Aluminium foar CNC-ferwurkingsmaterialen
Aluminium is ien fan 'e meast ferwurke materialen dy't hjoed de dei te krijen binne. Eins binne CNC-ferwurkingsprosessen fan aluminium it twadde nei stiel yn termen fan útfieringsfrekwinsje. Dit komt benammen troch syn poerbêste ferwurkberens.
Yn syn suverste foarm is it gemyske elemint aluminium sêft, duktyl, net-magnetysk en sulverwyt fan uterlik. It elemint wurdt lykwols net allinich yn 'e suvere foarm brûkt. Aluminium wurdt meastentiids legearre mei ferskate eleminten lykas mangaan, koper en magnesium om hûnderten aluminiumlegeringen te foarmjen mei ferskate signifikant ferbettere eigenskippen.
Dit artikel ûndersiket de prosessen, ark, parameters en útdagings dy't belutsen binne by de CNC-ferwurking fan aluminium en syn legearingen. It besprekt ek de eigenskippen fan aluminium, de populêrste legearingen dy't brûkt wurde yn CNC-ferwurking, lykas aluminium tapassing yn ferskate yndustryen.
Machinabiliteit
Aluminium is maklik te foarmjen, te bewurkjen en te masinearjen mei ferskate prosessen. It kin fluch en maklik snien wurde troch masine-ark, om't it sêft is en maklik ôfbrokkelt. It is ek minder djoer en fereasket minder krêft om te masinearjen as stiel. Dizze eigenskippen binne fan enoarme foardielen foar sawol de masinearist as de klant dy't it ûnderdiel bestelt. Fierder betsjut de goede masinearberens fan aluminium dat it minder ferfoarmet tidens it masinearjen. Dit liedt ta hegere krektens, om't it CNC-masines mooglik makket om hegere tolerânsjes te berikken.
Strength-to-Weight Ratio
Aluminium hat in tichtheid fan sawat in tredde fan stiel. Dit makket it relatyf licht. Nettsjinsteande syn lichtgewicht hat aluminium in tige hege sterkte. Dizze kombinaasje fan sterkte en lichtgewicht wurdt omskreaun as de sterkte-gewichtsferhâlding fan materialen. De hege sterkte-gewichtsferhâlding fan aluminium makket it geunstich foar ûnderdielen dy't nedich binne yn ferskate yndustryen lykas de auto- en loftfeartyndustry.
Korrosionresistance
Aluminium is krasbestindich en korrosjebestindich yn gewoane maritime en atmosfearyske omstannichheden. Jo kinne dizze eigenskippen ferbetterje troch anodisearjen. It is wichtich om te notearjen dat de wjerstân tsjin korrosje ferskilt yn ferskate aluminiumklassen. De meast regelmjittich CNC-freesde klassen hawwe lykwols de measte wjerstân.
Prestaasje by lege temperatueren
De measte materialen ferlieze by temperatueren ûnder nul guon fan harren winsklike eigenskippen. Bygelyks, sawol koalstofstiel as rubber wurde bros by lege temperatueren. Aluminium behâldt op syn beurt syn sêftens, duktyliteit en sterkte by tige lege temperatueren.
Elektryske konduktiviteit
De elektryske geliedingsfermogen fan suver aluminium is sawat 37.7 miljoen siemens per meter by keamertemperatuer. Hoewol aluminiumlegeringen legere geliedingsfermogen hawwe kinne as suver aluminium, binne se geliedend genôch foar har ûnderdielen om gebrûk te finen yn elektryske komponinten. Oan 'e oare kant soe aluminium in ûngeskikt materiaal wêze as elektryske geliedingsfermogen gjin winsklike eigenskip is fan in masinearre ûnderdiel.
Recycleberens
Omdat it in subtraktyf produksjeproses is, generearje CNC-ferwurkingsprosessen in grut oantal chips, dy't ôffalmaterialen binne. Aluminium is tige recycleber, wat betsjut dat it relatyf lege enerzjy, muoite en kosten fereasket om te recyclen. Dit makket it foarkar foar dyjingen dy't útjeften werom wolle fertsjinje of materiaalfergriemerij ferminderje wolle. It makket aluminium ek in miljeufreonliker materiaal om te ferwurkjen.
