadaj procezoj generas grandan nombron da pecetoj, kiuj estas rubmaterialoj. Aluminio estas tre reciklebla, kio signifas, ke ĝi postulas relative malaltan energion, penon kaj koston por recikli. Tio igas ĝin preferinda por tiuj, kiuj volas reakiri elspezojn aŭ redukti materialan malŝparon. Ĝi ankaŭ igas aluminion pli ekologie amika materialo por maŝini.
Potencialo de anodigo
Anodizado, kiu estas surfac-finpolura proceduro kiu pliigas la eluziĝon kaj korodreziston de materialo, estas facile atingebla en aluminio. Ĉi tiu procezo ankaŭ faciligas aldoni koloron al maŝinprilaboritaj aluminiopartoj.
Popularaj Aluminiaj Alojoj por CNC-Maŝinado
Laŭ nia sperto ĉe Xometry, la jenaj 5 aluminio-gradoj estas inter la plej ofte uzataj por CNC-maŝinado.
EN AW-2007 / 3.1645 / AlCuMgPb
Alternativaj nomoj: 3.1645; EN 573-3; AlCu4PbMgMn.
Ĉi tiu aluminia alojo havas kupron kiel sian ĉefan alojan elementon (4-5%) de kupro. Ĝi estas mallong-tranĉita alojo, kiu estas daŭra, malpeza, tre funkcia, kaj havas la samajn altajn mekanikajn ecojn kiel AW 2030. Ĝi ankaŭ taŭgas por surfadenado, varmotraktado kaj alt-rapida maŝinado. Ĉiuj ĉi tiuj ecoj igas EN AW 2007 vaste uzata en la produktado de maŝinpartoj, rigliloj, nitoj, nuksoj, ŝraŭboj kaj surfadenitaj stangoj. Tamen, ĉi tiu aluminia grado havas malaltan veldeblecon kaj malaltan korodreziston; tial rekomendas efektivigi protektan anodigon post parta maŝinado.
EN AW-5083 / 3.3547 / Al-Mg4,5Mn
Alternativaj nomoj: 3.3547; Alojo 5083; EN 573-3; UNS A95083; ASTM B209; AlMg4.5Mn0.7
AW 5083 estas fama pro sia bonega funkciado en severaj medioj. Ĝi enhavas magnezion kaj malgrandajn spurojn de kromo kaj mangano. Ĉi tiu grado havas tre altan reziston al korodo en kaj kemiaj kaj maraj medioj. El ĉiuj ne-varmotrakteblaj alojoj, AW 5080 havas la plej altan forton; econ, kiun ĝi konservas eĉ post veldado. Kvankam ĉi tiu alojo ne devus esti uzata en aplikoj kun temperaturoj pli altaj ol 65 °C, ĝi elstaras en aplikoj je malaltaj temperaturoj.
Pro siaj dezirindaj ecoj, AW 5080 estas uzata en multaj aplikoj, inkluzive de kriogena ekipaĵo, maraj aplikoj, prema ekipaĵo, kemiaj aplikoj, velditaj konstruaĵoj kaj veturilkaroserioj.
EN AW 5754 / 3.3535 / Al-Mg3
Alternativaj nomoj: 3.3535; Alojo 5754; EN 573-3; U21NS A95754; ASTM B 209; Al-Mg3.
Estante forĝita aluminio-magnezia alojo kun la plej alta procento de aluminio, AW 5754 povas esti rulita, forĝita kaj eltrudita. Ĝi ankaŭ ne estas varmotraktebla kaj povas esti malvarme prilaborita por pliigi sian forton, sed kun pli malalta duktileco. Krome, ĉi tiu alojo havas bonegan reziston al korodo kaj altan forton. Konsiderante ĉi tiujn ecojn, kompreneblas, ke AW 5754 estas unu el la plej popularaj CNC-maŝinitaj aluminiogradoj. Ĝi estas tipe uzata en velditaj strukturoj, plankokovraj aplikoj, fiŝkaptada ekipaĵo, veturilkaroserioj, nutraĵprilaborado kaj nitoj.
EN AW-6060 / 3.3206 / Al-MgSi
Alternativaj nomoj: 3.3206; ISO 6361; UNS A96060; ASTM B 221; AlMgSi0,5
Ĉi tiu estas forĝita aluminia alojo enhavanta magnezion kaj silicion. Ĝi estas varmotraktebla kaj havas mezan forton, bonan veldeblon kaj bonan formeblon. Ĝi ankaŭ estas tre rezistema al korodo; eco, kiu povas esti plibonigita eĉ plu per anodigo. EN AW 6060 ofte estas uzata en konstruado, nutraĵprilaborado, medicina ekipaĵo kaj aŭtomobilinĝenierado.
