CNC beygja

Í CNC beygjuaðgerðum snýst vinnustykkið en einpunktsskurðarverkfærið helst kyrrt eftir ás sínum. Eftir því hvaða vél er um að ræða, framkvæmir annað hvort vinnustykkið eða skurðarverkfærið fóðrunarhreyfingu gegn hinu til að ná fram efnisfjarlægingu. 

CNC Milling

CNC fræsingaraðgerðir eru algengastar við vinnslu á álhlutum. Þessar aðgerðir fela í sér snúning margpunkta skurðar eftir ás sínum, á meðan vinnustykkið helst kyrrt eftir eigin ás. Skurðaðgerðin og síðan efnisfjarlæging næst með fóðrunarhreyfingu annað hvort vinnustykkisins, skurðarverkfærisins eða beggja saman. Þessa hreyfingu er hægt að framkvæma eftir mörgum ásum.

Pocketing

Vasafræsun, einnig þekkt sem vasafræsing, er form af CNC fræsingu þar sem holur vasi er fræstur í hluta.

Frammi fyrir

Í vinnslu felst að búa til flatt þversniðsflatarmál á yfirborði vinnustykkis með annað hvort yfirborðsdreifi eða yfirborðsfræsingu.

CNC boranir

CNC-borun er ferlið við að búa til gat í vinnustykki. Í þessari aðgerð hreyfist fjölpunkta snúningsskurðarverkfæri af ákveðinni stærð í beinni línu hornrétt á yfirborðið sem á að bora og býr þannig til gat.

Verkfæri til vinnslu á áli

Það eru nokkrir þættir sem hafa áhrif á val á verkfæri fyrir CNC vinnslu á áli.

Verkfærahönnun

Ýmsir þættir í lögun verkfæris stuðla að skilvirkni þess við vinnslu á áli. Einn af þessum er fjöldi rifja. Til að koma í veg fyrir erfiðleika við flísafjarlægingu við mikinn hraða ættu skurðarverkfæri fyrir CNC vinnslu á áli að hafa 2-3 rif. Fleiri rifjar leiða til minni flísadöla. Þetta veldur því að stóru flísarnar sem myndast við álfelgur festast. Þegar skurðkrafturinn er lítill og flísafjarlægð er mikilvæg fyrir ferlið ætti að nota 2 rif. Til að ná fullkomnu jafnvægi á milli flísafjarlægðar og styrks verkfærisins skal nota 3 rif.

Helix horn

Helixhornið er hornið milli miðlínu verkfæris og beinnar snertilínu meðfram skurðbrúninni. Þetta er mikilvægur eiginleiki skurðarverkfæra. Þó að hærra helixhorn fjarlægi flísar úr hluta hraðar, eykur það núning og hita við skurð. Þetta getur valdið því að flísarnar soðni við yfirborð verkfærisins við háhraða CNC vinnslu á áli. Lægra helixhorn, hins vegar, framleiðir minni hita en fjarlægir hugsanlega ekki flísar á áhrifaríkan hátt. Fyrir vinnslu á áli hentar 35° eða 40° helixhorn fyrir grófvinnslu, en 45° helixhorn hentar best fyrir frágang.

Úthreinsunarhorn

Lausnarhorn er annar mikilvægur þáttur í réttri virkni verkfæris. Of stórt horn veldur því að verkfærið grafi sig inn í vinnustykkið og titrar. Of lítið horn veldur hins vegar núningi milli verkfærisins og vinnustykkisins. Lausnarhorn á milli 6° og 10° eru best fyrir CNC vinnslu á áli.

Verkfæraefni

Karbít er kjörefnið fyrir skurðarverkfæri sem notuð eru í CNC vinnslu á áli. Þar sem ál er mjúkt skurðarefni er það sem skiptir máli í skurðarverkfæri fyrir ál ekki hörku, heldur hæfni til að viðhalda rakbeittum eggjum. Þessi hæfni er til staðar í karbítverkfærum og er háð tveimur þáttum, kornastærð karbíts og bindiefnihlutfalli. Þó að stærri kornastærð leiði til harðara efnis, þá tryggir minni kornastærð sterkara og höggþolnara efni sem er í raun sá eiginleiki sem við þurfum. Minni korn þurfa kóbalt til að ná fínni kornabyggingu og styrk efnisins.

Hins vegar hvarfast kóbalt við ál við hátt hitastig og myndar uppsafnaða álkanta á yfirborði verkfærisins. Lykilatriðið er að nota karbítverkfæri með réttu magni af kóbalti (2-20%), til að lágmarka þessi viðbrögð en samt viðhalda nauðsynlegum styrk. Karbítverkfæri þola yfirleitt betur en stálverkfæri þann mikla hraða sem fylgir CNC-vinnslu á áli.

Auk verkfæraefnisins er húðun verkfæra mikilvægur þáttur í skilvirkni verkfæraskurðar. ZrN (sirkoníumnítríð), TiB2 (títaníumdí-bóríð) og demantslík húðun eru nokkrar hentugar húðanir fyrir verkfæri sem notuð eru í CNC-vinnslu á áli.