Potinsjeel foar anodisaasje
Anodisaasje, in oerflakteôfwurkingsproseduere dy't de slijtage- en korrosjebestriding fan in materiaal fergruttet, is maklik te berikken yn aluminium. Dit proses makket it ek makliker om kleur ta te foegjen oan masinearre aluminium ûnderdielen.
Populêre aluminiumlegeringen foar CNC-ferwurking
Ut ús ûnderfining by Xometry binne de folgjende 5 aluminiumkwaliteiten ien fan 'e meast brûkte foar CNC-ferwurking.
EN AW-2007 / 3.1645 / AlCuMgPb
Alternative oantsjuttings: 3.1645; EN 573-3; AlCu4PbMgMn.
Dizze aluminiumlegering hat koper as wichtichste legeringselemint (4-5%) fan koper. It is in koartspaandere legearing dy't duorsum, licht, tige funksjoneel is, en deselde hege meganyske eigenskippen hat as AW 2030. It is ek geskikt foar it skroeven, waarmtebehanneling en hege-snelheidsbewerking. Al dizze eigenskippen meitsje EN AW 2007 in soad brûkt yn 'e produksje fan masineûnderdielen, bouten, klinknagels, moeren, skroeven en skroefdraadstangen. Dizze aluminiumklasse hat lykwols in lege lasberens en lege korrosjebestriding; dêrom wurdt it oanrikkemandearre om beskermjende anodisaasje út te fieren nei it bewurkjen fan ûnderdielen.
EN AW-5083 / 3.3547 / Al-Mg4,5Mn
Alternative oantsjuttings: 3.3547; Legering 5083; EN 573-3; UNS A95083; ASTM B209; AlMg4.5Mn0.7
AW 5083 stiet bekend om syn poerbêste prestaasjes yn swiere omjouwings. It befettet magnesium en lytse spoaren fan chromium en mangaan. Dizze klasse hat in tige hege wjerstân tsjin korrosje yn sawol gemyske as marine omjouwings. Fan alle net-waarmtebehannelbere legeringen hat AW 5080 de heechste sterkte; in eigenskip dy't it sels nei it lassen behâldt. Hoewol dizze legearing net brûkt wurde moat yn tapassingen mei temperatueren heger as 65 °C, blinkt it út yn tapassingen by lege temperatueren.
Fanwegen syn set winsklike eigenskippen wurdt AW 5080 brûkt yn ferskate tapassingen, ynklusyf kryogene apparatuer, marine tapassingen, drukapparatuer, gemyske tapassingen, lassen konstruksjes en autokarossen.
EN AW 5754 / 3.3535 / Al-Mg3
Alternative oantsjuttings: 3.3535; Legering 5754; EN 573-3; U21NS A95754; ASTM B 209; Al-Mg3.
Om't AW 5754 in smeide aluminium-magnesiumlegering is mei it heechste persintaazje aluminium, kin it rôle, smeid en ekstrudere wurde. It is ek net waarmtebehannelber en kin kâldbewurke wurde om syn sterkte te fergrutsjen, mar mei in legere duktyliteit. Derneist hat dizze legearing poerbêste wjerstân tsjin korrosje en in hege sterkte. Mei dizze eigenskippen yn gedachten is it te begripen dat AW 5754 ien fan 'e populêrste CNC-frese aluminiumklassen is. It wurdt typysk brûkt yn lassen struktueren, fliertapassingen, fiskguod, autokarossen, itenferwurking en klinknagels.
EN AW-6060 / 3.3206 / Al-MgSi
Alternative oantsjuttings: 3.3206; ISO 6361; UNS A96060; ASTM B 221; AlMgSi0,5
Dit is in magnesium- en silisiumhâldende smeide aluminiumlegering. It is waarmtebehannelber en hat in gemiddelde sterkte, goede lasberens en goede foarmjouwing. It is ek tige resistint tsjin korrosje; in eigenskip dy't noch fierder ferbettere wurde kin troch anodisearjen. EN AW 6060 wurdt faak brûkt yn 'e bou, itenferwurking, medyske apparatuer en autotechnyk.
EN AW-7075 / 3.4365 / Al-Zn6MgCu
Alternative oantsjuttings: 3.4365; UNS A96082; H30; Al-Zn6MgCu.