EN AW-7075 / 3.4365 / Al-Zn6MgCu
Alternativaj nomoj: 3.4365; UNS A96082; H30; Al-Zn6MgCu.
Zinko estas la ĉefa aloja elemento en ĉi tiu grado de aluminio. Kvankam EN AW 7075 havas mezan maŝineblon, malbonajn malvarmformajn ecojn, kaj ne taŭgas por veldado kaj lutado; ĝi havas altan rilatumon inter forto kaj denseco, bonegan reziston al atmosferaj kaj maraj medioj, kaj forton kompareblan al iuj ŝtalaj alojoj. Ĉi tiu alojo estas uzata en tre vasta gamo da aplikoj, inkluzive de kadroj por glisiloj kaj bicikloj, rokgrimpa ekipaĵo, armiloj kaj fabrikado de muldiloj.
EN AW-6061 / 3.3211 / Al-Mg1SiCu
Alternativaj nomoj: 3.3211, UNS A96061, A6061, Al-Mg1SiCu.
Ĉi tiu alojo enhavas magnezion kaj silicion kiel siajn ĉefajn alojelementojn kun spuroj de kupro. Kun streĉrezisto de 180 MPa, ĝi estas alt-forta alojo kaj estas tre taŭga por forte ŝarĝitaj strukturoj kiel ekzemple skafaldoj, fervojaj vagonoj, maŝinaj kaj aerspacaj partoj.
EN AW-6082 / 3.2315 / Al-Si1Mg
Alternativaj nomoj: 3.2315, UNS A96082, A-SGM0,7, Al-Si1Mg.
Tipe formita per rulado kaj eltrudado, ĉi tiu alojo havas mezan forton kun tre bona veldeblo kaj varmokondukteco. Ĝi havas altan reziston al streĉkorodo kaj fendado. Ĝi havas streĉreziston, kiu varias de 140 ĝis 330 MPa. Ĝi estas multe uzata en enmara konstruado kaj konteneroj.
Aluminiaj CNC-Maŝinado-Procezoj
Vi povas maŝinprilabori aluminion per kelkaj el la CNC-maŝinprilaboraj procezoj haveblaj hodiaŭ. Jen kelkaj el ĉi tiuj procezoj.
CNC Turnanta
En CNC-tornado, la laborpeco rotacias, dum la unu-punkta tranĉilo restas senmova laŭ sia akso. Depende de la maŝino, aŭ la laborpeco aŭ la tranĉilo plenumas antaŭenigan movon unu kontraŭ la alia por atingi materialforigon.
CNC Milling
CNC-frezado estas la plej ofte uzataj en maŝinado de aluminiopartoj. Ĉi tiuj operacioj implikas la rotacion de plurpunkta tranĉaĵo laŭ sia akso, dum la laborpeco restas senmova laŭ sia propra akso. La tranĉa ago kaj posta materialforigo estas atingitaj per la antaŭeniga movo de aŭ la laborpeco, la tranĉilo, aŭ ambaŭ kune. Ĉi tiu movo povas esti efektivigita laŭ pluraj aksoj.
Poŝpetado
Ankaŭ konata kiel poŝofrezado, poŝofarado estas formo de CNC-frezado en kiu kava poŝo estas maŝinita en parto.
Alfrontante
Alfrontado en maŝinado implikas krei platan transversan sekcan areon sur la surfaco de laborpeco per aŭ fronttornado aŭ frontfrezado.
CNCa Borilo
CNC-borado estas la procezo de farado de truo en laborpeco. En ĉi tiu operacio, plurpunkta rotacianta tranĉilo de specifa grandeco moviĝas rektlinie perpendikulare al la borota surfaco, tiel efike kreante truon.
Iloj por Maŝinado de Aluminio
Ekzistas pluraj faktoroj, kiuj influas la elekton de ilo por CNC-maŝinado de aluminio.
