CNC מפנה

בפעולות חריטה CNC, חומר העבודה מסתובב, בעוד שכלי החיתוך החד-נקודתי נשאר נייח לאורך צירו. בהתאם למכונה, חומר העבודה או כלי החיתוך מבצעים תנועת הזנה זה כנגד זה על מנת להשיג הסרת חומר. 

כרסום CNC

פעולות כרסום CNC הן הנפוצות ביותר בעיבוד שבבי של חלקי אלומיניום. פעולות אלו כוללות סיבוב של חיתוך רב-נקודתי לאורך צירו, בעוד שחומר העבודה נשאר נייח לאורך צירו. פעולת החיתוך ולאחר מכן הסרת החומר מושגות על ידי תנועת הזנה של חומר העבודה, כלי החיתוך, או שניהם יחד. תנועה זו יכולה להתבצע לאורך צירים מרובים.

כיסים

כיסים, הידוע גם כטרסום כיסים, היא סוג של כרסום CNC שבו מעובד כיס חלול בחלק.

מול

חיתוך פנים בעיבוד שבבי כרוך ביצירת שטח חתך שטוח על פני השטח של חומר עבודה באמצעות חריטה או כרסום פנים.

קידוח CNC

קידוח CNC הוא תהליך של יצירת חור בחומר עבודה. בפעולה זו, כלי חיתוך מסתובב רב-נקודתי בגודל מסוים נע בקו ישר המאונך למשטח המיועד לקדוח, ובכך יוצר למעשה חור.

כלים לעיבוד שבבי של אלומיניום

ישנם מספר גורמים המשפיעים על בחירת כלי לעיבוד שבבי CNC מאלומיניום.

עיצוב כלי

ישנם היבטים שונים של גיאומטריית כלי התורמים ליעילותו בעיבוד שבבי אלומיניום. אחד מהם הוא מספר החריצים שלו. על מנת למנוע קושי בפינוי שבבים במהירויות גבוהות, כלי חיתוך לעיבוד שבבי CNC מאלומיניום צריכים להיות בעלי 2-3 חריצים. מספר גבוה יותר של חריצים גורם לעמקים קטנים יותר של שבבים. זה יגרום לשבבים הגדולים המיוצרים מסגסוגות אלומיניום להיתקע. כאשר כוחות החיתוך נמוכים ופינוי השבבים קריטי לתהליך, יש להשתמש ב-2 חריצים. לאיזון מושלם בין פינוי שבבים וחוזק הכלי, יש להשתמש ב-3 חריצים.

זווית סליל

זווית הסליל היא הזווית בין קו המרכז של כלי לבין קו ישר המשיק לאורך קצה החיתוך. זוהי מאפיין חשוב של כלי חיתוך. בעוד שזווית סליל גבוהה יותר מסירה שבבים מחלק מהר יותר, היא מגבירה את החיכוך והחום במהלך החיתוך. זה עלול לגרום לשבבים להתרתך למשטח הכלי במהלך עיבוד CNC של אלומיניום במהירות גבוהה. זווית סליל נמוכה יותר, לעומת זאת, מייצרת פחות חום אך עלולה לא להסיר שבבים ביעילות. עבור עיבוד שבבי של אלומיניום, זווית סליל של 35° או 40° מתאימה ליישומי חיתוך גס, בעוד שזווית סליל של 45° היא הטובה ביותר לגימור.

זווית פינוי

זווית מרווח היא גורם חשוב נוסף לתפקוד תקין של כלי. זווית גדולה מדי תגרום לכלי לחפור בחומר ולרטוט. מצד שני, זווית קטנה מדי תגרום לחיכוך בין הכלי לחומר. זוויות מרווח בין 6° ל-10° הן הטובות ביותר לעיבוד שבבי CNC מאלומיניום.

חומר כלי

קרביד הוא החומר המועדף לכלי חיתוך המשמשים בעיבוד שבבי CNC של אלומיניום. מכיוון שאלומיניום הוא חומר חיתוך רך, מה שחשוב בכלי חיתוך לאלומיניום אינו הקשיות, אלא היכולת לשמור על להב חד כתער. יכולת זו קיימת בכלי קרביד והיא תלויה בשני גורמים, גודל גרגירי קרביד ויחס חומר מקשר. בעוד שגודל גרגירים גדול יותר מביא לחומר קשה יותר, גודל גרגירים קטן יותר מבטיח חומר קשיח יותר ועמיד יותר בפני פגיעות, וזו למעשה התכונה שאנו זקוקים לה. גרגירים קטנים יותר דורשים קובלט כדי להשיג את מבנה הגרגירים העדין ואת חוזק החומר.

עם זאת, קובלט מגיב עם אלומיניום בטמפרטורות גבוהות, ויוצר קצה אלומיניום מצטבר על פני הכלי. המפתח הוא להשתמש בכלי קרביד עם כמות קובלט נכונה (2-20%), על מנת למזער תגובה זו, תוך שמירה על החוזק הנדרש. כלי קרביד בדרך כלל מסוגלים לעמוד טוב יותר מכלי פלדה, במהירויות הגבוהות הקשורות לעיבוד CNC של אלומיניום.

בנוסף לחומר הכלי, ציפוי הכלי הוא גורם חשוב ביעילות חיתוך הכלי. ציפויים מתאימים כמו ZrN (זירקוניום ניטריד), TiB2 (טיטניום די-בוריד) וציפויים דמויי יהלום הם חלק מהציפויים המתאימים לכלים המשמשים בעיבוד שבבי CNC מאלומיניום.