Sink is it primêre legearingselemint yn dizze klasse aluminium. Hoewol EN AW 7075 gemiddelde ferwurkberens, minne kâldfoarmjende eigenskippen hat, en net geskikt is foar sawol lassen as solderen; it hat in hege sterkte-tichtensferhâlding, poerbêste wjerstân tsjin atmosfearyske en marine omjouwings, en sterkte fergelykber mei guon stiellegeringen. Dizze legearing wurdt brûkt yn in tige breed skala oan tapassingen, ynklusyf hangglider- en fytsframes, rotsklimapparatuer, wapens en it meitsjen fan foarmen.
EN AW-6061 / 3.3211 / Al-Mg1SiCu
Alternative oantsjuttings: 3.3211, UNS A96061, A6061, Al-Mg1SiCu.
Dizze legearing befettet magnesium en silisium as de wichtichste legearingseleminten mei spoaren fan koper. Mei in treksterkte fan 180 MPa is dit in legearing mei hege sterkte en is tige geskikt foar swier belaste struktueren lykas steigers, spoarwagons, masine- en romtefeartûnderdielen.
EN AW-6082 / 3.2315 / Al-Si1Mg
Alternative oantsjuttings: 3.2315, UNS A96082, A-SGM0,7, Al-Si1Mg.
Dizze legearing, dy't typysk foarme wurdt troch rôljen en ekstruzjen, hat in middelsterkte mei in tige goede lasberens en termyske geliedingsfermogen. It hat in hege wjerstân tsjin spanningskorrosje en barsten. It hat in treksterkte dy't farieart fan 140 oant 330 MPa. It wurdt in soad brûkt yn offshore-bou en konteners.
CNC-ferwurkingsprosessen foar aluminium
Jo kinne aluminium ferwurkje mei in oantal fan 'e CNC-ferwurkingsprosessen dy't hjoed de dei beskikber binne. Guon fan dizze prosessen binne as folget.
CNC Turning
By CNC-draaioperaasjes draait it wurkstik, wylst it ienpunts snijgereedschap stil bliuwt lâns syn as. Ofhinklik fan 'e masine fiert it wurkstik of it snijgereedschap in oanfierbeweging tsjin elkoar út om materiaalferwidering te berikken.
CNC Milling
CNC-freesoperaasjes wurde it meast brûkt by it ferwurkjen fan aluminium ûnderdielen. Dizze operaasjes omfetsje de rotaasje fan in mearpuntssnijwurk lâns syn as, wylst it wurkstik stasjonêr bliuwt lâns syn eigen as. De snijaksje en dêrnei materiaalferwidering wurdt berikt troch de oanfierbeweging fan it wurkstik, it snijgereedschap, of beide kombineare. Dizze beweging kin lâns meardere assen útfierd wurde.
Pocketing
Ek wol bekend as pocketfrezen, is pocketing in foarm fan CNC-frezen wêrby't in holle pocket yn in ûnderdiel bewurke wurdt.
Tsjinoer
Facing yn masinearjende masjinearring omfettet it meitsjen fan in flak dwerssnit op it oerflak fan in wurkstik troch middel fan flakdraaien of flakfrezen.
CNC boarjen
CNC-boarjen is it proses fan it meitsjen fan in gat yn in wurkstik. Yn dizze operaasje beweecht in mearpunts rotearjend snijark fan in bepaalde grutte yn in rjochte line loodrecht op it oerflak dat boarre wurde moat, wêrtroch effektyf in gat ûntstiet.
Ark foar it ferwurkjen fan aluminium
Der binne ferskate faktoaren dy't ynfloed hawwe op 'e seleksje fan in ark foar CNC-ferwurking fan aluminium.
Tool Untwerp
Der binne ferskate aspekten fan in arkgeometry dy't bydrage oan syn effisjinsje by it ferwurkjen fan aluminium. Ien dêrfan is it oantal groeven. Om swierrichheden mei spaanôffier by hege snelheden te foarkommen, moatte snijgereedschap foar CNC-ferwurking fan aluminium 2-3 groeven hawwe. In heger oantal groeven resulteart yn lytsere spaandalen. Dit sil derfoar soargje dat de grutte spanen produsearre troch aluminiumlegeringen fêstkomme. As de snijkrêften leech binne en spaanfrijheid kritysk is foar it proses, moatte jo 2 groeven brûke. Brûk 3 groeven foar in perfekte lykwicht tusken spaanfrijheid en arksterkte.