Ilo-Projektado
Ekzistas diversaj aspektoj de la geometrio de ilo, kiuj kontribuas al ĝia efikeco en maŝinado de aluminio. Unu el ĉi tiuj estas ĝia nombro da kanelitaj fendoj. Por eviti malfacilaĵojn en la evakuado de pecetoj je altaj rapidoj, tranĉiloj por CNC-maŝinado de aluminio devus havi 2-3 kanelitajn fendojn. Pli alta nombro da kanelitaj fendoj rezultigas pli malgrandajn pecetajn valojn. Ĉi tio kaŭzos, ke la grandaj pecetoj produktitaj de aluminiaj alojoj blokiĝos. Kiam tranĉfortoj estas malaltaj kaj peceta liberaco estas kritika por la procezo, vi devus uzi 2 kanelitajn fendojn. Por perfekta ekvilibro inter peceta liberaco kaj ila forto, uzu 3 kanelitajn fendojn.
Helika Angulo
La helica angulo estas la angulo inter la centra linio de ilo kaj rekta tangento laŭlonge de la tranĉrando. Ĝi estas grava trajto de tranĉiloj. Dum pli alta helica angulo forigas pecetojn de parto pli rapide, ĝi pliigas la frotadon kaj varmon dum tranĉado. Ĉi tio povas kaŭzi, ke la pecetoj veldu al la ilsurfaco dum alt-rapida aluminia CNC-maŝinado. Pli malalta helica angulo, aliflanke, produktas malpli da varmo sed eble ne forigas pecetojn efike. Por maŝinado de aluminio, helica angulo de 35° aŭ 40° taŭgas por malglatigaj aplikoj, dum helica angulo de 45° estas plej bona por finpolurado.
Libera Angulo
Libera angulo estas alia grava faktoro por la ĝusta funkciado de ilo. Tro granda angulo kaŭzus, ke la ilo enprofundiĝu en la laborpecon kaj vibru. Aliflanke, tro malgranda angulo kaŭzus frikcion inter la ilo kaj la laborpeco. Liberaj anguloj inter 6° kaj 10° estas plej bonaj por CNC-maŝinado de aluminio.
Ila Materialo
Karbido estas la preferata materialo por tranĉiloj uzataj en aluminia CNC-maŝinado. Ĉar aluminio estas mola tranĉado, kio gravas en tranĉilo por aluminio ne estas malmoleco, sed la kapablo konservi akregan randon. Ĉi tiu kapablo ĉeestas en karbidaj iloj kaj ĝi dependas de du faktoroj, karbida grenograndeco kaj ligiloproporcio. Dum pli granda grenograndeco rezultas en pli malmola materialo, pli malgranda grenograndeco garantias pli duran, pli ŝokorezistan materialon, kio estas fakte la eco, kiun ni bezonas. Pli malgrandaj grenoj postulas kobalton por atingi la fajnan grenostrukturon kaj la forton de la materialo.
Tamen, kobalto reagas kun aluminio je altaj temperaturoj, formante amasiĝintan randon de aluminio sur la ilsurfaco. La ŝlosilo estas uzi karbidan ilon kun la ĝusta kvanto da kobalto (2-20%), por minimumigi ĉi tiun reakcion, samtempe konservante la bezonatan forton. Karbidaj iloj tipe kapablas elteni pli bone ol ŝtalaj iloj la altajn rapidojn asociitajn kun aluminia CNC-maŝinado.
Aldone al ilmaterialo, ilotegaĵo estas grava faktoro en ilotranĉa efikeco. ZrN (Zirkonia Nitrido), TiB2 (Titana Di-Borido), kaj diamant-similaj tegaĵoj estas kelkaj taŭgaj tegaĵoj por iloj uzataj en aluminio CNC-maŝinado.
Fluoj kaj Rapidoj
Tranĉrapido estas la rapido, je kiu la tranĉilo rotacias. Aluminio povas elteni tre altan tranĉrapidon, tial la tranĉrapido por aluminiaj alojoj dependas de la limoj de la uzata maŝino. La rapido devus esti tiel alta kiel praktike en aluminia CNC-maŝinado, ĉar tio reduktas la eblecon de formado de amasiĝintaj randoj, ŝparas tempon, minimumigas temperaturpliiĝon en la parto, plibonigas la rompiĝon de ĉipoj kaj plibonigas la finpoluron. La preciza uzata rapido varias laŭ la aluminia alojo kaj la diametro de la ilo.
Avancrapido estas la distanco, kiun la laborpeco aŭ ilo moviĝas por ĉiu rivoluo de la ilo. La uzata avancro dependas de la dezirata finpoluro, la forto kaj la rigideco de la laborpeco. Malglataj tranĉoj postulas avancro de 0.15 ĝis 2.03 mm/rivoluo, dum finpoluraj tranĉoj postulas avancro de 0.05 ĝis 0.15 mm/rivoluo.