Fæða og hraði

Skurðhraði er sá hraði sem skurðarverkfærið snýst á. Ál þolir mjög mikinn skurðhraða og því er skurðhraði áls háður takmörkunum vélarinnar sem notuð er. Hraðinn ætti að vera eins mikill og mögulegt er í CNC-vinnslu á áli, þar sem það dregur úr líkum á myndun brúna, sparar tíma, lágmarkar hitastigshækkun í hlutanum, bætir flísbrot og bætir frágang. Nákvæmur hraði sem notaður er er breytilegur eftir álblöndum og þvermáli verkfærisins.

Fóðrunarhraði er sú vegalengd sem vinnustykkið eða verkfærið færist á hverja snúning verkfærisins. Fóðrunin sem notuð er fer eftir þeirri áferð sem óskað er eftir, styrk og stífleika vinnustykkisins. Grófskurður krefst fóðrunar upp á 0.15 til 2.03 mm/snúning en frágangsskurður krefst fóðrunar upp á 0.05 til 0.15 mm/snúning.

Skurðvökvi

Þrátt fyrir vinnsluhæfni áls skal aldrei skera þurrt þar sem það stuðlar að myndun brúna. Viðeigandi skurðarvökvar fyrir CNC-vinnslu á áli eru leysanlegar olíublöndur og steinefnaolíur. Forðist skurðarvökva sem innihalda klór eða virkan brennistein þar sem þessi efni lita áli.

Eftirvinnsluferli

Eftir að hafa unnið úr álhluta eru tilteknar aðferðir sem hægt er að framkvæma til að bæta efnislega, vélræna og fagurfræðilega eiginleika hlutarins. Algengustu aðferðirnar eru eftirfarandi.

Perlu- og sandblástur

Glerblástur með perlum er frágangsferli í fagurfræðilegum tilgangi. Í þessu ferli er vélrænni hlutinn blásinn með örsmáum glerperlum með því að nota háþrýstiloftbyssu, sem fjarlægir efni á áhrifaríkan hátt og tryggir slétt yfirborð. Þetta gefur áli matt eða satín áferð. Helstu ferlisbreytur fyrir glerblástur með perlum eru stærð glerperlanna og magn loftþrýstings sem notaður er. Notið aðeins þetta ferli þegar víddarvikmörk hlutarins eru ekki mikilvæg.

Aðrar frágangsaðferðir eru meðal annars pússun og málun.

húðun

Þetta felur í sér að húða álhluta með öðru efni eins og sinki, nikkel og krómi. Þetta er gert til að bæta framleiðsluferla íhluta og má gera það með rafefnafræðilegum aðferðum.

Anodizing

Anóðisering er rafefnafræðilegt ferli þar sem álhluti er dýft í lausn af þynntri brennisteinssýru og rafspenna er sett yfir katóðu og anóðu. Þetta ferli breytir á áhrifaríkan hátt berum yfirborðum hlutarins í harða, rafmagnaóvirka áloxíðhúð. Þéttleiki og þykkt húðarinnar sem myndast er háð áferð lausnarinnar, anóðiseringartíma og rafstraumi. Einnig er hægt að framkvæma anóðiseringu til að lita hlut.

Powder Húðun

Duftlakkunarferlið felur í sér að húða hluta með lituðu fjölliðudufti með rafstöðuvæddri úðabyssu. Hlutinum er síðan látið harðna við 200°C hitastig. Duftlakkun eykur styrk og viðnám gegn sliti, tæringu og höggi.

Hitameðferð

Hlutar úr hitameðhöndluðum álblöndum geta gengist undir hitameðferð til að bæta vélræna eiginleika sína.

Notkun CNC-fræsaðra álhluta í iðnaði

Eins og áður hefur komið fram hafa álblöndur fjölda eftirsóknarverðra eiginleika. Þess vegna eru CNC-fræsaðir álhlutar ómissandi í ýmsum atvinnugreinum, þar á meðal eftirfarandi:

• AerospaceVegna mikils styrkleikahlutfalls á móti þyngd eru nokkrar flugvélahlutir gerðir úr vélunnu áli;
• BílarLíkt og í flug- og geimferðaiðnaðinum eru nokkrir hlutar eins og stokkar og aðrir íhlutir í bílaiðnaðinum úr áli;
• ElectricalÁlhlutar sem eru fræstir með CNC-vél eru oft notaðir sem rafeindabúnaður í rafmagnstækjum og hafa mikla rafleiðni.
• Matur/lyfjavörurÞar sem álhlutir hvarfast ekki við flest lífræn efni gegna þeir mikilvægu hlutverki í matvæla- og lyfjaiðnaði.
• ÍþróttirÁl er oft notað til að búa til íþróttabúnað eins og hafnaboltakylfur og íþróttaflautur;
• CryogenicsHæfni áls til að viðhalda vélrænum eiginleikum sínum við hitastig undir frostmarki gerir álhluta eftirsóknarverða fyrir lághitanotkun.