Helix hoeke
De helixhoeke is de hoeke tusken de sintrumline fan in ark en in rjochte line-tangens lâns de snijrâne. It is in wichtich skaaimerk fan snijark. Wylst in hegere helixhoeke spanen rapper fan in ûnderdiel fuortsmyt, fergruttet it de wriuwing en waarmte by it snijden. Dit kin derfoar soargje dat de spanen oan it ark oerflak lasse by hege-snelheid CNC-ferwurking fan aluminium. In legere helixhoeke, oan 'e oare kant, produseart minder waarmte, mar kin spanen net effektyf fuortsmyt. Foar it ferwurkjen fan aluminium is in helixhoeke fan 35° of 40° geskikt foar rûchbewerkingstapassingen, wylst in helixhoeke fan 45° it bêste is foar ôfwurkjen.
Clearance Hoek
De frije hoeke is in oare wichtige faktor foar it goed funksjonearjen fan in ark. In te grutte hoeke soe derfoar soargje dat it ark yn it wurkstik grave soe en trilje soe. Oan 'e oare kant soe in te lytse hoeke wriuwing feroarsaakje tusken it ark en it wurkstik. Frije hoeken tusken 6° en 10° binne it bêste foar CNC-ferwurking fan aluminium.
Tool Materiaal
Karbid is it foarkommende materiaal foar snijgereedschap dat brûkt wurdt by CNC-ferwurking fan aluminium. Omdat aluminium sêft snijt, is it wichtige aspekt fan in snijgereedschap foar aluminium net de hurdens, mar it fermogen om in skerpe râne te behâlden. Dit fermogen is oanwêzich yn karbidgereedschap en it hinget ôf fan twa faktoaren, de karbidkorrelgrutte en de binderferhâlding. Wylst in gruttere korrelgrutte resulteart yn hurder materiaal, garandearret in lytsere korrelgrutte in taaier, mear slagbestindich materiaal, wat eins de eigenskip is dy't wy nedich binne. Lytsere korrels hawwe kobalt nedich om de fynkerrelstruktuer en de sterkte fan it materiaal te berikken.
Kobalt reagearret lykwols mei aluminium by hege temperatueren, wêrtroch't in opboude râne fan aluminium op it arkoppervlak ûntstiet. De kaai is om in karbide ark te brûken mei de juste hoemannichte kobalt (2-20%), om dizze reaksje te minimalisearjen, wylst de fereaske sterkte behâlden bliuwt. Karbide ark binne typysk better yn steat om de hege snelheden dy't ferbûn binne mei CNC-ferwurking fan aluminium te wjerstean as stielen ark.
Neist it arkmateriaal is de arkcoating in wichtige faktor yn 'e effisjinsje fan it snijen fan ark. ZrN (Sirkoniumnitride), TiB2 (Titaniumdi-Boride), en diamant-like coatings binne guon geskikte coatings foar ark dy't brûkt wurde by CNC-ferwurking fan aluminium.
Feeds en snelheid
Snijsnelheid is de snelheid wêrmei't it snijgereedschap draait. Aluminium kin tige hege snijsnelheden ferneare, dêrom is de snijsnelheid foar aluminiumlegeringen ôfhinklik fan 'e grinzen fan' e brûkte masine. De snelheid moat sa heech wêze as praktysk is by CNC-ferwurking fan aluminium, om't dit de mooglikheid fan 'e foarming fan opboude rânen ferminderet, tiid besparret, temperatuerferheging yn it ûnderdiel minimalisearret, spaanbrekken ferbetteret en de ôfwurking ferbetteret. De krekte brûkte snelheid ferskilt ôfhinklik fan 'e aluminiumlegering en de diameter fan it ark.
De feedsnelheid is de ôfstân dy't it wurkstik of ark beweecht per omwenteling fan it ark. De brûkte feed hinget ôf fan 'e winske finish, de sterkte en de styfheid fan it wurkstik. Rûge sneden fereaskje in feed fan 0.15 oant 2.03 mm/omwenteling, wylst ôfwurksneden in feed fan 0.05 oant 0.15 mm/omwenteling fereaskje.