Tranĉa Fluido
Malgraŭ ĝia maŝinebleco, neniam sekigu aluminion, ĉar tio antaŭenigas la formadon de amasiĝintaj randoj. La taŭgaj tranĉfluidoj por CNC-maŝinado de aluminio estas solveblaj oleaj emulsioj kaj mineralaj oleoj. Evitu tranĉfluidojn, kiuj enhavas kloron aŭ aktivan sulfuron, ĉar ĉi tiuj elementoj makulas aluminion.
Post-maŝinaj Procezoj
Post maŝinado de aluminio-parto, ekzistas certaj procezoj, kiujn vi povas efektivigi por plibonigi la fizikajn, mekanikajn kaj estetikajn ecojn de la parto. La plej disvastigitaj procezoj estas jenaj.
Perlo- kaj Sabloblovado
Globblovado estas finpolura procezo por estetikaj celoj. En ĉi tiu procezo, la maŝinprilaborita parto estas globblovita per etaj vitrogloboj uzante altpreman aerpafilon, efike forigante materialon kaj certigante glatan surfacon. Ĝi donas al aluminio satenan aŭ matan finpoluron. La ĉefaj procezparametroj por globblovado estas la grandeco de la vitrogloboj kaj la kvanto de uzata aerpremo. Uzu ĉi tiun procezon nur kiam la dimensiaj tolerancoj de parto ne estas kritikaj.
Aliaj finaj procezoj inkluzivas poluradon kaj pentradon.
revestimiento
Tio implikas kovri aluminian parton per alia materialo kiel zinko, nikelo kaj kromo. Ĉi tio estas farita por plibonigi la pecprocesojn kaj povas esti atingita per elektrokemiaj procezoj.
Anodizado
Anodigo estas elektrokemia procezo, en kiu aluminia parto estas trempita en solvaĵo de diluita sulfata acido, kaj elektra tensio estas aplikata trans la katodon kaj anodon. Ĉi tiu procezo efike konvertas la nudajn surfacojn de la parto en malmolan, elektre nereagan aluminian oksidan tegaĵon. La denseco kaj dikeco de la kreita tegaĵo dependas de la konsistenco de la solvaĵo, la anodiga tempo kaj la elektra kurento. Vi ankaŭ povas fari anodigon por kolorigi parton.
Kuvila Tegmento
La pulvora tegaĵprocezo implikas kovradon de parto per koloraj polimeraj pulvoroj, uzante elektrostatikan ŝprucpistolon. La parto poste estas lasita hardi je temperaturo de 200 °C. Pulvora tegaĵo plibonigas forton kaj reziston al eluziĝo, korodo kaj frapo.
Varma Traktado
Partoj faritaj el varmotrakteblaj aluminiaj alojoj povas sperti varmotraktadon por plibonigi siajn mekanikajn ecojn.
Aplikoj de CNC-Maŝinprilaboritaj Aluminiaj Partoj en Industrio
Kiel jam dirite, aluminiaj alojoj havas kelkajn dezirindajn ecojn. Tial, CNC-maŝinitaj aluminiaj partoj estas nemalhaveblaj en pluraj industrioj, inkluzive de la jenaj:
- Aeroespacialpro ĝia alta forto-pezo-rilatumo, pluraj aviadilaj armaturoj estas faritaj el maŝinprilaborita aluminio;
- automotrizsimile al la aerspaca industrio, pluraj partoj kiel ŝaftoj kaj aliaj komponantoj en la aŭtomobila industrio estas faritaj el aluminio;
- elektraj: havante altajn elektrajn konduktivecojn, CNC-maŝinitaj aluminiopartoj ofte estas uzataj kiel elektronikaj komponantoj en elektraj aparatoj;
- Manĝaĵo / Farmaciaĉar ili ne reagas kun plej multaj organikaj substancoj, aluminiopartoj ludas gravajn rolojn en la nutraĵa kaj farmacia industrioj;
- Sportojaluminio ofte estas uzata por fari sportekipaĵon kiel basbalbatiloj kaj sportfajfiloj;
- CryogenicsLa kapablo de aluminio konservi siajn mekanikajn ecojn je subnulaj temperaturoj igas aluminiajn partojn dezirindaj por kriogenaj aplikoj.