הזנות ומהירויות

מהירות חיתוך היא המהירות שבה כלי החיתוך מסתובב. אלומיניום יכול לעמוד במהירות חיתוך גבוהה מאוד, ולכן מהירות החיתוך עבור סגסוגות אלומיניום תלויה במגבלות המכונה בה נעשה שימוש. המהירות צריכה להיות גבוהה ככל האפשר בעיבוד שבבי CNC של אלומיניום, מכיוון שזה מפחית את האפשרות להיווצרות קצוות, חוסך זמן, ממזער את עליית הטמפרטורה בחלק, משפר את שבירת השבב ומשפר את הגימור. המהירות המדויקת המשמשת משתנה בהתאם לסגסוגת האלומיניום ולקוטר הכלי.

קצב הזנה הוא המרחק שהחומר או הכלי נעים בכל סיבוב של הכלי. קצב ההזנה תלוי בגימור הרצוי, בחוזק ובקשיחות של חומר העבודה. חיתוכים גסים דורשים הזנה של 0.15 עד 2.03 מ"מ/סיבוב, בעוד שחיתוכים סופיים דורשים הזנה של 0.05 עד 0.15 מ"מ/סיבוב.

נוזל חיתוך

למרות יכולת העיבוד שלו, לעולם אין לחתוך אלומיניום יבש, שכן הדבר מקדם היווצרות של קצוות מצטברים. נוזלי החיתוך המתאימים לעיבוד CNC של אלומיניום הם אמולסיות שמן מסיסות ושמנים מינרליים. הימנעו מנוזלי חיתוך המכילים כלור או גופרית פעילה, שכן יסודות אלה צובעים אלומיניום.

תהליכי עיבוד לאחר עיבוד

לאחר עיבוד שבבי של חלק אלומיניום, ישנם תהליכים מסוימים שניתן לבצע כדי לשפר את התכונות הפיזיות, המכניות והאסתטיות של החלק. התהליכים הנפוצים ביותר הם כדלקמן.

התזת חרוזים וחול

התזת חרוזים היא תהליך גימור למטרות אסתטיות. בתהליך זה, החלק המעובד מתוזז בחרוזי זכוכית זעירים באמצעות אקדח אוויר בלחץ גבוה, מה שמסיר חומר ביעילות ומבטיח משטח חלק. זה מעניק לאלומיניום גימור סאטן או מט. פרמטרי התהליך העיקריים להתזת חרוזים הם גודל חרוזי הזכוכית וכמות לחץ האוויר המשמשת. יש להשתמש בתהליך זה רק כאשר הסבולות המימדיות של החלק אינן קריטיות.

תהליכי גימור נוספים כוללים ליטוש וצביעה.

שִׁכבָה

זה כרוך בציפוי חלק אלומיניום בחומר אחר כגון אבץ, ניקל וכרום. זה נעשה כדי לשפר את תהליכי החלקים וניתן להשיג זאת באמצעות תהליכים אלקטרוכימיים.

אנודיזציה

אנודיזציה היא תהליך אלקטרוכימי שבו חלק אלומיניום טובל בתמיסה של חומצה גופרתית מדוללת, ומתח חשמלי מופעל על הקתודה והאנודה. תהליך זה ממיר ביעילות את המשטחים החשופים של החלק לציפוי אלומיניום קשיח, שאינו מגיב חשמלית. הצפיפות והעובי של הציפוי שנוצר תלויים בעקביות התמיסה, בזמן האנודיזציה ובזרם החשמלי. ניתן גם לבצע אנודיזציה כדי לצבוע חלק.

ציפוי אבקה

תהליך ציפוי האבקה כרוך בציפוי חלק באבקת פולימר צבעונית, באמצעות אקדח ריסוס אלקטרוסטטי. לאחר מכן החלק נשאר להתקשות בטמפרטורה של 200 מעלות צלזיוס. ציפוי האבקה משפר את החוזק והעמידות בפני שחיקה, קורוזיה ופגיעות.

טיפול בחום

חלקים העשויים מסגסוגות אלומיניום הניתנות לטיפול בחום עשויים לעבור טיפול בחום כדי לשפר את תכונותיהם המכניות.

יישומים של חלקי אלומיניום בעיבוד CNC בתעשייה

כפי שצוין קודם לכן, לסגסוגות אלומיניום מספר תכונות רצויות. לפיכך, חלקי אלומיניום המעובדים במכונה CNC הם הכרחיים במספר תעשיות, כולל:

• אוויריבשל יחס החוזק-משקל הגבוה שלו, מספר אביזרי מטוסים עשויים מאלומיניום מעובד;
• כלי רכבבדומה לתעשיית התעופה והחלל, מספר חלקים כגון צירים ורכיבים אחרים בתעשיית הרכב עשויים מאלומיניום;
• חַשׁמַלִיחלקי אלומיניום המעובדים באמצעות CNC, בעלי מוליכות חשמלית גבוהה, משמשים לעתים קרובות כרכיבים אלקטרוניים במכשירי חשמל;
• מזון / תרופותמכיוון שהם אינם מגיבים עם רוב החומרים האורגניים, חלקי אלומיניום ממלאים תפקידים חשובים בתעשיות המזון והתרופות;
• ספורטאלומיניום משמש לעתים קרובות לייצור ציוד ספורט כגון מחבטי בייסבול ומשרוקיות ספורט;
• קריוגניקיםיכולתו של אלומיניום לשמור על תכונותיו המכניות בטמפרטורות מתחת לאפס, הופכת חלקי אלומיניום לנחשקים עבור יישומים קריוגניים.