Cutting Fluid
Nettsjinsteande syn ferwurkberens, snij aluminium noait droech, om't dit de foarming fan opboude rânen befoarderet. De geskikte snijfloeistoffen foar CNC-ferwurking fan aluminium binne oplosbere oalje-emulsjes en minerale oaljes. Foarkom snijfloeistoffen dy't chloor of aktive swevel befetsje, om't dizze eleminten aluminium kleurje.
Post-machining prosessen
Nei it bewurkjen fan in aluminium ûnderdiel binne der bepaalde prosessen dy't jo útfiere kinne om de fysike, meganyske en estetyske skaaimerken fan it ûnderdiel te ferbetterjen. De meast foarkommende prosessen binne as folget.
Kraal- en sânstralen
Kraalstralen is in ôfwurkingsproses foar estetyske doelen. Yn dit proses wurdt it bewurke ûnderdiel stralen mei lytse glêzen kralen mei in hege druk luchtpistoal, wêrtroch materiaal effektyf fuorthelle wurdt en in glêd oerflak garandearre wurdt. It jout aluminium in satyn- of matte finish. De wichtichste prosesparameters foar kraalstralen binne de grutte fan 'e glêzen kralen en de hoemannichte luchtdruk dy't brûkt wurdt. Brûk dit proses allinich as de dimensjonele tolerânsjes fan in ûnderdiel net kritysk binne.
Oare ôfwurkingsprosessen omfetsje polijsten en skilderjen.
coating
Dit giet oer it beklaaien fan in aluminium ûnderdiel mei in oar materiaal lykas sink, nikkel en chrome. Dit wurdt dien om de ûnderdielen te ferbetterjen en kin berikt wurde troch elektrogemyske prosessen.
Anodisearjen
Anodisearje is in elektrochemysk proses wêrby't in aluminium ûnderdiel yn in oplossing fan ferdund swevelsoer ûnderdompele wurdt, en in elektryske spanning oer de katode en anode tapast wurdt. Dit proses konvertearret de bleatstelde oerflakken fan it ûnderdiel effektyf yn in hurde, elektrysk net-reaktive aluminiumoksidecoating. De tichtheid en dikte fan 'e makke coating is ôfhinklik fan' e konsistinsje fan 'e oplossing, de anodisearringstiid en de elektryske stroom. Jo kinne ek anodisearje útfiere om in ûnderdiel te kleuren.
Powder Coating
It poeiercoatingproses omfettet it coaten fan in ûnderdiel mei kleurd polymeerpoeier, mei in elektrostatysk spuitpistoal. It ûnderdiel wurdt dan litten útharden by in temperatuer fan 200 °C. Poedercoating ferbetteret sterkte en wjerstân tsjin slijtage, korrosje en ynfloed.
Waarmte behanneling
Dielen makke fan waarmtebehannelbere aluminiumlegeringen kinne waarmtebehanneling ûndergean om har meganyske eigenskippen te ferbetterjen.
Tapassingen fan CNC-ferwurke aluminiumdielen yn 'e yndustry
Lykas earder neamd, hawwe aluminiumlegeringen in oantal winsklike eigenskippen. Dêrom binne CNC-masjinearre aluminium ûnderdielen ûnmisber yn ferskate yndustryen, ynklusyf de folgjende:
- Aerospacefanwegen syn hege sterkte-gewichtsferhâlding binne ferskate fleantúchfittings makke fan masjineare aluminium;
- Automotive: fergelykber mei de loftfeartyndustry, binne ferskate ûnderdielen lykas assen en oare komponinten yn 'e auto-yndustry makke fan aluminium;
- ElectricalMei hege elektryske geliedingsfermogen wurde CNC-masjinearre aluminium ûnderdielen faak brûkt as elektroanyske komponinten yn elektryske apparaten;
- Food / PharmaceuticalOm't se net reagearje mei de measte organyske stoffen, spylje aluminium ûnderdielen wichtige rollen yn 'e fiedings- en farmaseutyske yndustry;
- Sportaluminium wurdt faak brûkt om sportartikelen te meitsjen lykas honkbalknuppels en sportfluitsjes;
- CryogenicsIt fermogen fan aluminium om syn meganyske eigenskippen te behâlden by temperatueren ûnder nul, makket aluminium ûnderdielen winsklik foar kryogene tapassingen.